基于Starwind的iSCSI存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)

任毅

【摘 要】近年來，服務(wù)器及存儲(chǔ)技術(shù)得到了迅猛發(fā)展，特別是iSCSI[1]的應(yīng)用越來越廣泛，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)如SQL Server群集[2]、Oracle RAC[3][4]等的實(shí)現(xiàn)，都依賴于存儲(chǔ)設(shè)備，但存儲(chǔ)設(shè)備價(jià)格往往比較昂貴，不利于在教學(xué)環(huán)境或科研環(huán)境中去購(gòu)買。Starwind軟件可在主機(jī)上模擬出iSCSI存儲(chǔ)設(shè)備，通過IP網(wǎng)絡(luò)即可訪問該iSCSI存儲(chǔ)，提供與真實(shí)環(huán)境相似的服務(wù)，而且配置相對(duì)簡(jiǎn)單，對(duì)于教學(xué)和實(shí)驗(yàn)環(huán)境，可大大縮短架設(shè)周期和費(fèi)用。

【關(guān)鍵詞】ISCSI；存儲(chǔ)；模擬；IP SAN

0 引言

當(dāng)今的許多應(yīng)用都離不開數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的支持，一般來說數(shù)據(jù)庫(kù)文件是存放在存儲(chǔ)設(shè)備中，以實(shí)現(xiàn)多機(jī)同時(shí)訪問，還能利用存儲(chǔ)設(shè)備的特性提供高可用和高可靠性的訪問服務(wù)。但在教學(xué)環(huán)境和實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，購(gòu)買一套存儲(chǔ)設(shè)備是不實(shí)現(xiàn)的，這是因?yàn)榇鎯?chǔ)設(shè)備價(jià)格往往較高，迫切需要能夠通過軟件模擬來實(shí)現(xiàn)，通過軟件模擬，目前只能實(shí)現(xiàn)基于IP的存儲(chǔ)，即IP SAN[5]。

1 iSCSI和Starwind簡(jiǎn)介

iSCSI是一種基于 TCP/IP的協(xié)議，用來建立和管理 IP 存儲(chǔ)設(shè)備、主機(jī)和客戶機(jī)等之間的相互連接，并創(chuàng)建存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（SAN），SAN 使得 SCSI 協(xié)議應(yīng)用于高速數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)成為可能，這種傳輸以數(shù)據(jù)塊級(jí)別（block-level）在多個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)間進(jìn)行。

iSCSI的工作過程[6]：當(dāng)iSCSI主機(jī)應(yīng)用程序發(fā)出數(shù)據(jù)讀寫請(qǐng)求后，操作系統(tǒng)會(huì)生成一個(gè)相應(yīng)的SCSI命令，該SCSI命令在iSCSI initiator層被封裝成ISCSI消息包并通過TCP/IP傳送到設(shè)備側(cè)，設(shè)備側(cè)的iSCSI target層會(huì)解開iSCSI消息包，得到SCSI命令的內(nèi)容，然后傳送給SCSI設(shè)備執(zhí)行；設(shè)備執(zhí)行SCSI命令后的響應(yīng)，在經(jīng)過設(shè)備側(cè)iSCSI target層時(shí)被封裝成ISCSI響應(yīng)PDU，通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)傳送給主機(jī)的ISCSI initiator層，iSCSI initiator會(huì)從ISCSI響應(yīng)PDU里解析出SCSI響應(yīng)并傳送給操作系統(tǒng)，操作系統(tǒng)再響應(yīng)給應(yīng)用程序。

近年來，iSCSI存儲(chǔ)技術(shù)得到了快速發(fā)展，iSCSI技術(shù)優(yōu)點(diǎn)和成本優(yōu)勢(shì)的主要體現(xiàn)包括以下幾個(gè)方面：

硬件成本低：iSCSI還可以在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)上直接安裝，并不需要更改企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)體系，這樣可以最大程度地節(jié)約投入。

操作簡(jiǎn)單，維護(hù)方便：對(duì)iSCSI存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的管理，實(shí)際上就是對(duì)以太網(wǎng)設(shè)備的管理，只需花費(fèi)少量的資金去培訓(xùn)iSCSI存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)管理員。

擴(kuò)充性強(qiáng)：對(duì)于已經(jīng)構(gòu)建的iSCSI存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)來說，增加iSCSI存儲(chǔ)設(shè)備和服務(wù)器都將變得簡(jiǎn)單且無(wú)需改變網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)。

突破距離限制：iSCSI存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)使用的是以太網(wǎng)，因而在服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備的空間布局上的限制就會(huì)少了很多，甚至可以跨越地區(qū)和國(guó)家。

StarWind軟件能夠在網(wǎng)絡(luò)上虛擬出iSCSI硬盤空間，使用跨平臺(tái)的iSCSI協(xié)議虛擬存儲(chǔ)，服務(wù)器可通過TCP/IP協(xié)議訪問該存儲(chǔ)空間，這種訪問既可以是本地訪問，也可以是遠(yuǎn)程訪問，StarWind緊密結(jié)合了Microsoft Windows NTFS壓縮和加密能力，存儲(chǔ)在NTFS格式化分區(qū)的StarWind SAN映像文件可被加密和壓縮。

2 使用Starwind模擬iSCSI設(shè)備

Starwind需要在主機(jī)上運(yùn)行，并在該主機(jī)上模擬出iSCSI存儲(chǔ)設(shè)備，遠(yuǎn)程服務(wù)器通過TCP/IP協(xié)議訪問該存儲(chǔ)空間，本文將在一臺(tái)服務(wù)器上模擬出iSCSI硬盤空間，提供給Server1和Server2通過TCP/IP協(xié)議訪問。

實(shí)現(xiàn)過程如下：

（1）在Server0（IP為192.168.2.10/24）上安裝Starwind軟件，啟動(dòng)該軟件并連接成功后，創(chuàng)建一個(gè)Targets，取名為target1，選中“Allow multiple concurrent iSCSI connections （clustering）”以支持多個(gè)連接，然后在該target1中添加兩個(gè)容量分別為1G和2G的虛擬硬盤。

（2）啟動(dòng)Server1（該機(jī)操作系統(tǒng)為Windows Server 2008 R2），配置IP為192.168.2.1/24，并與Server0連接到同一子網(wǎng)，啟動(dòng)其“iSCSI發(fā)起程序”，在目標(biāo)選項(xiàng)卡中輸入iSCSI存儲(chǔ)IP地址192.168.2.10，點(diǎn)擊“快速連接”，即可發(fā)現(xiàn)并連接上iSCSI存儲(chǔ)。

在Server0的Starwind管理界面“iSCSI Sessions”頁(yè)，可以看到Server1已經(jīng)連接到此iSCSI存儲(chǔ)，然后打開“磁盤管理”程序，將發(fā)現(xiàn)的iSCSI磁盤聯(lián)機(jī)并初始化，創(chuàng)建簡(jiǎn)單卷，不分配盤符，不格式化。

（3）在Server2上執(zhí)行與Server1中同樣的操作，發(fā)現(xiàn)并連接iSCSI存儲(chǔ)，聯(lián)機(jī)并初始化，就可使用此存儲(chǔ)空間了。

通過上面的操作過程可以看到，服務(wù)器Server1和Server2能夠同時(shí)連接由Server0虛擬出來的iSCSI存儲(chǔ)空間，然后可在Server1和Server2上安裝數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)如SQL Server和Oracle RAC（Real Application Clusters），將把數(shù)據(jù)庫(kù)文件存放在iSCSI磁盤上，可實(shí)現(xiàn)高可用性和負(fù)責(zé)平衡。

3 總結(jié)

通過Starwind軟件，可模擬出iSCSI存儲(chǔ)，服務(wù)器通過IP網(wǎng)絡(luò)使用TCP/IP協(xié)議可訪問該存儲(chǔ)空間，這種對(duì)于存儲(chǔ)的訪問方式，由于基本TCP/IP協(xié)議，不僅可以實(shí)現(xiàn)同一子網(wǎng)訪問，還可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程子網(wǎng)訪問，即服務(wù)器遠(yuǎn)程訪問存儲(chǔ)，對(duì)于搭建 SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)群集和Oracle RAC負(fù)載平衡群集進(jìn)行教學(xué)和實(shí)訓(xùn)來說，不僅可以快速方便部署，節(jié)約了時(shí)間，還不用購(gòu)買真實(shí)的存儲(chǔ)設(shè)備，節(jié)約了硬件成本。

【參考文獻(xiàn)】

[1]白勇，朱清新.基于iSCSI的IP SAN網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)及其安全性研究[J].計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展.2009，46（2）：12-17.

[2]柴大鵬，段運(yùn)捷.對(duì)于Microsoft SQL Server 2005中高可用性功能的研究[J].電力學(xué)報(bào).2009，24（5）：437-440.

[3]呂元海，孫江輝，馬龍. 基于Oracle RAC的校園網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)集群系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].現(xiàn)代電子技術(shù).2016，39（4）：72-75.

[4]胡昌文，李彥，賀文愛，農(nóng)冬冬，謝衛(wèi)民.基于Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)的RAC集群技術(shù)在高校圖書館關(guān)鍵業(yè)務(wù)中的應(yīng)用研究[J].圖書館理論與實(shí)踐.2016，（6）：102-104.

[5]田銀磊，張麗.FC SAN+IP SAN綜合網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)架構(gòu)在數(shù)字化校園建設(shè)中的應(yīng)用[J].科學(xué)技術(shù)與工程.2010，10（20）：5095-5098.

[6]譚懷亮，朱存望，張鎮(zhèn)平.iSCSI網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模式下的可靠多播策略[J].計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展.2011，48（z1）：216-218.

[責(zé)任編輯：張濤]endprint