iscsi协议及实现
iSCSI协议介绍及典型组网配置
2）保证所选端口的正确，否则会导致ping通但是连接不上。
目录
iSCSI基础知识与协议 iSCSI组网与相关配置 iSCSI常见故障处理
常见故障处理-无法建立iSCSI连接
1）是否ping通
2）是否使能了CHAP
无法建立iSCSI连接-是否ping通
1）检查网络通信是否正常 物理链路的正常是保证iSCSI连接的基础，检测物理链路正常一般 使用ping命令，主机和阵列业务口互相能够ping通，阵列和阵列 能够相互ping通，并且无丢包现象（丢包导致iSCSI链路闪断）。
注意事项
主机与阵列连接 1）清除主机侧启动器内的原始保存信息（失败的连接） 保证主机重启后不会重连不存在的目标器造成频繁输出内容。
注意事项
2）清除主机侧启动器内的原始保存信息（失败的连接） 保证主机重启后不会频繁重连不存在的目标器造成输出内容。
注意事项
阵列与阵列连接 1）清除阵列侧启动器内的原始保存信息（失败的连接），否则会导致
iSCSI协议及典型组网配置
目标
学完本课程后，您将能够掌握： iSCSI基本概念和协议 iSCSI组网方式以及不同的配置方式 iSCSI组网中常见的故障处理方式
目录
iSCSI基本概念 iSCSI组网与相关配置 iSCSI常见故障处理
基本概念——SAN
SAN（Storage Aera Network）：存储区域网络，一种通过网络方式连接 存储设备和应用服务器的存储构架，这个网络专用于主机和存储设备之间的 访问。当有数据的存取需求时，数据可以通过存储区域网络在服务器和后台 存储设备之间高速传输。
基本概念——IP SAN
IP SAN：通过百兆/千兆/万兆以太网络连接应用服务器和后端存 储系统。将SCSI指令和数据块通过高速以太网传输，继承以太网 的优点，实现建立一个开放、高性能、高可靠性，高可扩展的存 储资源平台。
iSCSI网络协议.学习笔记
2. 挂接存储设备 1）启动iscsi守护进程（默认情况下，会随系统启动而启动） service iscsi restart 2） 发现存储目标并建立连接（iscsi与存储通过3260端口进行连接） iscsiadm -m discovery -t sendtargets -p 192.168.249.194:3260 前提： 先检查iptables是否已放开3260端口，如无，请先放开 3)登录已有节
你可以在linux下方便的管理挂载格式化iscsi卷它允许通过网络访问sCSI(iSCSI)是一种网络协议，使用TCP/IP网络来传输SCSI协议。它是代替FC(Fibre Channel-based，光纤通道) SAN的很好选 择。你可以在Linux下方便的管理、挂载、格式化iSCSI卷，它允许通过网络访问SAN存储设备。 安装步骤 1. 安装 iscsi-initiator-utils yum install iscsi-initiator-utils
基于IPSec安全性研究ISCSI协议
安全 与性 能的影 响， 在此基础上对 Ｉ Ｐ Ｓ ｅ ｃ改进 ， 从而 可以在 Ｉ Ｓ Ｃ Ｓ Ｉ 的安 全和性 能之 间找到一个 较好的平
衡点．
关键 词 ： Ｉ Ｓ Ｃ Ｓ Ｉ 协议 ； 数据加密 ； Ｓ Ｓ Ｈ； Ｒ ｓ ｙ ｎ ｃ 算法
中图分类号 ： Ｔ Ｐ ３ ９ ３ ． ０ ８ 文献标志码 ： Ａ
Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｎ Ｉ Ｓ ＣＳ Ｉ Ｐｒ ｏ ｔ ｏ ｃ ｏ ｌ Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ Ｓ ｅ ｃ ｕ ｒ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｉ Ｐ Ｓ ＥＣ
Ｗ Ｕ Ｙｕ — ｑ ｉ ｎ
（ Ｄ ｅ ｐ ａ ｒ ｔ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ Ｃ ｏ ｍ ｐ ｕ ｔ ｅ ｒ ａ ｎ ｄ Ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ，Ｎ ｉ ｎ ｇ ｄ ｅ Ｎ ｏ ｒ ｍ ａ ｌ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ，Ｎ ｉ ｎ ｇ ｄ ｅ ３ ５ ２ １ ０ ０ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Байду номын сангаас
第ｌ ６卷
以网络作为连接的 Ｉ Ｓ Ｃ Ｓ Ｉ ， 为资源共享而开放 ， 同样对存在着各种意 图的攻击者也是开放的， 所以在
网络上传 输 的数据必 须加密 ． 针对 数据 的加 密 ， Ｉ Ｅ Ｔ Ｆ Ｒ Ｆ Ｃ推荐 使 用 Ｉ Ｐ Ｓ ｅ ｃ ， 也 可 以通 过 Ｓ Ｓ Ｌ安全 机制来 实现数 据 的加 密 的 ， 但是 ， 当用 Ｓ Ｓ Ｌ 来 加密 Ｉ Ｓ Ｃ Ｓ Ｉ 数据 包 时 ， 则 需 要修 改 Ｉ Ｓ Ｃ Ｓ Ｉ 驱动， 实现 起来 相对 比
ｐ ｅ ｆｏ ｒ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ Ｉ Ｓ ＣＳＩ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： Ｉ Ｓ Ｃ Ｓ Ｉ ｐ ｒ ｏ ｔ ｏ ｃ ｏ ｌ ；ｄ ａ ｔ ａ ｅ ｎ ｅ ｒ ｙ ｐ ｔ ｉ ｏ ｎ；Ｓ Ｓ Ｈ ；Ｒｓ ｙ ｎ ｃ ａ ｌ ｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍ
iscsi协议
iscsi协议iSCSI协议。
iSCSI（Internet Small Computer System Interface）是一种基于TCP/IP网络的存储协议，它将SCSI协议封装在TCP/IP协议之上，使得SCSI命令可以在TCP/IP网络上进行传输，从而实现远程存储访问。
iSCSI协议的出现，极大地简化了存储网络的部署和管理，为企业提供了更加灵活和高效的存储解决方案。
iSCSI协议的特点。
1. 灵活性，iSCSI协议可以在现有的IP网络基础上进行部署，不需要单独建立存储网络，大大降低了存储网络的部署成本。
2. 高性能，通过使用高速以太网技术，iSCSI可以提供与Fibre Channel相媲美的性能，满足企业对存储性能的需求。
3. 易管理，iSCSI协议的部署和管理相对简单，可以通过标准的网络管理工具进行管理，降低了对专业存储人员的需求。
4. 兼容性，iSCSI协议可以与现有的存储设备兼容，无需更换现有的存储设备，降低了存储升级的成本。
iSCSI协议的工作原理。
iSCSI协议的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：1. 初始化连接，客户端发起连接请求，与存储设备建立连接。
2. 登录认证，客户端进行登录认证，验证身份并获取访问权限。
3. 数据传输，客户端通过iSCSI协议发送SCSI命令到存储设备，存储设备执行命令并返回结果。
4. 连接释放，数据传输完成后，客户端释放连接，断开与存储设备的连接。
iSCSI协议的应用场景。
iSCSI协议广泛应用于企业存储网络中，主要包括以下几个方面：1. 数据中心存储，企业可以通过iSCSI协议实现数据中心存储的部署，提供高性能、高可靠性的存储解决方案。
2. 虚拟化存储，虚拟化环境中的存储可以通过iSCSI协议进行访问，为虚拟机提供高性能的存储服务。
3. 远程备份，通过iSCSI协议，企业可以实现远程备份，将数据备份到远程存储设备上，提高数据的安全性和可靠性。
4. 数据共享，iSCSI协议可以实现多台服务器共享存储设备，提供统一的存储服务，简化存储管理。
华为服务器存储方案(IPSAN)
综合业务处理系统的数据备份是保证数据高可靠、高可用的基本手段。在本地及异地建立与业务系统相同的备份系统，或将综合业务处理系统的数据进行实时备份，将大大提高数据资源的可靠性。
5、提高效率降低成本
传统的数据由于比较分散，管理和备份都相当困难，容易造成损坏或丢失，安全性很低。在综合业务处理系统下，数据高度集中，管理和备份都非常方便，提高了工作效率同时也降低了系统成本。
3、经济性
设计方案不但要考虑采用技术的先进、可靠，而且还必须考虑用户的经济负担。因此，设计方案必须具备很高的性能价格比。
4、高可管理性与高可靠性
由于整个业务系统的数据采取集中式的存储策略，所以存储系统必须具备很高的可管理性。另外，计算机网络系统的外部环境是多变的，设计方案必须是强健的，能够很方便地进行调整，以满足外部环境的变化。
☉设备集中管理
所有设备（磁盘阵列、存储交换机、网络交换机等）都支持SNMP协议可以通过相应的图形化网管软件对设备进行管理。
IP存储御风而行
简单地说，iSCSI可以实现在IP网络上运行SCSI协议，使其能够在诸如高速千兆以太网上进行路由选择。iSCSI技术最重要的贡献在于其对传统技术的继承和发展上：其一，SCSI（Small Computer Systems Interface，小型计算机系统接口）技术是被磁盘、磁带等设备广泛采用的存储标准，从1986年诞生起到现在仍然保持着良好的发展势头；其二，沿用TCP/IP协议，TCP/IP在网络方面是最通用、最成熟的协议，且IP网络的基础建设非常完善。这两点为iSCSI的无限扩展提供了夯实的基础。
丰富的存储业务功能
√远程复制：S1200支持增量、加密和压缩等多种基于用户策略设置的远程复制功能。
iSCSI协议精辟讲解
SCSI协议的高端性
• 任务和事件模型
– – – – – – Initiator端发起IO请求时，就会生成一个任务 Target端接收到请求时，也会生成一个任务 任务可以被事件或动捉中止 事件：加电(Power on)、重启（Reset）、连接丢失等。 任务是有优先级 任务的状态：
• Enabled、Blocked、Dormant、Ended
• SCSI是硬盘中的高端协议
– 最早的SASI规格书只有短短20页，但与几年后ATA接口(据说当初 WD仅用三天时间就完成了接口规范的设计）相比还是完善许多。 – SCSI接口是一个通用接口，外设可以包括磁盘、磁带、CD-ROM 、可擦写光盘驱动器、打印机、扫描仪和通讯设备等。 – SCSI有多工能力，而 ATA通道是独占式的，一条通道内主 （Primary）设备具有优先使用权，但不论哪个设备占据通道，在 其完成操作并释放通道控制权之前，另一个设备都不能访 – SCSI设备还具有智能化，SCSI卡自己可对IO指令进行排队。在多 任务时硬盘会在当前磁头位置，将邻近的任务先完成，再逐一进 行处理。
SCSI RDMA Protocol (SRP, SRP-2)
iSCSI
Serial Attached SCSI (SAS, SAS-1.1)
传输协议
Related standards and technical reports (SDV, PIP, SSM, SSM-2, EPI)
IEEE 1394
提纲
1
2 3
SCSI介绍
iSCSI简介
iSCSI协议
为什么要先介绍SCSI
• iSCSI是SCSI协议中的一种传输层协议 • SCSI协议是一个协议族，包含了存储各个方面的协议，包 括了物理接口协议及传输层协议和一些指令集协议。
iscsi协议
iscsi协议iSCSI（Internet Small Computer System Interface）是一种基于TCP/IP协议的网络存储协议，它允许计算机通过以太网传输存储设备的数据。
iSCSI协议将SCSI（Small Computer System Interface）命令封装在TCP/IP包中，以实现计算机与存储设备之间的通信。
iSCSI协议的本质是将SCSI协议通过以太网传输，使得计算机能够使用网络访问存储设备。
传统的存储系统连接方式是通过SCSI总线连接，但在实际应用中存在一些问题，例如距离限制、设备共享困难等。
而iSCSI协议解决了这些问题，使得存储设备能够通过以太网传输数据，极大地扩展了存储系统的应用范围。
iSCSI协议主要由两个部分组成：iSCSI Initiator和iSCSI Target。
iSCSI Initiator是客户端，它请求数据并发送SCSI命令。
iSCSI Target是存储设备，它处理客户端的请求并返回数据。
在通信过程中，客户端和存储设备通过TCP/IP建立连接，并进行数据的传输和交互。
iSCSI协议的优点是灵活性和扩展性。
通过使用iSCSI协议，存储设备可以与计算机之间实现长距离连接，克服了传统SCSI的距离限制。
此外，iSCSI协议还支持设备共享，多台计算机可以同时访问同一存储设备，提高了存储资源的利用率。
iSCSI协议的使用过程如下：1. 首先，客户端通过DHCP或静态配置获取IP地址和网络相关信息。
2. 客户端启动iSCSI Initiator，将存储设备的IP地址和端口号配置为目标地址。
3. 客户端向存储设备发送登录请求，建立TCP连接。
4. 客户端与存储设备进行身份验证，确认身份后，登录成功。
5. 客户端发送SCSI命令给存储设备，请求读取或写入数据。
6. 存储设备接收SCSI命令，并根据命令执行对应的操作。
7. 存储设备返回执行结果给客户端，包括读取或写入的数据。
iSCSI详解手册
iSCSI详解手册iSCSI详解手册2003年，互联网工程任务组（IETF）批准 iSCSI（互联网SCSI）协议后，很多人开始将以太网作为分块存储网络使用（成为“基于IP的存储”）。
一直以来，人们采用iFCP 和FCIP等现有协议发送基于IP的SCSI命令行，主要允许FC存储区域网络（SAN）通过IP交换数据。
凭借iSCSI，SCSI命令行可以“端对端”地传送到世界各地的以太网中。
TechTarget中国存储站编辑经过仔细研究为大家奉献了一本非常详尽的iSCSI技术手册，供大家参考。
iSCSI应用技巧iSCSI的性能非常好，除了要求苛刻的事务应用程序。
以太网会发生网络堵塞和延迟，1 Gbps的以太网网络带宽远远小于2、4、甚至10 Gbps的光纤通道SAN，对此许多网络专家可能会惊奇不已。
但是，iSCSI也具有一些问题，任何用户都应该考虑到这些问题。
这一部分将对应用iSCSI时需要解决的若干问题进行列举，并对使用用户进行了指导。
●详解iSCSI技术●iSCSI故障查询列表●如何提高 iSCSI 性能●如何用iSCSI进行系统备份●iSCSI网络配置设计与优化●iSCSI怎样避免拥塞●在数据中心如何使用iSCSI？●应用iSCSI整合存储与网络资源（一）●应用iSCSI整合存储与网络资源（二）●应用iSCSI整合存储与网络资源（三）iSCSI还是FC？以前，FCoE比iSCSI应用的更广泛。
一部分是在上层市场上应用iSCSI需要额外的硬件和能力，这与它所宣称的低成本相违背。
现在，iSCSI的低端市场仍然在增长。
中小型企业，SOHO，甚至大一点的中小型企业。
同样，FCoE也会沿着企业逐步走向中小企业市场。
究竟是选择FCoE还是选择iSCSI？这部分的如下文章就为您分析这个问题，供您选用产品时进行参考。
●有了iSCSI我们还需要FCoE吗●iSCSI能“打倒”光纤吗●虚拟服务器环境下用iSCSI还是FC？●和FC相比 ISCSI得到了应有的地位（一）●和FC相比 ISCSI得到了应有的地位（二）●和FC相比 ISCSI得到了应有的地位（三）●和FC相比 ISCSI得到了应有的地位（四）●以iSCSI的价格获得光纤通道的性能？●如何集成iSCSI 和FC存储●如何集成iSCSI和光纤通道iSCSI与虚拟化有报道说iSCSI与虚拟化是非常匹配的一对，因为iSCSI技术允许快速的产品整合与服务器开发。
嵌入式iSCSI协议的简化与实现
设计 了新 的状态转换机制 ，同时保证了 ｉＣ Ｉ Ｓ Ｓ 的性能 。
表 １ 固件协议 功能需求原型
和设施 ，非常 适合 用来 构建低成 本的 Ｉ —Ａ 系统 ，为中小 ＰＳ Ｎ 企业提供 了低 投入、高性能 的网络存储解决方案 。
基于 ｉＣ Ｉ的 Ｉ—Ａ 远程 引导技术支持客户主机开机 ＳＳ ＰＳ Ｎ
ｓ ｏ ｔ ｌ ｋ ｎ ｖ ｒ ｈ ｅ ｅ ｏ ｅ ｉ ｔ ｔ ｒ Ｔｈ ｉ ｐ ｉ ｅ ｒ ｔ ｃ ｓｉ ｔ ｇ ａ ｅ ｎ ｏ Ｉ — ｍ ｏ ｈ ｙ ｔ ｉ ｇ ｏ ｅ ｅ ＯＳ ｋ ｒ ｌ ａ ｔ ｎ ｍ ｄ ｉ ｏ ． ｅ ｓｍ ｌ ｄ ｐ ｏ ｏ ｏｌ ｅ ｒ ｔ ｄ ｉ ｔ Ｐ ＳＡＮ ｘ ｅ ｓｏ ＯＳ， ｎ ｐ ｌｅ ｏ ｃ ｉｎ ｏｓ ｔ ｎｉ ａ ｉ ｆ ｉ ｎ ｅ ｔ ｎ ｉ ｎ ＢＩ ａ ｄ ａ ｐ ｉ ｄ ｔ ｌｅ ｔ ｈ ｔ ｈ ｗｉ ｎ ｃ ｌ ｔ ｒ ｇ ｅ ｉ ｅ ． ｔ ｃ ｅ ｓｎ ｔ ｒ ｏ ｔ ａ ｅ ｎ Ｉ Ｓ ｏ ｌ ａ ｏ ａ ｅｄ ｖ ｃ ｓ Ｉ ａ ｈｉｖｅ ｅ ｗｏ ｋ ｂ ｏ ｓ ｄ ｏ Ｐ— ＡＮ． ｏ ｓ ｂ
ｉ 支 持 单
一
会话并建立单一连接，只支持常规型会话
后经授权认证 自动连接 到 ｉＣ ＩＳ Ｎ 上 ，并将 Ｓ Ｎ上 的存 Ｓ Ｓ Ａ Ａ 储卷 映射 给主机 ，可以从逻辑硬盘上 引导启动系统软件与应
用软件 。用户根据 需要从服 务器 下载、运行所需要 的操作系 统和应 用程序 ，然 后在 客户机 本地进 行计算 ，从而极大地降 低客 户机系统 的成 本，简化 管理 和维护 ，同时增强系统 的安
全性 。
针对如何将分配给某个登录 用户的存储卷 映射 成该远程
用户主机 的本地逻辑硬盘 问题 ，本文设计 并实现了一种嵌入
iSCSI Initiator的实现概要
iSCSI Initiator的实现概要
路海;李立清
【期刊名称】《计算机应用》
【年(卷),期】2003(023)0z2
【摘要】iSCSI已成为SAN中重要的协议.文中分析了iSCSI Initiator在操作系统中的层次框架,并简述了一种实现方案.
【总页数】3页(P239-241)
【作者】路海;李立清
【作者单位】中国工程物理研究院,计算机应用研究所,四川,绵阳,621900;中国工程物理研究院,计算机应用研究所,四川,绵阳,621900
【正文语种】中文
【中图分类】TP393.04
【相关文献】
1.iSCSI Initiator的实现概要 [J], 路海;李立清
2.用iSCSI实现共享存储 [J], 崔波;
3.基于vSphere平台的iSCSI存储网络高可用性方案的研究与实现 [J], 赵伟
4.基于vSphere平台的iSCSI存储网络高可用性方案的研究与实现 [J], 赵伟
5.基于Starwind的iSCSI存储实现 [J], 任毅
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
iSCSI协议、FC协议、FCOE协议
内容提要
iSCSI协议 FC协议 FCOE协议
DAS存储的局限性
扩展性差 资源浪费 管理分散 异构化问题 数据备份问题
服务器 SCSI
LAN SCSI
存储阵列设备
存储阵列设备
SAN的概念
存储区域网络(Storage Area Networks，SAN)：是一个用在服务器和存储资源之间的、专 用的、高性能的网络体系。它为了实现大量原始数据的传输而进行了专门的优化。
FC协议与FCoE协议本质上无变化。
应用层
FC-4（高层协议映射） FC-3（通用服务）
FC协议层 （无改变）
FC-4 FC-3
表示层 会话层
FC-2（数据分发）
FC-2
传输层
FC-1（编码）
FCoE Mapping
网络层
FC-0（物理接口） FC协议栈
IEEE 802.3 （Ethernet）
FC-2层是信令协议层，它规定了需要传送成块数据的规则和机制。在所有协议层中，FC-2层是最复杂的一 层，它提供不同类型的服务，分组，排序，检错，传送数据的分段重组，以及协调不同容量的端口之间的通 信需要的注册服务。
FC-3层提供的一系列服务，是光纤通路节点的多个N端口所公用的。尽管这层没有明确定义，但是它所提供 的功能适用于整个体系结构未来的扩展，例如多路复用和地址绑定功能。
1TW
6TW
0 - 528 TW or 0 -2112 bytes
537 TW or 2148 bytes
1TW
1TW 6TW
FC与SCSI协议
FC-0 物理变换 FC-2 结构协议
FC-4 SCSI 命令 映射集
06-IP-SAN简介
TOE网卡+Initiator软件实现方式
Initiator软件完成 iSCSI层 的功能，需占用主机资源
智能以太网卡
基于TCP/IP协议的以太 网连接
IP SAN网络
存储设备
TCP offload Engine，TCP卸载引擎
TCP/IP协议转换由TOE网 卡完成，不占用主机资源
用户A
服务器 HBA
用户B
用户C
服务器
LAN
HBA
TCP/IP网络
以太网交换机
存储设备
存储设备
IP-SAN的组件
iSCSI存储设备 以太网交换机
以太网网线
以太网卡和i网卡
LAN
用户B 以太网卡
服务器 以太网卡
服务器 iSCSI HBA卡
以太网交换机
iSCSI的发起端与目标端
发起端（Initiator） SCSI 层 负 责 生 成 CDB （ 命 令 描 述 符 块 ） ， 将 CDB传给iSCSI
iSCSI层负责生成iSCSI PDU（协议数据单元）， 并通过IP网络将PDU发给target
目标器（Target） iSCSI层收到PDU，将CDB传给SCSI层
SCSI层负责解释CDB的意义，必要时发送响应 iSCSI使用iSCSI Name来唯一鉴别启动设备和
目标设备
Initiator SCSI
iSCSI
Target SCSI
iSCSI
iSCSI
TCP
TCP
IP
IP
Link
Link
iSCSI的三种连接方式
iSCSI连接方式
IP-SAN根据主机与存储的连接方式不同，可以分为三种：
ISCSI技术
/art/200708/53567_1.htm硬盘接口技术深入分析iSCSI协议的应用1 引言快速增长的存储容量使得企业需要采用网络存储解决方案。
目前网络存储技术采用的连接技术主要有光纤通道和TCP／IP。
基于IP的网络存储能解决基于光纤通道的网络存储中存在的兼容性和传输距离问题，而且能提供相对廉价的解决方案。
iSCSI协议是IP存储网络协议之一，它将广泛应用的两种工业标准SCSI 和TCP／IP结合起来，为存储设备提供面向数据块级的连接服务。
由于iSCSI协议对存储网络的性能有很大的影响，所以如果能够建立iSCSI的模型用于仿真，将能够更清楚的了解iSCSI对存储网络性能的影响，但在OPNET上还没有iSCSI的模型，本文给出了在OPNET上实现iSCSI的方法。
2 iSCSI协议分析2.1 iSCSI协议模型iSCSI使用TCP/IP协议在不稳定网络上进行可靠的数据传输。
iSCSI层和标准SCSI集在协议栈中的位置如图1所示。
iSCSI层包括了已封装的SCSI命令、数据和状态。
就是说若Initiator端的操作系统或应用程序需要进行数据写操作，SCSI的CDB(Command Description Block命令描述块)必须被封装以便能够在串行千兆位链接上传输到Target端。
图1 iSCSI协议栈iSCSI属于端到端的会话层协议，它定义的是SCSI到TCP/IP的映射，即Initiator将SCSI指令和数据封装成iSCSI协议数据单元，向下提交给TCP层，最后封装成IP数据包在IP网络上传输，到达Target 后通过解封装还原成SCSI指令和数据，再由存储控制器发送到指定的驱动器，从而实现SCSI命令和数据在IP网络上的透明传输。
它整合了现有的存储协议SCSI和网络协议TCP/IP，实现了存储与TCP/IP网络的无缝融合。
iSCSI数据包作为TCP的有效载荷被封装到TCP包中，在经过了整个网络协议栈到达物理层时，数据包封装格式如图2所示图2 iSCSI协议数据包格式iSCSI协议监测块数据的传输并完成I/O操作，这些需要在Initiator端和Target端的TCP连接上进行。
iSCSI协议、FC协议、FCOE协议
iSCSI协议、FC协议、FCOE协议
内容提要
iSCSI协议 FC协议 FCOE协议
DAS存储的局限性
扩展性差 资源浪费 管理分散 异构化问题 数据备份问题
服务器 SCSI
LAN SCSI
存储阵列设备
存储阵列设备
SAN的概念
存储区域网络(Storage Area Networks，SAN)：是一个用在服务器和存储资源之间的、专 用的、高性能的网络体系。它为了实现大量原始数据的传输而进行了专门的优化。
FC-4层提供了光纤通路到已存在的更上层协议的映射，这些协议包括IP、SCSI协议、HiPPI等。例如，串行 SCSI必须将光纤通道设备映射为可被操作系统访问的逻辑设备。对于主机总线适配器，这种功能一般要由厂 商提供的设备驱动器程序来实现。
光纤通道帧格式（1/2）
FC协议数据帧及数据包的发送和接收是在FC-2层实现的。
3-TCP 层
4- IP 层
传输帧结构
以太网帧头
IP包头
TCP段头
数据（iSCSI）
FCS
源端口
目的端口
序列号
确认号
位移 预留 旗标
窗口大小
校验和
紧急指针
选项和填充
基本报头分段 （BHS） 附加报头分段（AHS）
报头校验 数据分段 数据校验
iSCSI传输示意图
iSCSI架构是基于C/S模型进行数据传输的。
应用服务器
网络
FC-SAN IP-SAN
存储系统
FC SAN概念
光纤通道协议（Fibre Channel，FC）可以提高硬盘传输带宽，侧重于数据的快速、高效、 可靠传输。
FC协议与iSCSI协议详解
FC协议与iSCSI协议详解1.SAN说明SAN（Storage Area Network，存储局域⽹络）的诞⽣，使存储空间得到更加充分的利⽤以及安装和管理更加有效。
SAN是⼀种将存储设备、连接设备和接⼝集成在⼀个⾼速⽹络中的技术。
SAN本⾝就是⼀个存储⽹络，承担了数据存储任务，SAN⽹络与LAN业务⽹络相隔离，存储数据流不会占⽤业务⽹络带宽。
在SAN⽹络中，所有的数据传输在⾼速、⾼带宽的⽹络中进⾏，SAN存储实现的是直接对物理硬件的块级存储访问，提⾼了存储的性能和升级能⼒。
早期的SAN采⽤的是光纤通道（FC，Fiber Channel）技术，所以，以前的SAN多指采⽤光纤通道的存储局域⽹络，到了iSCSI协议出现以后，为了区分，业界就把SAN分为FC-SAN和IP-SAN。
2.FC说明 FC开发于1988年，最早是⽤来提⾼硬盘协议的传输带宽，侧重于数据的快速、⾼效、可靠传输。
到上世纪90年代末，FC SAN开始得到⼤规模的⼴泛应⽤。
FC光纤通道拥有⾃⼰的协议层，它们是：FC-0：连接物理介质的界⾯、电缆等；定义编码和解码的标准。
l FC-1：传输协议层或数据链接层，编码或解码信号。
l FC-2：⽹络层，光纤通道的核⼼, 定义了帧、流控制、和服务质量等。
l FC-3：定义了常⽤服务，如数据加密和压缩。
l FC-4：协议映射层，定义了光纤通道和上层应⽤之间的接⼝，上层应⽤⽐如：串⾏SCSI 协议，HBA卡的驱动提供了FC-4 的接⼝函数。
FC-4 ⽀持多协议，如：FCP-SCSI，FC-IP，FC-VI。
光纤通道的主要部分实际上是FC-2。
其中从FC-0到FC-2被称为FC-PH，也就是“物理层”。
光纤通道主要通过FC-2来进⾏传输，因此，光纤通道也常被成为“⼆层协议”或者“类以太⽹协议”。
理解光纤通道（FC）的核⼼，包括其命名格式和位址机制，可以帮助⼈更好的理解SAN。
要全⾯了解所有有关协议的知识才能够快速浏览问题并找出问题所在。
使用iSCSI协议挂载网络磁盘，电脑瞬间扩大一个T的容量！
使⽤iSCSI协议挂载⽹络磁盘，电脑瞬间扩⼤⼀个T的容量！前⾔不知道有多少⼈在家⾥搭建中央存储设备的，也就是NAS。
这个东西在我⽇常⽣活中，存储了⼤量的个⼈资料，家⼈们的照⽚，技术的资料，还有各种⾼清影视剧。
搭配公⽹的IP，可以真正做到，任何时候任何地点的读取资料的需求。
我之前玩NAS写过⼀篇基础性的介绍⽂章，包括公⽹的申请和端⼝映射，有兴趣的⼩伙伴可以读下：然⽽使⽤NAS⼀段时间后，虽然可以随时随地的对⽂件进⾏读取和保存。
但是我发现还是有很多不⽅便的地⽅。
⽐如我电脑⾥的⼀个资料在公⽹环境要从NAS读取（注意是公⽹，内⽹其实怎么样都⾏），碰到了以下⼏个⿇烦：1.打开NAS的管理界⾯，进⾏授权登陆，把⽂件下载到本地运⾏。
如果⽂件⼩倒还没事，如果⽂件体积⼀⼤，⽐如⼀部电影20个G，那我必须等电影全部下载到本地才可以观看。
2.群晖NAS提供了Synology driver⽂件同步⼯具，每台电脑上需要装⼀个客户端软件，A电脑同步上去，B电脑启动时还要等待Synology driver同步下来才能使⽤⽂件。
我总觉得这种⽅式虽然可⾏，但还是太⿇烦，还要通过第三⽅同步软件的⽀持才可以⽤。
不原⽣。
3.如果是通过ftp，sftp等这种⽅式进⾏挂载访问，也是⼀样的问题。
⽆⾮就是把⽹页的授权登陆换成了ftp的授权。
⽽且ftp好像也不⽀持流⽅式的读取，电影⽆法直接读取播放。
4.⾄于smb协议⽅式，把smb映射到公⽹存在安全隐患。
况且smb的传输效率也很低。
所以我后来都采⽤webdav协议进⾏挂载，把nas挂载成本地的⼀个⽹络硬盘进⾏访问。
这种⽅式我⼀直觉得是最好的⽅式，因为相当于直接在本地进⾏了NAS磁盘的操作。
也能以流的⽅式播放影视资源。
多台电脑，也能同时挂载，这⾥存进去，那⾥就能实时读取到。
相当便捷。
但是在使⽤webdav的时候我也发现⼀些弊端，⽐如有些软件或者游戏是不⽀持直接装在⽹络磁盘⾥的。
我于是就想，如果系统能把⽹络磁盘当做是⾃⼰本地的磁盘。
iSCSI协议的仿真实现
数据块级的连接服 务。
由于 ｉＣ Ｉ Ｓ Ｓ 协议对存储 网络 的性能有很大的影响 ，因此
如果能够 建立 ｉＣ Ｉ的模型用于仿真 ，将能够更清楚地 了解 ＳＳ
ｉＣ Ｉ对 存储 网络性能 的影响 ，但 目前 的仿真工具 中还 没有 ＳＳ ｉＣ Ｉ Ｓ Ｓ 的模 型，本文给 出了在 ＯＰ Ｅ Ｎ Ｔ仿 真工具中实现 ｉＣＳ Ｓ Ｉ 的方法。
维普资讯
第３ ３卷 第 ８ 期
Ｖ ３ ｏＬ ３ Ｎｏ． ８
计
算
机
工
程
２０ 年 ４月 ０７
Ａｐ ｉ ２ ０ ｒｌ ０ ７
Ｃｏ ｐｕｔ ｒＥｎｇ ｎｅ 术 与 实现 ・
文章编号ｔ１Ｉ－４８ ｏ７８＿２１ ３ 文献标识码： 小 ．３２（ ０）＿０４—０ ｏ ２ ｏ Ａ
授权和参数协商 。目标器在一些通 用端 Ｉ上监 听连接请求 。 ： １ 初始器通过 向通用端 Ｉ之一发送登录信号开始登录过程 ，经 ： １ 过认证 ，目标器 向初始器发送接受登录信号 的响应 ，通过登 录建立会话并且分配会话标识号 ，双 方再通过协商确定各种 参数后进入 完全特征 阶段 。处于完全特征 阶段 ，初始器可 以 向 目标器内的逻辑设备发送 Ｓ Ｓ Ｃ Ｉ命令 和数据 ，这些命令通 过 ｉＣ Ｉ Ｓ Ｓ 消息在 已建立的 ｉＣ Ｉ Ｓ Ｓ 连接上传递。 一个 Ｓ Ｓ 命令 ＣＩ 所需要 的参 数和 数据必须 由传递该命 令的同一 个 Ｔ Ｐ 连接 Ｃ
中圈分类号：Ｔ ９５４ Ｎ１． ０
ｉＣ Ｉ Ｓ Ｓ 协议 的仿 真 实现
姚玉坤 ，黄 伟 ，杜 宁
（ 重庆 邮电学院通 信与信息工程学院 ，重庆 ４ ０ ６ ） ０ ０ ５
摘 要： 分析了ｉ Ｓ 协议原理， Ｓ Ｉ Ｃ 提出了 利用ｉ Ｓ协议规定的特性和参数在Ｏ Ｎ Ｔ ．上实现ｉ Ｓ协议的思 Ｓ Ｉ Ｃ ＰＥ ８ ０ Ｓ Ｉ Ｃ 路和方 法，建 立了ｉ Ｓ Ｓ Ｉ Ｃ
SANGFOR HCI iSCSI高可用技术原理及操作指南
第一章.SANGFOR HCI iSCSI高可用技术原理1.1. 背景SANGFOR HCI通过iSCSI协议可以对外提供存储服务，比如为VMware 虚拟化平台提供存储，为物理服务器提供存储，作为备份存储使用。
目前SANGFOR HCI提供的iSCSI服务无法满足企业级要求，连接到虚拟iSCSI磁盘时需要指定iSCSI磁盘所在的其中一台主机，当网络或者该主机故障等异常时，无法自动切换到另外一个主机从而导致服务中断。
高可用技术就是因为这个场景而产生的，目的是为了解决存储单点故障问题。
在一个节点故障后，自动切换到另一节点。
同时，保证切换期间业务不会中断。
1.2. iSCSI协议1.2.1 iSCSI简介ISCSI（Internet Small Computer System Interface）：是一种基于TCP/IP 的协议，用来建立和管理IP 存储设备、主机和客户机等之间的相互连接，并创建存储区域网络（SAN）。
基于iSCSI的存储系统只需要不多的投资便可实现SAN 存储功能，甚至直接利用现有的TCP/IP网络。
相对于以往的网络存储技术，它解决了开放性、容量、传输速度、兼容性、安全性等问题，其优越的性能使其备受关注与青睐。
1.2.2 iSCSI的工作流程iSCSI分为iSCSI Target(目标器/服务端)和iSCSI Initiator(发起程序/客户端端）。
iSCSI协议栈iSCSI协议的工作过程：当iSCSI主机发起数据读写操作后，操作系统会生成一个SCSI指令集，然后该SCSI指令集在iSCSI initiator端被封装成iSCSI 消息包，并通过TCP/IP网络传输到存储区域，当存储区域的iSCSI target收到iSCSI消息包时会将其解开，读取其中的SCSI指令，然后再将其SCSI指令传送给SCSI设备执行其指令。
当SCSI指令被执行后，返回的数据经过SCSI设备传送给iSCSI target时被封装为iSCSI的响应PDU，然后再通过TCP/IP网络传输给iSCSI initiator端，iSCSI initiator解开其iSCSI PDU包，读取其中的SCSI 响应内容，并将其提交给操作系统进行处理，然后操作系统在将其处理后的内容返回给应用程序。
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SCSI 传 输 协 议
iSCSI的概念
iSCSI是关于SCSI的命令 、数据和状态到TCP/IP 网络的映射的 协议 对TCP层的改造和增加较 低功能层(对TCP层透明) 是为了适应大批量存储数 据传输的需要
iSCSI协议现状
IETF正在制定iSCSI协议标准，最新草案 是draft-ietf-ips-iSCSI-06 IETF:/ IPS工作组： /~ips/
iSCSI的命名和编址
iSCSI使用类似URL的iSCSI名字来唯一鉴 别启动设备和目标设备。 地址会随着启动设备和目标设备的移动 而改变，但名字始终是不变的
iSCSI的命名和编址
一个iSCSI名字由三部分组成：类型定义 符、名字认证机构、由该认证机构分配 的名字
.acme.sn.8675309 <domain-name>[:<port>]/<iSCSI Name>
iSCSI产品
Cisco SN 5420 Storage Router
IBM TotalStorage IP Storage 200i
用Cisco SN 5420构造的存储系统
iSCSI协议结构
1.概述 2.协议数据单元格式 3.用于iSCSI协议的SCSI模式参数 4.登录相 5.登录相之外的工作参数协商 6.错误处理和恢复
响应/状态编号
从目标设备到启动设备的响应由iSCSI编 号，在iSCSI协议数据单元中用状态序列 号（StatSN）表示 启动设备提供期望状态序列号ExpStatSN 来确认状态 如果状态序列号和期望状态序列号不同 则意味着连接出现了错误
协议数据单元格式
iSCSI启动设备命令基本首部（BHS）
Target_Emulator Scsi_Target_Template Scsi_Target_Device Target_Scsi_Cmnd scsi_request Target_Scsi_Message scsi_cmnd sg_io_hdr_t
STML的初始化
初始化一个struct Target_Emulator类型 的全局变量 创建线程scsi_target_process_thread处 理大多数的STML的工作 进入等待
iSCSI登录和协商
iSCSI登录是用来在启动设备和目标设备之间建 立TCP连接的机制 登录的作用包括鉴别通讯双方、协商会话参数、 打开相关安全协议并且给属于该会话的连接作 标记 登录过程完成后，iSCSI会话进入全功能相 （full feature phase），这时启动设备就能通 过iSCSI协议访问目标设备里的各逻辑单元了
客户端：
程序的结构(目标设备)
1.STML(SCSI Target mid-level)
处理SCSI命令 将STML发来的命令数据封装成底层通讯协 议数据包的格式发送到网络上或者将从网络 接受到的数据包解包传递给STML
2.FETD(front-end Target driver)
Byte 0 4 8 12 16 20 24 28 + 44 CmdSN ExpStatSN or EndDataSN SCSI Command Descriptor Block (CDB) 0 Opcode 1 2 3 Reserved Opcode—specific fields Logical Unit Number (LUN) Initiator Task Tag Expected Data Transfer Length
iSCSI协议及实现
iSCSI协议简介
涉及到的SCSI的概念
启动设备和目标设备
启动设备(initiator)：发起I/O请求的设备 目标设备(target):响应请求执行实际I/O操作 的设备 在启动设备和目标设备建立连接后，目标设 备在操作中作为主设备控制整个工作过程 一般情况下主机适配器HBA作为启动设备， 磁盘/磁带作为目标设备
读 类 型 命 令 的 处 理
iSCSI 的应用
采用iSCSI的设备的特点
采用了iSCSI协议的硬件设备是NAS和 SAN的中间产品，它能简单连接到企业内 部网，做到即插即用。而每一个远程用 户端对该存储设备的访问效果接近于在 本地直接访问SCSI盘。 为无法承担光纤通道SAN环境基础结构高 成本的中间市场客户提供利用SAN所带来 的好处
FETD提供给STML的API
detect() release() xmit_response() rdy_to_xfer() task_mgmt_fn_done() report_aen()
重要的数据结构
struct struct struct struct struct struct会话（session）
启动设备和目标设备之间的TCP连接构成 一次会话
一个会话包含一个或多个TCP连接 会话由会话号区分，会话号包括启动设备部 分和目标设备部分 会话中包含的TCP连接可以增加也可以删除， 这些连接由连接号（CID）区分
命令编号
从启动设备到目标设备SCSI层的命令由 iSCSI编号，该号码由iSCSI协议数据单元 中的命令序列号（CmdSN）携带 目标设备的iSCSI层必须按命令序列号的 顺序把命令传递给SCSI层 目标设备的SCSI层接收到命令后该命令 序列号即失效。命令序列号也能被用来 进行命令的流量控制
iSCSI地址格式
iSCSI的发现机制
启动设备可以通过下列方法发现目标设备：
在启动设备上设置目标设备的地址 在启动设备上设置默认目标设备地址，启动设备 可通过“SendTargets”命令从默认目标设备上获 取iSCSI名字列表 发出服务定位协议（SLP）广播请求，等待目标设 备回应 查询存储设备名字服务器获取可访问的目标设备 列表
FETD创建一个Target_Scsi_Cmnd类型的 数据接收SCSI命令，将其加入命令队列， 唤醒STML的线程STT处理收到的SCSI命 令
STML对FETD的响应
调用handle_cmd处理命令队列 调用hand_to_front_end返回处理结果 处理结果加入FETD的发送队列 xmit_queue等待发送 在结果发送完成后调用 scsi_target_dones释放资源
Iscsi-0.1.tar.gz:
程序的运行
启动设备端：
insmod scsi_target.o insmod iscsi_target.o insmod iscsi.o insmod iscsi_client.o fdisk /dev/sda mke2fs /dev/sda1 mount –t ext2 /dev/sda1 /mnt/iscsi raiddev /dev/md0(多个目标设备)
将STML和FETD分开的原因
增强程序的可重用性
STML是通用的 FETD是和底层采用的通讯协议(TCP/IP、 Fibre channel)相关的
程 序 功 能 模 块 图
STML提供给FETD的API
register_target_template() deregister_target_template() register_target_front_end() deregister_target_front_end() rx_cmnd() scsi_rx_data() scsi_target_done() scsi_release() rx_task_mgmt_fn()
iSCSI & NAS
在NAS上部署iSCSI协议很简单，因为不需要任 何硬件上的改动，只是驱动软件的安装
iSCSI & SAN
The end
FETD的初始化
向STML注册，STML将其加入设备队列 创建线程iscsi_server_thread监听端口 4002 进入等待
FETD向STML的注册过程
FETD向STML注销过程
FETD对请求的响应
当在4002端口监听的线程接收请求后
创建线程iscsi_rx_thread接收SCSI命令 创建线程iscsi_tx_thread传送应答和状态
涉及到的SCSI的概念
CDB：命令描述块。SCSI的命令及参数是填充 在一定长度的数据块内传输的
SCSI read(6) CDB
典型的SCSI系统
SCSI的缺点
SCSI是点对点的、直接相连的计算机到 存储器的设备接口，不适用于主机到存 储器的存储网络通讯 SCSI总线的长度被限制在25米以内，对 于Ultra SCSI长度限制为12米，不适于构 造各种网络拓扑结构 SCSI总线上设备数限制为15，不适用于 多服务器对多存储设备的网络结构
iSCSI协议的实现
iSCSI代码来源
iscsi-Apr6.tgz:
Intel ()
kernel_emulator_10.tgz:
IOL(InterOperability Lab) of UNH(University of New Hampshire) () iSCSI research team of UML(University of Massachusetts Lowell) (/~mbrown/iscsi)