第26卷第4期小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)Vol. 26 No.42005年4月MINI- MICRO SYSTEMSApr. 2005iSCSI Target的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)曾東,周敬利，余勝生，朱建峰(華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院，武漢430074)E -mail ;zdeast@ sina. com摘要:iSCSI技術(shù)正被越來(lái)越多的系統(tǒng)、存儲(chǔ)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)廠商所采用.在Linux環(huán)境下，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種iSCSI Target，從設(shè)備發(fā)現(xiàn)、基于WEB的配置與管理、用戶身份認(rèn)證以及功能實(shí)現(xiàn)與性能測(cè)試等方面做了較詳細(xì)探討.關(guān)鍵詞: iSCSI Initiator; iSCSI Target中圈分類(lèi)號(hào): TP333文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1000-1220(2005)04-0582-03Design and Implementation of iSCSI TargetZENG Dong ,ZHOU Jing-li.YU Sheng sheng ,ZHU Jjan-feng(School of Computer Science, Huazhomg University of Science & Technology, Wuhan 430074,China)Abstract;An iSCSI Target discovery strategy and a WEB-based configuration and management method are explained, in addi-tion, both a kind of end user access authentication skill and the iSCSI Target throughput testing results ore introduced in orderto give a clear presentation of the iSCSI Target design and implementation in Linux OS environment.Key words :iSCSI initiator; iSCSI target簡(jiǎn)介T(mén)arget.具體環(huán)境配置如下;iSCSI Target 采用PC架構(gòu)服務(wù)器.CPU為Intel XEON 2. 0GHz,內(nèi)存1GB,SCSI卡為雙通2003年在iSCSI技術(shù)領(lǐng)域有兩個(gè)事件特別值得關(guān)注,一道Adaptec AIC-7889 Ultra160,4 位SCSI磁盤(pán)模組,單盤(pán)為是在2003年2月,經(jīng)過(guò)20個(gè)草案版本的測(cè)試后,IETF正式Seagate ST336607LC 36. 2GB,總?cè)萘?* 36. 2GB,并配置一認(rèn)可了iSCSI 協(xié)議;另一件是2003年3月Microsoft 正式宣布對(duì)iSCSI驅(qū)動(dòng)的支持,并與6月25日推出了免費(fèi)的iSCSI .ServerInitiator Driver 1. 0.一般地,在基于iSCSI的存儲(chǔ)解決方案中應(yīng)包含以下功能部件:.①iSCSI Iniriator ,在主機(jī)(包括服務(wù)器、工作站或客戶InitiatqrBlock 1/0 Protocol端)中以驅(qū)動(dòng)程序的形式存在,用于對(duì)網(wǎng)絡(luò)Target設(shè)備發(fā)起IP NetworkSCSI請(qǐng)求，與主機(jī)操作系統(tǒng)中的SCSI驅(qū)動(dòng)并存.實(shí)現(xiàn)上,既Workstation可采用軟件方式,比如Windows iSCSI Intiator 1. 0以及Lin-IManagerTargotux下的各種iSCSI Initiator 驅(qū)動(dòng)等,也可以按主機(jī)總線適配器HBA(Host Bus Adapter)的方式實(shí)現(xiàn),許多著名廠商比如InitiatorIntel、Adaptec、Alacritech等都提供該類(lèi)產(chǎn)品.圖1 iSCSI 解決方案中的各組件②iSCSI Target,是Target端管理SCSI Over IP請(qǐng)求實(shí)現(xiàn)的功能軟件.目前市場(chǎng)上可見(jiàn)的主要產(chǎn)品有IBM Total-塊10/100Mbps Ethernet NIC 作管理端口，一塊1000MbpsStorage IP Storage 200i OKAPI ipXpress'" iSCSI Disk Appli-Ethernet NIC作數(shù)據(jù)端口.操作系統(tǒng)是RedHat8.0帶A-ance以及EqualLogic PeerStorage Array 100E 等;pache ;iSCSI Initiator在Windows2K PRO環(huán)境下,采用Win-③管理軟件iManager,主要用于iSCSI Target的配置、dows iSCSI Initiator 1.0,Linux 下采用我們自行開(kāi)發(fā)的帶身存儲(chǔ)策略的制定以及其它附加功能的實(shí)現(xiàn)等.它既可采用專(zhuān)份認(rèn)證功能的WTWH iSCSI Initiator 0. 95,硬件配置無(wú)特殊門(mén)的設(shè)備在帶內(nèi)(位于數(shù)據(jù)通路內(nèi))或帶外(位于數(shù)據(jù)通路外)要求;iManager是基于iSCSI Target實(shí)現(xiàn)的.實(shí)現(xiàn)，也可附加在iSCSITarget的功能實(shí)現(xiàn)中.接下來(lái),首先介紹iSCSITarget的設(shè)備發(fā)現(xiàn)功能和基于各部分組成如圖1所示. .WEB的iSCSI Target 的配置與管理實(shí)現(xiàn),然后討論Linux環(huán)本文在Linux環(huán)境下，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種上述iSCSI境下iS中國(guó)煤化工訪同控制實(shí)現(xiàn)機(jī)制，.收稿日期:2003-10-25基金項(xiàng) 目:國(guó)家“八六三”項(xiàng)目(2001A111011)資助.THC N M H G博士研究生，主要從事存儲(chǔ)區(qū)城網(wǎng)絡(luò)及網(wǎng)絡(luò)管理研究:周敬利,女,教授.博士生導(dǎo)師,從事高性能網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)及多媒體通信技術(shù)等方面的研究;余勝生.男.教授、博士生導(dǎo)師.從事計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等方面的研究;朱建鋒,男,碩士生,主要從事IP網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)研究.4期曾東等;iSCSI Target的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)583在給出Windows和Linux環(huán)境下iSCSITarget的數(shù)據(jù)吞吐3基于WEB的配置與管理率測(cè)試結(jié)果后,提出了一種可用于數(shù)據(jù)中心的采用iSCSI技管理端口正確配置后,待iSCSI Target引導(dǎo)完畢.即可通術(shù)的解決方案,最后對(duì)全文做了小結(jié).過(guò)任意瀏覽器登錄到所配IP地址指示的Apache服務(wù)器,輸2設(shè)備發(fā)現(xiàn)人管理員的用戶名和口令后即可進(jìn)行如下步驟的iSCSI Tar-iSCSI Target是一種可接人現(xiàn)有IP網(wǎng)絡(luò)的存儲(chǔ)設(shè)備,它get配置與管理:與網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的連接就如同普通的PC機(jī)一樣，只需將網(wǎng)線(RJ45接口)連入即可.本文的iSCSI Target有兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口,百兆口用于管理,千兆口用作數(shù)據(jù)傳輸.在iSCSI Target數(shù)明口網(wǎng)絡(luò)長(zhǎng)置開(kāi)機(jī)之前,須將兩者正確接入網(wǎng)絡(luò)交換機(jī).iSCSI Target的設(shè)備發(fā)現(xiàn)功能就是在用戶將具備缺省IP配置的設(shè)備連人本單位的LAN后,自動(dòng)實(shí)現(xiàn)LAN環(huán)境IP配置的功能軟件.我們采用Windows的專(zhuān)用客戶端實(shí)現(xiàn),界面如圖2.國(guó)保西設(shè)備1比e屬!圖3 iSCSI Target 的數(shù)據(jù)口配置①配置iSCSI Target的數(shù)據(jù)端口,包括IP地址、服務(wù)端口號(hào)(缺省為3260)、Netmask以及Gateway等信息;圖2設(shè)備 發(fā)現(xiàn)客戶端設(shè)備發(fā)現(xiàn)采用IP層的3次有限廣播(IP目的地址為255. 255. 255. 255)實(shí)現(xiàn).具體工作流程是:①iSCSI Target開(kāi)機(jī)后啟動(dòng)端口號(hào)為999的守護(hù)進(jìn)程,準(zhǔn)備接收有限廣播包數(shù)據(jù).②Windows專(zhuān)用客戶端發(fā)第一次有限廣播包數(shù)據(jù).標(biāo)識(shí)圖4 iSCSI Target盤(pán)Initiator設(shè)置自己為Request;為保證有效性,可發(fā)多次.該過(guò)程用于我們②插人iSCSITarget模塊,查找并發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)當(dāng)中的iSC-所稱(chēng)的探測(cè)設(shè)備的目的.SI Target盤(pán)(共4塊);③iSCSITarget守護(hù)進(jìn)程判讀收到的Request數(shù)據(jù)包⑧對(duì)每塊iSCSI Target盤(pán)進(jìn)行iSCSI Initiator 設(shè)置,包后,將自己的缺省IP地址、Netmask以及Gateway等信息采括iSCSI Intiator的IP地址、用戶名、口令等信息設(shè)置,建立用有限廣播包發(fā)出,標(biāo)識(shí)成Response.多個(gè)iSCSI Initiator和單個(gè)iSCSI Target盤(pán)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系.④Windows專(zhuān)用客戶端判讀收到的Response數(shù)據(jù)包，單個(gè)iSCSI Target盤(pán)的Initiator 設(shè)置界面如圖4所示.根據(jù)缺省IP定位各個(gè)iSCSI Target(若存在多個(gè)isCSI Tar-4用戶身 份認(rèn)證get),依次發(fā)第3次有限廣播包,其中包括LAN中正確的IP地址.Netmask以及Gateway等信息,對(duì)iSCSI Target 進(jìn)行iSCSI協(xié)議的帶內(nèi)安全機(jī)制建議采用CHAP(Challenge我們所定義的IP設(shè)置.Handshake Authentication Protocol)和SRP (Secure Remote⑤iSCSITarget守護(hù)進(jìn)程判讀收到的標(biāo)識(shí)為ResponsePassword). 從現(xiàn)有的實(shí)現(xiàn)角度看,一般采用CHAP的居多，IP的數(shù)據(jù)包,無(wú)誤后將信息寫(xiě)人/etc/sysconfig/network-但多數(shù)并不具備單個(gè)iSCSITarget盤(pán)的身份認(rèn)證功能,而該scripts/ifcfg-ethX中,然后重新啟動(dòng).功能對(duì)中觀如圖5所示.由于iSCSI Target 中存在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(百兆口和千兆中國(guó)煤化工WTWH isCSt litor口),因此iSCSITarget守護(hù)進(jìn)程的端口綁定設(shè)置必須正確.驅(qū)動(dòng)|YHCN M H GcsI Target上輸出的各至此,設(shè)備發(fā)現(xiàn)過(guò)程結(jié)束,幾分鐘之內(nèi)即可完成全部工個(gè)iSCSITarget盤(pán)的名字列表(共4個(gè)，名字由我們指定,點(diǎn)作，擊Detect后出現(xiàn))，選中任一設(shè)備后，點(diǎn)擊連接按鈕584小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)2005年(Connect),彈出輸人用戶名及口令的對(duì)話框,對(duì)每個(gè)iSCSI6解決方案示例從應(yīng)用角度來(lái)看,由于iSCSI協(xié)議采用基于“塊”的實(shí)現(xiàn)方式,相對(duì)于NAS的“文件級(jí)”服務(wù)而言,利用iSCSI協(xié)議的21920725應(yīng)用除了能支持文件服務(wù)外,對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用、視頻流服務(wù)以及企業(yè)關(guān)鍵事物應(yīng)用等都可提供有力支持.圖6所示是采用Denct 」iSCSI協(xié)議做數(shù)據(jù)中心解決方案的- -種典型配置.End User口.Btoat Head IP TCP Data PRfP數(shù)據(jù)包IP NetworkWWw mail/DataBasg/Videol FTP圖5 iSCSI Target用戶認(rèn)證iSCSI InitiaBA屈A甲品少品曲AEtlenat Head P TOP HEcss Deta CRSCS]數(shù)據(jù)包Target盤(pán)實(shí)施身份認(rèn)證.該實(shí)現(xiàn)是基于CHAP的.--百兆連接出園千兆交換機(jī)5功能實(shí)現(xiàn)與性能測(cè)試一千兆連接iscsI Target采用UNH iSCSI Reference 0. 18 v10作為我們的實(shí)現(xiàn)藍(lán)本,擴(kuò)充了對(duì)單個(gè)iSCSITarget盤(pán)的CHAP認(rèn)證功能,重新圖6 iSCSI 應(yīng)用實(shí)例表1 iSCSI Target測(cè)試數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)中心的各個(gè)服務(wù)器端配置iSCSIInitiator功能，1/0數(shù)據(jù)塊并發(fā)數(shù)據(jù)CPU既可采用軟件驅(qū)動(dòng),也可配備硬件HBA(能減低CPU占用方式 大小1/O數(shù)|傳輸率|利用率率),通過(guò)普通千兆交換機(jī)與iSCSI Target連接,若沒(méi)有廣域100%64KB 16 |61MB/s| 18%網(wǎng)應(yīng)用(遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)復(fù)制等),數(shù)據(jù)中心的LAN環(huán)境對(duì)iSCSI可Windows順序?qū)懱峁┳銐虻男阅苤С?其它用戶(圖中的End User)采用各種客戶端「100%64KB16 60MB/s| 19%IP的應(yīng)用層協(xié)議或?qū)Ｓ每蛻舳塑浖L問(wèn)數(shù)據(jù)中心的各類(lèi)服順序讀I6 32 MB/s| 32%Linux順序?qū)?小結(jié)客戶端100%16 29 MB/s 33%順序讀正如任何一項(xiàng)新技術(shù)一樣,iSCSI真正成熟也許尚待時(shí)日,但它所帶來(lái)的諸多新義卻值得我們?nèi)ミM(jìn)一-步探究. 本文圍設(shè)計(jì)了1/0模塊,能形成支持IDE磁盤(pán)和SCSI磁盤(pán)的iSCSI.繞 iSCSI Target所做的工作有待完善和提高,iSCSI協(xié)議本Target ,還提供軟件iSCSI RAID10/5實(shí)現(xiàn).另外,為有效地處身所涉及的穩(wěn)定性問(wèn)題以及Session當(dāng)中多連接等問(wèn)題都需理小數(shù)據(jù)量的1/0命令,我們還關(guān)閉了TCP的Nagle Algo-要我們做更多深入思考. .rithm.References:采用Intel IOMeter作測(cè)試工具,分別利用Windows iSC-[1] Rowell Hernandez.et al. Using iSCSI Solutions' Planning andSIInitiator1.0和Linux下我們自行開(kāi)發(fā)的帶身份認(rèn)證功能Implementation.的WTWH iSCSI Initiator 0. 95做iSCSI Initiator ,連接本文[2] iSCSI protocol ratified by IETF [EB/OL]. htp:/www.w ietf.所設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的iSCSI Target做測(cè)試，兩者之間采用千兆交叉org/iternet-drafts/draft it-ips-iscsi-20. pdf線互連,網(wǎng)卡MTU不做Jumbo Frame設(shè)置.結(jié)果見(jiàn)表1.[3] UNH iSCSI 0. 18 v10 reference implementation [EB/OL].http://www. iol. unh. edu/consortiums /iscsi/downloads. html中國(guó)煤化工MYHCNMHG