2008年（8065）
分类： 服务器与存储
2008-10-13 15:13:34
性能
iSCSI的一些新特性与IP协议的性质密切相关。FC协议适合于连接和阵列的网络，基于IP协议的iSCSI可能会与非存储IP流量竞争。为了减少IP流量混乱带来的影响，数据中心的管理员应该通过专用iSCSI网络分离iSCSI流量和非存储流量，因为专用iSCSI网络与网络其他部分没有物理连接，或者采用清单、虚拟局域网(VLAN)等隔离技术。华盛顿Spokane公共学校的高级员Kevin Mount说：“为了避免内部LAN产生干涉，我们决定在Foundry公司生产的48端口以太网中独立运行iSCSI网络。”
尽管和虚拟隔离技术大大提高了安全和性能，员依然需要在机和适配器中利用以太网巨帧和流量控制等先进技术，缓减阻塞，优化吞吐量。当一条千兆链路的不够用时，可以利用以太网链路聚集(trunking)或链路汇集，将多条链路连接成一条聚集链路;这样就不必部署价格昂贵的10Gb以太网基础设施，又能克服网络带宽的限制。
在主机方面，TCP卸载引擎(TOE)和iSCSI HBA可以有效节省周期，尤其是对速度较慢但注重性能的应用程序服务器。SNIA IP存储论坛主席David Dale认为，尽管TCP和iSCSI的传输速率为1Gb/s，不足最先进服务器硬件速率的10%，而目前85%的iSCSI在部署过程中只采用iSCSI 软件，但是一旦10Gb iSCSI 得到普及，TOE和iSCSI HBA的作用就会越来越大。除了改善I/O性能，iSCSI HBA还会增加从SAN启动和加密等服务。
在多协议环境中，存储管理员需要注意以太网的特性，如以太网交换机和卡(NIC)之间的容错速度/方式会产生自适应问题，可能对iSCSI网络的性能产生不利影响。Mount 说：“为了降低自适应问题发生的概率，我们对所有的交换机和服务器以太网端口设置不可更改的编码。”
安全
iSCSI和FC采用不同的方法保证存储访问的安全，这可能是多协议存储架构师必须解决的最大问题。FC利用FC交换机实行分区，通过全局名称排列LUN编号和主机标识，而iSCSI采用上述隔离iSCSI的物理和虚拟方法，通过、主机系统和存储设备的名称、内部/外部CHAP身份验证等方式限制访问，从而保证。
实行多种iSCSI身份验证方式似乎让人不知所从，其实规则很简单：对于基于IP实现隔离的iSCSI网络，主机系统和存储设备的名称就已经足够验证用户身份。在iSCSI与LAN之间存在物理连接的情况下，应该部署更加严密的CHAP身份验证方式，消除IP地址访问iSCSI LUN时带来的外部影响。当环境中拥有大量iSCSI设备时，可以采用Radius服务器实现集中验证，这样就不需要在iSCSI的存储设备中管理用户证书。
休斯顿贝勒医学院企业服务与信息系统主管Mike Layton采用了类似的策略，他利用主机系统和存储设备名称实现iSCSI授权，验证访问其FC SAN的少量服务器。他的基于日立数据系统(HDS)公司的FC SAN，在隔离的iSCSI LAN中采用 FAS980c网关产品。
集成iSCSI和FC的最大好处在于：支持IP协议中的加密协议，IP流量出现故障时，都应该集成iSCSI和FC。但是，当服务器处于繁忙状态时，IPsec加密协议的开销非常大。在采用IPsec协议的环境中，服务器和网络带宽匮乏的计算机都应该凭借Cavium网络公司等公司提供的硬件，配备iSCSI HBA或NIC。从网络层面讲，Decru公司(现为NetApp)、NeoScale系统公司等公司都提供加密产品，设置在数据存取路径中，在FC和iSCSI数据抵达网络附属之前，就对其进行加密。
存储管理接口很容易受到的攻击，但是在存储设计过程中又通常遭到忽视。不设密码、所有存储设备只设一个密码或者从不更改密码，都会使设计良好的SAN面临危险。只有特定系统和密码策略非常有效的VLAN才能访问管理接口，在具有大量IP设备的环境中采用集中化的Radius身份验证服务器，这些措施可以降低未获认证的管理变化带来的风险。
可用性
可用性是包括iSCSI SAN在内的SAN最重要的性能需求，需要在服务器、网络和阵列等层面上进行部署。在网络层面上，可以成对部署交换机，采用生成树状等以太网故障转移技术，实现冗余。在服务器层面上，通过双连服务器和以太网交换机，实现高可用性。凭借微软公司2005年发布的iSCSI Initiator 2.0版，多路径IO(MPIO)使主机能够与iSCSI网络实现冗余连接。“我们的主机全都运行MPIO，而且与iSCSI SAN实现双连接。”麻省 Babson 学院和Wellesley学院开发体系结构主任Kuljit Dharni解释道：“上的NIC卡用于常规的LAN访问，以太网端口和英特尔PCI千兆网络适配器与iSCSI SAN相连。”
iSCSI存储设备的冗余选项根据供应商和产品种类而定。iSCSI网关产品、智能存储交换机和基于服务器的iSCSI存储设备，都可以在配置中见到，所谓群集配置是指两套设备以双机互备援(active-active)模式或双机份(active-passive)模式运行。一些中端存储阵列产品支持iSCSI，如EMC公司的Clariion CX3-20和CX3-40产品，可以通过双控制器架构提供冗余。高端阵列——如EMC 公司的Symmetrix DMX系列产品——需要底盘，只是简单地添加多个iSCSI刃片就能实现冗余。
iSCSI集成选项
将iSCSI集成到FC SAN中的方法多样、程度不一，取决于现有的存储环境和集成目的。一方面，存储架构师都有各自的目标，如贝勒学院的Layton希望通过iSCSI访问所有的FC存储。另一方面，存储管理员也有各自的目标，如Dharni完全实施iSCSI，不再使用FC SAN。另外，还可以同时运行FC 和iSCSI SAN，Spokane公立学校的Mount和伊利诺伊北伯克(Northbrook)Logs金融服务公司的数据员Dan Schneidemantle就采用这种方法。
在上述的最后一种情况中，设计时需要考虑的关键因素是iSCSI和FC SAN集成的程度。在多协议环境中，存储架构师往往部署iSCSI SAN，并使其与现有的FC架构同时运行，独立管理，以避免产生复杂的集成问题。EqualLogic 产品管理部主任Eric Schott 说：“我们的大多数客户独立运行iSCSI SAN和FC SAN。”“iSCSI LUN和FC LUN采用不同的，要将其匹配可不是件容易的事。”Schott补充道，“对许多存储架构师而言，就算集成好处再多，如果会增加系统复杂性也就不值得了。”
对于由一个供应商提供的多协议存储阵列，可以统一管理iSCSI和FC SAN。EMC、HDS、HP和 Net-App等公司都提供多协议阵列，统一管理iSCSI和FC，在某些情况下还可以管理NAS。FalconStor软件公司、 NetApp公司和Sanrad 公司提供的iSCSI虚拟化产品也可以实现统一存储管理。存储管理员若要将iSCSI集成到现有的SAN中，需要考虑以下集成问题：
iSCSI网关
支持iSCSI的FC交换机和导向器
智能存储交换机和网关
基于阵列的iSCSI集成方式
基于服务器的iSCSI集成方式
支持iSCSI的FC交换机
iSCSI网关
iSCSI网关可以转换协议，将iSCSI协议转化为FC协议，反之亦然。通常，iSCSI网关至少具有两个FC端口，可以连接到终端FC存储设备;至少具有两个1Gb的以太网端口，和服务器进行IP连接。iSCSI网关把FC LUN作为iSCSI的存储设备，通过IP就可以访问FC存储，无需在服务器中设置FC HBA。常见的网关产品有：博科通讯公司的iSCSI网关、思科系统公司的MDS 9216i、Emulex公司的725/735 iSCSI存储路由器、以及QLogic公司的SANbox 6140智能存储路由器。
在SAN中利用iSCSI网关产品实现存储需要两大步骤。首先，FC存储管理员为iSCSI网关提供LUN，然后在iSCSI网关限制iSCSI对FC LUN的访问，只有特定的IP地址、主机系统和存储设备、或者CHAP证书才能访问LUN。一旦完成这些设置，并且在iSCSI客户机上正确配置iSCSI存储设备，就可以在本地磁盘驱动器中看到指定存储。
iSCSI网关的主要好处就是，可以十分容易、毫无故障地将其添加到现有的FC SAN中。iSCSI网关不需要FC网络改变架构，只需简单地配置iSCSI Initiator软件，服务器就能访问FC存储。但是，iSCSI网关价格较贵——一套iSCSI网关产品的市场价大约为10,000美元。系统和的FC HBA至少需要花费400美元，因此有必要分析成本与收益：只有当大量服务器采用iSCSI网关时，才比较合算。服务器数量较少时，可以在服务器中添加FC HBA，直接连到FC SAN，这样显得更合算。博科公司市场产品部主任Mario Blandini说：“你至少需要拥有100台服务器，才能看到iSCSI网关的性价优势。”
支持iSCSI的FC交换机
如果你运行高端FC交换机和导向器，你的供应商很有可能会竭力推荐iSCSI网关，这样你就不必独立部署网关产品。将iSCSI网关放入FC导向器中，你就拥有了独立的管理控制台，继承导向式交换机的所有冗余和性能优势。
博科公司提供的SilkWorm 48000交换器就配备SilkWorm FC4-16IP iSCSI网关，交换器具有8个4Gb/sec的FC端口，8个1Gb的以太网端口，聚集的吞吐量达64Gb/sec。同理，思科公司供应IP存储服务模块(8个1Gb的以太网端口)和多协议服务模块(14个2Gb/sec的FC端口、2个1Gb的以太网端口)，分别匹配MDS 9200 系列的多层网络交换机and MDS 9500系列的多层导向器。
供应商将iSCSI协议载入FC交换机，提供独立的iSCSI网关产品不具备的特性。例如，思科的产品支持冗余协议(VRRP)，存储架构师就能为以太网与iSCSI的连接配置可选路径，这时如果主要端口发生故障，以太网端口能继续传输iSCSI。思科的iSCSI服务器负载平衡(iSLB)，使存储管理员可以利用一个iSCSI目标入口(target-portal)的IP地址，配置所有的服务器，将以太网端口的任务传输到交换机。交换机将以太网端口的内容传输到iSCSI客户机，这么做不仅可以简化存储管理，还可以设计冗余充分的iSCSI网络，只要允许iSLB通过VRRP自动重新分配无效端口即可。
智能存储交换机和网关
iSCSI网关受到协议转换的限制，而智能交换机和网关却能提供虚拟化、快照、复制、镜像等存储服务。换句话说，智能交换机和网关就类似于多协议存储阵列，只是它们他们没有附属存储设备。
智能交换机和网关可以帮助存储架构师聚集现有存储，添加多协议支持(包括iSCSI)，并且在单方管理协议下提供虚拟化、存储管理。NetApp的V系列网关是NetApp的存储控制台，没有附属存储设备，可以将iSCSI、FC和NAS连接到中央存储池。贝勒学院的Layton说：“我们用NetApp [FAS] 980c网关替代HDS FC SAN，使得SAN的iSCSI和NAS容量均有所增长。”
Sanrad公司的iSCSI V-Switch交换机能连接末端的SCSI、FC、iSCSI阵列，同时能将iSCSI连接到前端服务器。与NetApp的V系列网关相似，V-Switch存储服务平台也支持虚拟化、监管、镜像、快照和复制功能。Spokane 公立学校的Mount说：“Sanrad公司的iSCSI V-Switch交换机不仅能以iSCSI方式连接到Xiotech公司的FC阵列，也使我们能够统一管理FC存储和SCSI附属SATA存储。”
但是这种方法也有缺点。LeftHand网络公司市场部经理Pete Caviness说：“交换机中如果没有附属存储设备，虚拟化就会变得很贵，因为你需要为交换机付款，需要获取存储。”
基于阵列的iSCSI集成方式
EMC、HDS、HP、NetApp等大型存储阵列供应商都声称自己的阵列最适用于iSCSI和FC的集成。一些公司根据供应商调整基础架构，多协议阵列，能够统一管理iSCSI和FC，因此非常吸引这些公司的注意力。EMC公司存储产品市场部高级管理员Peter Lavache认为：“EMC公司的Navisphere管理套件能从监管、设置、复制等方面对iSCSI和FC实现透明管理。”
采用多协议阵列，就不必部署iSCSI架桥和网关，主机可以通过iSCSI直接与存储阵列相连。但是这些供应商出售的FC阵列并非全都支持iSCSI，是否支持iSCSI主要取决于阵列的种类和年代。NetApp公司支持iSCSI已有时日， 2003年开始，NetApp公司的所有产品都支持iSCSI。目前，所有的NetApp存储盒默认状态下都支持iSCSI。其它供应商采取的措施相对谨慎。EMC公司的高端产品Symmetrix一开始就支持iSCSI，但是直到不久前，EMC公司才开始提供支持iSCSI的终端产品——Clariion CX3-20和CX3-40阵列。同样，惠普公司的高端产品StorageWorks XP阵列一直支持iSCSI，但是知道2006年才推出支持iSCSI的终端产品
StorageWorks EVA阵列
目前，微软公司的Windows Storage 2003 R2也支持iSCSI。FalconStor公司在IPStor平台中添加FC，在一个存储盒中支持iSCSI、FC和 NAS。IPStor与智能存储交换机类似，拥有存储虚拟化、快照、镜像和复制等先进的存储功能。
IPStor与Sanrad公司的iSCSI V-Switch交换机也极为相似，不过有一处差别：IPStor软件几乎可以在所有的配置环境下、在任意服务器平台中运行。Logs金融服务公司的Schneidemantle说：“我们之所以选择FalconStor公司的IPStor，是因为IPStor非常灵活，这样，我们就能集成现有的HP MSA1000 FC阵列和FalconStor SATA存储，而这一切都通过IPStor加以管理。”他在主数据中心，配置一级、二级数据中心以及IPStor群集中心，二级数据中心可以通过iSCSI将数据复制到IPStor群集中心。
基于服务器的iSCSI集成技术最大的好处在于，能够很灵活地提供大量集成需求。缺点是，运行标准服务器的软件很容易产生问题，就如Schneidemantle所发现的那样。他说：“我们调整了双机互备援(active-active)模式的IPStor群集故障转移，将其改变为手动转移电力故障，这样两台机器不会产生群集节点。”
10GbE有望实现
10GbE以太网的价格有望下降，成为iSCSI网络有力负担的选择方式。届时，存储架构师也可以采用iSCSI部署高端应用程序，而过去人们一直采用FC存储部署这些程序。IDC研究副主席Robert Grey说：“现有的应用程序仍将采用FC，但是越来越多的新型应用程序将会选择iSCSI。”
