2. 程式人生 > >iSCSI協議簡介

iSCSI協議簡介

阿新 • • 發佈：2018-11-08

本文綜合了幾篇參考文獻的內容，做了刪減與重組，但嚴格來說，不算原創。

筆者筆記如下：

iSCSI initiator和target的核心功能都在核心中，無須人工干預；而要人工干預的大約是這麼幾件事： 

1. 建立iSCSI Initiator到iSCSI target的session（雖也可自動發現，但還是要有些配置）

2. 建立LUN，以便位於Initiator端的系統進行塊裝置的掛載

3. 將來不需要的時候，可刪除1和2中建立的LUN和iSCSI連線

至於應用程式將讀寫塊裝置，大致路徑是：應用程式 -> 系統呼叫 -> 檔案系統 -> 核心 -> iSCSI相應模組（initiator or target） -> 網路協議棧 -> 對端

 

1. SCSI協議

SCSI: Small Computer System Interface，SCSI最初是一種專門為小型計算機系統設計的I/O技術，但由於其架構和協議自身的優點，後被廣泛應用於實現DAS以及作為SAN的底層技術。

所有的SCSI裝置是通過一根匯流排將其連線起來，這個線就叫做SCSI匯流排。SCSI匯流排是SCSI裝置之間傳輸資料的通路。SCSI匯流排又被稱作SCSI通道。SCSI匯流排最終會連線到SCSI控制器上，SCSI控制器也稱為主機介面卡（HBA），它控制著SCSI總線上所有的裝置與計算器之間的通訊。控制器既可以是插入可用插槽的卡，也可以內建在主機板上。

（注：SCSI連線長度一般不超過25米，掛載的總裝置數不超過16個（除去SCSI控制器，就是15個））

因此，SCSI控制器和SCSI裝置的連線方式如下圖所示：

wKiom1T4j5WxrZMVAAFn4osqIqI716.jpg

在SCSI匯流排末端上有一個終結器，用來減小相互影響的訊號，維持SCSI鏈上的電壓恆定。

 

1.1 SCSI基本概念介紹

SCSI ID

一個獨立的SCSI匯流排按照規格不同可以支援8或16個SCSI目標裝置（可以稱為Target），每個SCSI目標裝置都必須具有唯一的識別符號(ID)才能正常工作。SCSI ID實際上就是這些目標裝置的地址。

窄SCSI匯流排最多允許8個、寬SCSI匯流排最多允許16個不同的SCSI目標裝置和它進行連線。但是一般SCSI控制器需要使用一個ID，因此，能使用的ID理論比實際要少一個。

LUN

在每一個SCSI目標裝置（Target）下還可以連線多個邏輯裝置（如磁碟，卷組等等），為了讓系統區分每一個邏輯裝置，因此每一個邏輯裝置都有一個LUN（Logical  Unit Number）來標識自己。每個SCSI ID最多有32個LUN，預設從0開始（不過0被佔用了），每一個LUN對應著一個邏輯裝置。

SCSI通訊模型

SCSI是一個C/S架構，其中client端叫做initiator（啟動器），伺服器端叫做target（目標裝置）。SCSI協議採用了分層的思想，SCSI協議簇從上向下可以分為四層：裝置特定命令集，共享命令集，傳輸協議，網際網路層。並且SCSI的資料傳輸是以塊的方式進行的。

CDB （命令描述塊）

SCSI的命令以及引數是填充在一定長度的資料塊內傳輸的。這個資料塊就是命令描述塊，即CDB. 

典型的SCSI系統

 

2. iSCSI協議

雖然SCSI控制器可以連線多個儲存裝置，形成自己的網路，但是它只能與直接相連的儲存裝置進行通訊，只能在在區域網內部使用，不能再乙太網上共享。因此，對於SCSI協議來說，傳輸資料的距離是非常有限的。因此，人們為了利用SCSI協議長距離的傳輸資料，於是就研發了一種新的技術，就是iSCSI協議。另有一個重要的原因是，基於Fiber Channel的FC-SAN比較昂貴，而基於iSCSI的IP-SAN就便宜很多。
iSCSI協議是一種新的儲存技術，它是將SCSI介面與乙太網（Ethernet）技術結合起來工作的，簡單的說iSCSI協議是將使用者的請求轉換成SCSI規則編碼，然後再將這些資料封裝在IP包中以便在乙太網中進行傳輸的協議。

 

2.1 iSCSI協議的功能

iSCSI:internet Small Computer System  Interface的縮寫，即Internet小型計算機介面。iSCSI技術是一種由IBM公司研究開發的，是一個供硬體裝置使用的可以在IP協議的上層執行的SCSI指令集，這種指令集合可以實現在IP網路上執行 SCSI協議，使其能夠在諸如高速千兆乙太網上進行路由選擇。它是基於TCP/IP協議的，用來建立和管理IP儲存裝置、主機和客戶機之間的相互連線，並建立SAN。這樣使得SAN利用SCSI協議應用在高速資料傳輸網路成為可能。這種傳輸是以塊級別的方式在各個儲存裝置上進行的。

2.2 iSCSI的結構

由於SCSI協議是一個C/S架構，因此iSCSI協議也是一個C/S結構，其中client是initiator,server端為target。iSCSI協議的主要功能是利用TCP/IP網路，在主機系統（可稱為initiator）和目標儲存裝置（稱為target）之間進行大量的資料封裝和可靠傳輸過程。此外，iSCSI協議還將SCSI協議封裝在IP網路上，並且執行在TCP上。
因此，ISCSI協議的協議棧為下圖所示：

wKioL1T67XKxgABQAAEgPELrafo516.jpg

 

2.3 iSCSI協議的工作原理

當iSCSI主機發起資料讀寫操作後，作業系統會生成一個SCSI指令集，然後該SCSI指令集在iSCSI initiator端被封裝成iSCSI訊息包，並通過TCP/IP網路傳輸到儲存區域，當儲存區域的iSCSI target收到iSCSI訊息包時會將其解開，讀取其中的SCSI指令，然後再將其SCSI指令傳送給SCSI裝置執行其指令。當SCSI指令被執行後，返回的資料經過SCSI裝置傳送給iSCSI target時被封裝為iSCSI的響應PDU，然後再通過TCP/IP網路傳輸給iSCSI initiator端，iSCSI initiator解開其iSCSI PDU包，讀取其中的SCSI響應內容，並將其提交給作業系統進行處理，然後作業系統在將其處理後的內容返回給應用程式。

 

2.4 iSCSI的優點

iSCSI最大的優點就是節約成本，利用iSCSI協議構建一個儲存網路，除了需要儲存裝置，交換機、線纜還有乙太網介面以外，基本就不需要其他的裝置了，只需要在現有的網路上安裝iSCSI就可以實現構建一個比較大的儲存網路了。

 

2.5 iSCSI基本概念

iSCSI客戶端 (iSCSI Initiator)

iSCSI客戶端為iSCSI initiator，這是I/O操作的發起者。在RedHat Linux系統中可以通過軟體來模擬，需要安裝iSCSI裝置驅動。如iscsi-initiator-utils.rpm
iSCSI  initiator具有的特性：
a) 既然是I/O操作的發起者，需要通過發現過程請求遠端快裝置。
b) 它可以與target進行持久連線
c) Linux中可以通過軟體方式來實現

iSCSI伺服器端 (iSCSI Target)

iSCSI伺服器端為iSCSI target，這是I/O操作的執行者。在RedHat Enterprise Linux中可以使用scsi-target-utils軟體包來模擬實現。
iSCSI target端具有的特性：
a) 需要匯出一個或多個塊裝置供啟動者（initiator）使用
b) 可以通過硬體和軟體的方式來實現

iSCSI target裝置名稱

iSCSI target名稱必須是全球唯一的，其格式為：

iqn.<yyyy-mm>.<tld.domain.some.host>[:<identifier>]

# iqn：iSCSI target名稱必須是以iqn開頭的
# yyyy-mm：表示的是時間
# tld.domain.some.host：這個表示的是一個反過來寫的域名
# identifier：這個可以是任意字串
# 如：iqn.2015-03.com.xsl.www:storge.disk1

邏輯單元號LUN

LUN ID由iSCSI目標裝置（Target）分配。iSCSI 啟動端（Initiator）裝置當前支援在每個目標裝置（Target）中匯出最多256個LUN。即最大支援16個target。
對於LUN，比較通俗的理解就是磁碟分割槽、LVM卷組、RAID等等。

Target 即“儲存裝置”（Storage Device），也就是存放資料的硬碟（以硬碟陣列居多）。在使用iSCSI時，會在 iSCSI 儲存裝置上去建立 LUN（Logical Unit Number）來提供給具備 iSCSI Initiator 功能的主機來存取 資料的。LUN 好比是個“邏輯單位磁碟”，物理上通常是由數個實體磁碟（ RAID 或 LVM 技術的技術實現）所組成。


2.6 iSCSI的發現機制

iSCSI發起端為了和iSCSI目標端建立iSCSI會話，initiator需要知道target的 IP地址，TCP埠號和名字 三個資訊。iSCSI發現的目的是為了讓iSCSI發起端獲取一條到iSCSI目標端的通路。iSCSI有三種發現機制：

a. 靜態配置

在iSCSI發起端已經知道iSCSI目標端的IP地址TCP埠號和名字資訊時，iSCSI發起端不需要執行發現。iSCSI發起端直接通過IP地址和TCP埠來建立TCP連線，使用iSCSI目標端的名字來建立iSCSI會話。這種發現機制比較適合比較小的iSCSI體系結構

b. SendTarget發現

在iSCSI發起端知道iSCSI目標端的IP地址和TCP埠的情況下，iSCSI使用IP地址和TCP埠號建立TCP連線後建立發現對話。iSCSI發起端傳送SendTarget命令查詢網路中的存在的iSCSI資訊。這種方法主要用於閘道器裝置，iSCSI發起端被靜態配置連線到指定的iSCSI裝置。iSCSI發起端和iSCSI閘道器裝置建立對話併發送SendTarget請求給iSCSI閘道器裝置。iSCSI閘道器裝置返回一系列和它相連的ISCSI目標端的資訊。iSCSI發起端選擇一個目標端來建立對話。

c. 零配置發現

這種機制用於iSCSI傳送裝置完全不知道iSCSI目標端的資訊的情況下。iSCSI發起端利用現有的IP網路協議SLP（Service Location Protocol for Discovery,服務定位協議）。iSCSI目標端使用SLP來註冊，iSCSI發起端可以通過查詢SLP代理來獲得註冊的iSCSI目標端的資訊。當iSCSI目標端加入到網路中的時候，拓撲結構也隨之改變。雖然這種方法增加了實現的複雜性，但它不需要重新配置發起端即可找到新的目標端。

 

2.7 iSCSI裝置具有的特性

  1. 支援報頭和資料摘要
  2. 支援兩種挑戰握手協議CHAP（ChallengeHandshake  Authentication Protocol）的認證方式
  3. 目標端支援R2T（ReadytoTransfer)流控制
  4. 從RHEL4U2開始支援多通道（multipath）
  5. 支援sendtargets發現機制
  6. 支援動態目標端發現
  7. 具備非同步事件通知入口
  8. 支援即時資料更新
  9. 支援動態裝置重配
  10. 支援自動掛接iSCSI技術
  11. 支援IPV6技術

2.8 iSCSI裝置名稱

iSCSI裝置在iSCSI啟動端（Initiator）匯入的時候，其核心將按當前的裝置情況給iSCSI裝置分配一個本地SCSI裝置名（例如/dev/sda或/dev/sdb等），如果匯入的iSCSI裝置已被分割槽，在匯入iSCSI裝置建立本地SCSI裝置的同時也會建立相應的分割槽裝置名（例如/dev/sda1、/dev/sda5等等），但是此SCSI裝置名並不是每次匯入是都是固定的，比如你的主機之前沒有/dev/sda裝置，你匯入了iSCSI裝置，其被核心命名為/dev/sda;之後你將其取消了匯入，並重新掛接了一個熱插拔裝置（如U盤或行動硬碟），這個熱插拔裝置佔據的/dev/sda裝置；你又重新匯入了iSCSI裝置，此時其被核心分配的裝置名就成了 /dev/sdb。

 

3. tgtadm的使用

tgtadm是一個伺服器端管理配置工具，它也是一個模式化的命令，其常見的模式有target、logicalunit、account


3.1 target模式

tgtadm  --lld  <driver>  --mode  target  --op  {new|delete|show|update|bind|unbind} [option]

其中，driver一般為iscsi， --op後面的引數表示要進行的操作：

  • new: 增加一個target，語法格式為：--tid <id> --targetname <name>
  • delete：刪除一個target，語法格式為：delete --tid <id>
  • show：顯示所有的target，後面可以接某個target的id，只顯示某個target的資訊。格式為：show [--tid <id>]
  • update：修改某個特定的target的引數。格式為：update --tid <id> --name <param> --value <value>
  • bind：將某個特定的initiator和target繫結在一起，表示只接受特定的initiator的請求。語法格式為： bind --tid <id> --initiator-address <address>
  • unbind：解綁。語法格式為：unbind --tid <id> --initiator-address  <address>

 

3.2 logicalunit模式

tgtadm --lld  <driver>   --mode   logicalunit  --op  {new|delete}  [option]

其中，driver一般為iscsi，--op後面的引數表示要進行的操作： 

  • new: 新建一個LUN，語法格式為：new --tid <id> --lun <lun>  --backing-store <device-path> --bstype <type> --bsoflags 
  • delete: 刪除一個LUN，語法格式為：delete --tid <id> --lun <lun>

 

3.3 account模式

tgtadm --lld  <driver>   --mode   account  --op  {new|delete|bind|unbind}  [option]

其中,driver一般為iscsi，--op後面的引數表示要進行的操作：

  • new: 新建一個賬號和密碼，格式為：new --user <name> --password <pass>
  • delete: 刪除某個已有的賬號，格式為：delete --user <name>
  • bind：在某個特定的target上新增賬號，格式為：bind --tid <id> --user <name> [--outgoing]，如果使用了--outgoing選項，將被新增作為出去的賬號來使用。
  • unbind：在某個特定的target上刪除某個賬號。其格式為：account --op unbind --tid <id> --user <name>

 

在tgtadm命令中，某些長選項可以使用短選項來代理，如：

 --lld=-L
 --tid=-t
 --lun=-l
 --backing-store=-b
 --initiator-address=-I
 --targetname <targetname>=-T

 

4. iscsiadm的使用

iscsiadm是一個客戶端的管理工具，它也是一個模式化的工具，其模式可通過-m或--mode選項指定，常見的模式有discovery、node、fw、session、host、iface幾個。這些模式的主要功能如下：

  • discovery: 用於發現某伺服器是否有target輸出，以及輸出了哪些target
  • node: 管理跟某target的關聯關係
  • session：用於顯示所有的活動會話和連線
  • fw：顯示所有的啟動韌體值
  • host：顯示所有的iSCSI主機
  • iface：顯示/var/lib/iscsi/ifaces目錄中的所有ifaces設定

4.1 discovery模式

iscsiadm -m discovery  [ -d debug_level ]  [ -I iface -t type -p  ip:port  [-l ] ] 

discovery模式下可用選項：

  • -d, --debug   顯示debug資訊，級別為0-8；
  • -l, --login   表示登入target的意思
  • -t, --type 這裡可以使用的型別為sendtargets(可簡寫為st)、slp、fw和 isns，此選項僅用於discovery模式，且目前僅支援st、fw和isns；其中st表示允許每個iSCSI target傳送一個可用target列表給initiator；
  • -p, --portal  指定target服務的IP和埠；
  • -m, --mode   可用的mode有discovery, node, fw, host iface 和 session

4.2 node模式

iscsiadm -m node [ -d debug_level ] [ -L all,manual,automatic ] [ -U all,manual,automatic ] [ [ -T targetname -p ip:port -I iface ] [ -l | -u | -R | -s] ] [ [ -o operation ] 

node模式下可用選項：

  • -L ，--loginall  表示登入到所有發現的target裝置上。all表示登入到所有的target裝置上；manual表示手動登入；automatic表示自動登入。
  • -T, --targetname  用於指定target的名字
  • -u, --logout   從target裝置上登出
  • -s, --stats   顯示session統計資訊
  • -o, --op：指定針對discoverydb資料庫的操作，其僅能為new、delete、update、show和nonpersistent其中之一；
  • -I, --interface：指定執行操作的iSCSI介面，這些介面定義在/var/lib/iscsi/ifaces中；

4.3 session模式

iscsiadm -m session  -s  # 顯示會話的相關資訊

4.4 客戶端配置檔案/etc/iscsi/iscsid.conf 

這個檔案中的主要引數有如下：

  • node.startup   設定啟動方式，可選的引數有auotmatic 和manual
  • node.session.auth.authmethod 設定使用CHAP認證方式，預設為NONE
  • node.session.auth.username target端認證所需initiator提供的使用者
  • node.session.auth.password target端認證所需initiator提供的密碼
  • node.session.auth.username_in initiator端認證所需target提供的使用者
  • node.session.auth.password_in initiator端認證所需target提供的密碼
  • discovery.sendtargets.auth.authmethod 設定使用CHAP認證方式用以發現target端匯出的裝置，預設為NONE
  • discovery.sendtargets.auth.username 發現操作時target端認證所需initiator提供的使用者
  • discovery.sendtargets.auth.passwd 發現操作時target端認證所需initiator提供的密碼
  • discovery.sendtargets.auth.username_in 發現操作時initiator端認證所需target提供的使用者
  • discovery.sendtargets.auth.password_in 發現操作時initiator端認證所需target提供的密碼

4.5 客戶端的認證方式

客戶端的認證方式有2種：一種是基於ip認證的；另一種是基於使用者認證的，使用的認證協議為CHAP。同時iscsi-initiator-utils不支援discovery的認證。對於使用者認證而言，必須先配置基於ip認證，然後才可以配置基於使用者認證。

 

參考文獻：

http://blog.51cto.com/xslwahaha/1617781

https://blog.csdn.net/qq776306395/article/details/27490977

https://wenku.baidu.com/view/5aa43ef6f705cc175527097b.html

 

相關推薦

iSCSI協議簡介

本文綜合了幾篇參考文獻的內容，做了刪減與重組，但嚴格來說，不算原創。 筆者筆記如下： iSCSI initiator和target的核心功能都在核心中，無須人工干預；而要人工干預的大約是這麼幾件事：  1. 建立iSCSI Initiator到iSCSI target的se

視頻rtmp協議簡介

png class 論文 smi false spa codec -i baidu 這篇論文裏講得非常詳細。下面說說我的理解。 server端：將視頻流按順序切割為視頻+音頻合成文件ts，每個ts是視頻流的一塊，並把ts信息存儲在m3u8文件中 client端：讀取m3u

HTTP協議簡介

put tle option 字符 http協議 一行 ava 客戶 ont 簡介 HTTP(HyperText Transfer Protocol, 超文本傳輸協議) 是訪問互聯網使用的核心通信協議，也是所有web應用程序使用的通信協議。消息模型：客戶端發送請求消息，服務

網絡編程的基本概念，TCP/IP協議簡介

cli 面向 red 展示 應用程序 隨著 完全 welcome 底層 8.1.1 網絡基礎知識　　計算機網絡形式多樣，內容繁雜。網絡上的計算機要互相通信，必須遵循一定的協議。目前使用最廣泛的網絡協議是Internet上所使用的TCP/IP協議。 網絡編程的目的就是指直接或

VRRP協議簡介

pin 監視 監控 vpd 系統 nim 初始 數據包 可能 VRRP協議是什麽 VRRP是一種容錯協議，它通過把幾臺路由設備聯合組成一臺虛擬的路由設備，並通過一定的機制來保證當主機的下一跳設備出現故障時，可以及時將業務切換到其它設備，從而保持通訊的連續性和可靠性。

DALI2調光協議簡介

傳輸 com 生產 認證 自動 image order str ima DALI2調光協議簡介 一、概述（13923882807-QQ：813267849） 歡迎使用本公司的DALI解碼模塊，擁有“DALI第一套協議” （DALI 1.0），“DALI第二套協議

ARP協議簡介

inter 切換 nat 三層 網絡 blog 欺騙 -s .com ARP協議和DNS相似，DNS是域名和IP之間解析，ARP是IP地址轉換MAC地址 ARP協議要求通信的主機雙方必須在同一個物理網段（局域網） ARP簡介 ARP全稱：“Address Resolu

DHCP協議簡介

DHCP1，dhcp client向網絡上的dhcp server發送dhcp discover廣播報文。 2，dhcp server收到dhcp client的discover報文後，回復dhcp offer報文，offer報文有給客戶端分配的IP和服務器自己的IP。 3，dhcp client收到若幹個服

系統安全之數據的加密和解密、CA的介紹、SSL或TLS協議簡介及握手過程

網絡運維 網絡通信需要安全 所謂的網絡通信就是進程與進程之間的通信 然而進程的通信一般可以分成兩類：1、同一主機之間的進程通信

03 接口測試之HTTP協議簡介

ftp 路徑 遇到 區別 .cn 史記 scheme ram 現在 一、URL模式 　　URL(Uniform Resource Locator) 地址用於描述一個網絡上的資源， 基本格式如下： 　　scheme指定底層使用的協議（例如：HTTP，HTTPS，ftp） 　　

TCP/IP協議 簡介

sele 如何 xxx 簡介 server dad ping 用戶數 事件 TCP/IP協議 一、層次劃分： 　　層次：鏈路層==>網絡層==>傳輸層==>應用層 　　理論層次：物理層==>數據鏈路層==>網絡層==>傳輸層==>

軟交換接口與信令協議簡介

二進制 問題 長度 sap 發現 服務 區別 接口 包括 軟交換 原帖地址http://www.51hei.com/bbs/dpj-44943-1.html 是網絡演進以及下一代分組網絡的核心設備之一，它獨立於傳送網絡，主要完成呼叫控制、資源分配、協議處理、路由、認證、計費

TCP 協議簡介

註明：該文章轉至阮一峰的網路日誌，講得非常好，如有冒犯即可刪除，地址http://www.ruanyifeng.com/blog/2017/06/tcp-protocol.html TCP 是網際網路核心協議之一，本文介紹它的基礎知識。 一、TCP 協議的作用 網際網路由

001.HTTP協議簡介

https://www.liaoxuefeng.com/wiki/0014316089557264a6b348958f449949df42a6d3a2e542c000/001432011939547478fd5482deb47b08716557cc99764e0000   在Web

IP協議簡介

IP提供了一種不可靠的、無連線的資料交付服務。所有TCP、UDP、ICMP和IGMP資料都通過IP資料報傳輸。 不可靠：IP協議不保證IP資料報能成功到達目的地。當錯誤發生時，例如一臺路由器的快取耗盡，IP提供一個簡單的錯誤處理方法：丟棄最後達到的資料。任何可靠性都必須由上層協議（如TCP）提供

韋根協議簡介

轉自：https://blog.csdn.net/j182010/article/details/52679091 1．簡介 Wiegand（韋根）協議是由摩托羅拉公司制定的一種通訊協議，它適用於涉及門禁控制系統的讀卡器和卡片的許多特性，其協議並沒有定義通訊的波特率、也沒有定義資料長度韋根格式主

TCP/IP協議簡介2

TCP協議和IP協議不是相同的協議，IP協議是屬於網路層的協議，負責網路連線，主要是尋找地址用，建立連線使用，我們完全可以不管，我們最關心的是TCP協議！ 　　為了說明封包的重要性，這裡介紹一下交換技術，交換技術，從這裡你可以明白，所有網路遊戲都一定會使用封包，交換技術有3種方式：電路交換、分組交換、混合交換

URL協議與HTTP協議簡介

HTTP：（Hypertext transfer protocol）超文字傳輸協議，是用於從全球資訊網（WWW:World Wide Web）伺服器傳輸超文字到本地瀏覽器的傳送協議。 URL：（Uniform Resource Locator）統一資源定位符，對可以從網際網路上得到的資源的位置和訪問

MQTT協議－MQTT協議簡介及協議原理

MQTT（Message Queuing Telemetry Transport，訊息佇列遙測傳輸協議），是一種基於釋出/訂閱（publish/subscribe）模式的“輕量級”通訊協議，該協議構建於TCP/IP協議上，由IBM在1999年釋出。MQTT最大優點在於，可

RTP、 TCP、 UDP協議簡介

OSI七層模型 OSI 中的層            功能                                                        TCP/IP協議族  應 用層                 檔案傳輸，電子郵件，檔案服務，虛擬