Ukládání dat - iSCSI

Sítě SAN - technologie iSCSI

Tento článek je třetím v naší sérii o přímém ukládání dat a sítích SAN.

Technologie iSCSI

Koncept iSCSI je jednoduchý a přitom výkonný. Vychází ze dvou rozšířených a tedy dobře známých technologií, a to je SCSI rozhraní pro připojování disků v serverech, a technologie protokolu TCP/IP, který dnes pohání naprostou většinu počítačových sítí.

Z rozhraní SCSI si bere pouze protokol, kterým spolu zařízení komunikují a zcela opouští jeho fyzickou vrstvu (kabely, konektory, elektrickou specifikaci atd.). Pro přenos paketů SCSI se použije jejich zapouzdření do protokolu TCP/IP. Protože obě normy jsou již dlouhou dobu rozšířené a tudíž jejich implementace je kvalitní a stabilní, není práce na iSCSI zahájena “od nuly” a ani není nijak zvlášť obtížná. V kombinaci s gigabitovým Ethernetem, který je již dnes velmi levným a rozšířeným médiem, a jak Ethernet, tak TCP/IP jsou právcům sítí velmi dobře známy a tudíž se nemusí učit novou složitou technologii od úplného základu. Veškeré switche, adaptéry a ostatní hardware jsou nepoměrně levnější než u technologie Fibre Channel a tato kombinace výhod umožňuje zavést technologii SAN i tam, kam by se Fibre Channel nikdy nedostal.

Náš konceptový obrázek je na první pohled stejný jako analogický obrázek u FC-SAN, dolní část - vlastní síť SAN - však nahrazuje FC adaptéry a FC switch jejich podstatně levnějšími gigabit-ethernetovými protějšky. Na tomto místě je vhodné zdůraznit, že i přes použití běžných komponent je vhodné oddělit provoz sítě LAN a SAN (i když pro experimenty jedna síť samozřejmě použitelná je).

Terminologie

Norma iSCSI používá vlastní terminologii: Pokud u SCSI hovoříme o adaptéru a disku, adaptér nám nahradí komponenta, která se jmenuje Initiator, a cílové zařízení (např. disk/diskové pole, případně pásková jednotka), se nazývá Target.

Dostupnost

Rozhraní iSCSI je běžně dostupné na většině běžných platforem, na trhu navíc existuje nepřeberné množsví firem, prodávající iSCSI komponenty nebo software.

Na platformě MS Windows je softwarový Initiator volně (zdarma) ke stažení u Microsoftu pro Windows XP/2003 Server (i ve verzi x64), Windows Vista a Server 2008 jej již obsahují standardně.

Virtualizační platforma VMWARE podporuje iSCSI (ak softwarové, tak hardwarové initiatory) a je možno na sdílené partition používat soouborový systém VMFS3 a tedy technologii Vmotion.

Novell implementoval iSCSI ve verzi Netware 6.5, a to jak initiator, tak target. Initiator je navíc zdarma ke stažení pro verze počínaje 5.1.

Lze tak snadno předvést notebook s terabytovým diskem - disk připojený přes iSCSI se chová úplně stejně, jako disk připojený na lokální řadič, je vidět ve Správci disků atd.

Pod kapotou jednoduchého a dobře kompatibilního rozhraní je pak možno implementovat další doplňkové funkce, například “snapshot”, čili “vyfotografování” obsahu diskového pole v daném okamžiku času (vzhledem k tomu, že neprobíhá kompletní fyzická kopie všech dat, je to záležitost sekundy), namontování takto vytvořeného snímku jako svazek pouze pro čtení a jeho odzálohování na pásku - což může trvat mnoho hodin. Tady je protor pro přidanou hodnotu jednotlivých výrobců, kterým mohou svou nabídku odlišit. Je třeba zdůraznit, že toto je naprosto nezávislé na operačním systému initiatoru - iSCSI target se chová jako blokové zařízení (podobně jako disk), a je na operačním systému klienta (initiatoru), jestli si na takto přiděleném disku vytvoří FAT, NTFS nebo Netware či EXT2 souborový systém.

Rozšíření kapacity existujících serverů

Představte si, že máte server řekněme pro 50 uživatelů, a jeho diskový prostor praská ve švech. Všechny diskové pozice jsou plné. Koupit nový server? Kromě ceny hardware si připravte nezanedbatelný peníz za licenci operačního systému pro 50 uživatelů. Vzhledem k bezproblémové dostupnosti iSCSI initiatoru pro hlavní platformy se nabízí snadné řešení - připojení diskového subsystému a rozšíření diskové kapacity hlavního serveru.

Sdílené úložiště

Další výhodným způsobem použití je sdílené úložiště, tj. více serverů vidí ten samý logický svazek. Využití je možné například pro clustering, v poslední době technologii iSCSI podporuje i populární virtualizační platforma VMWARE, kde na sdíleném úložišti máme uložené obrazy virtuálních počítačů a pomocí technologie VMOTION je pak možno běřící virtuální stroj přesouvat mezi jednotlivými hostitelskými servery.