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SCSI、FC、iSCSI三大協議概述

一、SCSI
SCSI是小型計算機系統介面(Small Computer System Interface)的簡稱,於1979首次提出,是為小型機研製的一種介面技術,現在已完全普及到了小型機,高低端伺服器以及普通PC上。

SCSI可以劃分為SCSI-1、SCSI-2、SCSI-3,最新的為SCSI-3,也是目前應用最廣泛的SCSI版本。
1、SCSI-1:1979年提出,支援同步和非同步SCSI外圍裝置;支援7臺8位的外圍裝置,最大資料傳輸速度為5MB/s。
2、SCSI-2:1992年提出,也稱為Fast SCSI,資料傳輸率提高到20MB/s。
3、SCSI-3:1995年提出,Ultra SCSI(Fast-20)。Ultra 2 SCSI(Fast-40)出現於1997年,最高傳輸速率可達80MB/s。1998年9月,Ultra 3 SCSI(Utra 160 SCSI)正式釋出,最高資料傳輸率為160MB/s。Ultra 320 SCSI的最高資料傳輸率已經達到了320MB/s。

二、FC(光纖通道)

FC光纖通道:用於計算機裝置之間資料傳輸,傳輸率達到2G(將來會達到4G)。光纖通道用於伺服器共享儲存裝置的連線,儲存控制器和驅動器之間的內部連線。

協議基本架構:
FC-4 Upper Layer Protocol:SCSI,HIPPI,SBCCS,802.2,ATM,VI,IP
FC-3 common service
FC-2 Framing Protocol /Flow Control
FC-1 Encode/Decode
FC-0 Media:Optical or copper,100MB/sec to 1.062GB/sec

協議層說明:
FC-0:物理層,定製了不同介質,傳輸距離,訊號機制標準,也定義了光纖和銅線介面
以及電纜指標
FC-1:定義編碼和解碼的標準
FC-2:定義了幀、流控制、和服務質量等
FC-3:定義了常用服務,如資料加密和壓縮
FC-4:協議對映層,定義了光纖通道和上層應用之間的介面,上層應用比如:序列SCSI 協 議,HBA 的驅動提供了FC-4 的介面函式,FC-4 支援多協議,如:FCP-SCSI, FC-IP,FC-VI

協議簡介:
FCP-SCSI:是將SCSI並行介面轉化為序列介面方式的協議,應用於儲存系統和伺服器之間的資料傳輸。新的ANSI T10 標準,支援SAN 上儲存系統之間通過資料遷移應用來直接移動資料。 FCP-SCSI 提供200MB/s(全雙工獨佔頻寬)的傳輸速率,每連線最遠達10 公里,最大16000000 個節點。FCP-SCSI 使用幀傳輸取代塊傳輸。幀傳輸以大資料流傳輸方式傳輸短的小的事務資料。

三、iSCSI

iSCSI(網際網路小型計算機系統介面)是一種在TCP/IP上進行資料塊傳輸的標準。它是由Cisco和IBM兩家發起的,並且得到了各大儲存廠商的大力支援。iSCSI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快速的資料存取備份操作。

iSCSI標準在2003年2月11日由IETF(網際網路工程任務組)認證通過。iSCSI繼承了兩大最傳統技術:SCSI和TCP/IP協議。這為iSCSI的發展奠定了堅實的基礎。基於iSCSI的儲存系統只需要不多的投資便可實現SAN儲存功能,甚至直接利用現有的TCP/IP網路。相對於以往的網路儲存技術,它解決了開放性、容量、傳輸速度、相容性、安全性等問題,其優越的效能使其備受始關注與青睞。

工作流程:
iSCSI系統由SCSI介面卡傳送一個SCSI命令。
命令封裝到TCP/IP包中並送入到乙太網絡。
接收方從TCP/IP包中抽取SCSI命令並執行相關操作。
把返回的SCSI命令和資料封裝到TCP/IP包中,將它們發回到傳送方。
系統提取出資料或命令,並把它們傳回SCSI子系統。

安全性描述:
iSCSI協議本身提供了QoS及安全特性。
可以限制initiator僅向target列表中的目標發登入請求,再由target確認並返回響應,之後才允許通訊。
通過IPSec將資料包加密之後傳輸,包括資料完整性、確定性及機密性檢測等。

iSCSI的優勢:
(1)廣泛分佈的乙太網為iSCSI的部署提供了基礎。
(2)千兆/萬兆乙太網的普及為iSCSI提供了更大的執行頻寬。
(3)乙太網知識的普及為基於iSCSI技術的儲存技術提供了大量的管理人才。
(4)由於基於TCP/IP網路,完全解決資料遠端複製(Data Replication)及災難恢復(Disaster Recover)等傳輸距離上的難題。
(5)得益於乙太網裝置的價格優勢和TCP/IP網路的開放性和便利的管理性,裝置擴充和應用調整的成本付出小。

四、iSCSI和FC的比較

從傳輸層看,光纖通道的傳輸採用其FC協議,iSCSI採用TCP/IP協議。

FC協議與現有的乙太網是完全異構的,兩者不能相互接駁。因此光纖通道是具有封閉性的,而且不僅與現有的企業內部網路(乙太網)接入,也與其他不同廠商的光纖通道網路接入(由於廠家對FC標準的理解的異樣,FC裝置的相容性是一個巨大的難題)。因此,對於以後儲存網路的擴充套件由於相容性的問題而成為了難題。而且,FC協議由於其協議特性,網路建完後,加入新的儲存子網時,必須要重新配置整個網路,這也是FC網路擴充套件的障礙。

iSCSI基於的TCP/IP協議,它本身就運行於乙太網之上,因此可以和現有的企業內部乙太網無縫結合。TCP/IP網路裝置之間的相容性已經無需討論,迅猛發展的internent網上執行著全球無數家網路裝置廠商提供的網路裝置,這是一個最好的佐證。
從網路管理的角度看,執行FC協議的光網路,其技術難度相當之大。其管理採用了專有的軟體,因此需要專門的管理人員,且其培訓費用高昂。TCP/IP網路的知識通過這些年的普及,已有大量的網路管理人才,並且,由於支援TCP/IP的裝置對協議的支援一致性好,即使是不同廠家的裝置,其網路管理方法也是基本一致的。

FC運行於光網路之上,其速度是非常快的,現在已經達到了2G的頻寬,這也是它的主要優勢所在。下一代的FC標準正在制定當中,其速度可以達到4G,今天的千兆乙太網已經在普及當中,這也是基於TCP/IP的iSCSI協議進入實用的保證。得益於優秀的設計,乙太網從誕生到現在,遍及了所有有網路的地方,到現在依然表現出非凡的生命力,在全球無數網路廠商的共同努力下,乙太網的速度穩步提升,千兆網路已經實際應用,萬兆網路呼之欲出,乙太網的主要部件交換機路由器均已有萬兆級別的產品。隨著產品的不斷豐富,以及裝置廠商間的劇烈競爭,其建設成本在不斷下降,萬兆網路的普及已日益臨近。當iSCSI以10Gb的高速傳輸資料時,基於iSCSI協議的儲存技術將無可爭議的成為網路儲存的王者。