iSCSI-протокол: как работает, для чего используется и как подключить

Принцип работы

Для того чтобы понять принцип работы iSCSI, необходимо более подробно изучить его структуру. Основными компонентами здесь являются инициаторы и цели. Инициаторами называются хосты, которые устанавливают соединение по iSCSI, а цели (также используется термин «таргеты» от англ. «target») — это хосты, которые принимают это соединение. Целями являются хранилища данных, с которыми взаимодействуют хосты-инициаторы.

Связь между инициатором и целью устанавливается через TCP/IP, а iSCSI занимается обработкой команд SCSI и сбором данных, формируя пакеты. Затем эти пакеты передаются через двухточечное соединение между локальным и удаленным хостами. iSCSI разбирает полученные пакеты и разделяет команды SCSI. Такая работа протокола приводит к тому, что операционная система видит хранилище как локальное устройство и имеет возможность стандартного его форматирования.

Аутентификация и передача данных 

iSCSI использует специальные имена, называемые IQN (iSCSI Qualified Names) и EUI (Extended Unique Identifiers, 64-битные идентификаторы, используемые в IPv6) для идентификации инициаторов и целей.

• Примером IQN является «iqn.2003-02.com.site.iscsi:name23». Цифры «2003-02» после «iqn» означают год и месяц, когда было зарегистрировано доменное имя «site.com». Доменные имена в IQN записаны в обратном порядке. Наконец, «name23» — это имя, присвоенное узлу iSCSI.
• Примером EUI является «eui.fe9947fff075cee0». Это шестнадцатеричное значение в формате IEEE. Верхние 24 бита EUI идентифицируют конкретную сеть или компанию (например, провайдера), а остальные 40 бит идентифицируют конкретный хост в этой сети и являются уникальными.

Каждый сеанс в iSCSI состоит из двух этапов. Первый этап — это аутентификация с TCP. Если аутентификация прошла успешно, начинается второй этап – обмен данными между хостом-инициатором и целевым хранилищем по одному соединению, что устраняет необходимость параллельного мониторинга запросов. После завершения передачи данных соединение закрывается с помощью инструкции iSCSI logout.

Обработка ошибок, безопасность

iSCSI обеспечивает восстановление утерянных сегментов данных, используя  повторную передачу пакетов PDU, восстановление соединения и перезапуск сессии с отменой, попутно отменяя все незавершенные процессы. Для обеспечения безопасности передаваемых данных iSCSI использует CHAP-протокол, который основан на трансмиссии конфиденциальных данных, путем сопоставления хеш-значения. Все пакеты шифруются и проверяются на целостность с помощью протоколов IPsec. Это обеспечивает надежность и безопасность передачи данных между хостами-инициаторами и хранилищами-целями.

Преимущество использования 

Протокол iSCSI —  удобное решение для хранения данных в сети с улучшенной производительностью и рядом других преимуществ. В частности, он облегчает работу с сетевым хранилищем, используя уже существующую инфраструктуру сети, основанную на устройствах Gigabit Ethernet. Это значит, что отсутствует необходимость подготавливать устройства к использованию, следовательно вы экономите ресурсы.

iSCSI использует принципы,схожие с TCP/IP, что упрощает процесс настройки и использования систем хранения данных для технического персонала и снижает затраты на обучение.

Подключение

Для оптимальной работы протокола iSCSI рекомендуем использовать неблокирующий коммутатор Gigabit Ethernet корпоративного уровня, который обеспечит высокую скорость соединения. Подключение iSCSI не сложно, однако процедура может отличаться в Windows и Linux-подобных системах. Наша компания предоставляет готовые инструкции для обеих ОС:

• В этом руководстве вы найдете подробные инструкции по подключению iSCSI-диска с описанием различий между ОС Ubuntu/Debian и CentOS.
• Здесь мы подробно рассказываем, как подключить iSCSI-диск в Windows (на примере Windows Server 2016).

Мы также предлагаем услугу заказа сетевого iSCSI-диска объемом от 0,25 до 30 Тб. Подробности об услуге можно найти на нашей странице.

Для обеспечения мультисерверного соединения с хранилищем рекомендуем использовать MPIO-технологию (многопутевой ввод-вывод), которая помогает реализовать отказоустойчивость сети и ее избыточность.

Сравнение iSCSI/Fibre Channel

При сравнении двух протоколов передачи данных iSCSI и Fibre Channel (FC) часто ставится вопрос о конкуренции между ними. Однако, следует отметить, что нет абсолютно идеальных решений. Протоколы содержат некоторые преимущества и недостатки, которые могут варьироваться в зависимости от задачи. 

iSCSI SAN — выгоднее с точки зрения экономики и холодного старта для использования. Это связано с тем, что для построения iSCSI SAN можно использовать существующее сетевое оборудование без необходимости дополнительных затрат на приобретение дорогостоящего оборудования. 

При этом, iSCSI значительно улучшает передачу трафика, управление очень большими данными и оптимизацию хранения.

Для достижения максимальной производительности iSCSI все еще требуется использование специализированных сетевых адаптеров. В то же время, FC всегда требует наличия дополнительного оборудования, такого как коммутатор и адаптер шины. Это может привести к дополнительным затратам на приобретение и обслуживание оборудования.

Таким образом, при выборе между iSCSI и FC необходимо учитывать не только финансовые аспекты, но и требования к производительности и возможные затраты на оборудование.

Чтобы было проще сравнивать эти два протокола, мы составили таблицу их ключевых различий:

Заключение 

Сравнительная таблица подчеркивает уникальные особенности каждого протокола, подчеркивая важность выбора правильного протокола для ваших потребностей в хранении данных. Одним словом, выбор iSCSI в качестве основного метода организации хранилища полностью оправдан, если вам необходимо оптимизировать затраты и обеспечить простоту настройки и использования протокола. С другой стороны, FC может предложить низкую задержку, удобную масштабируемость и лучше подходит для организации разветвленной сети хранения.