基于Starwind的iSCSI存儲實現

任毅

【摘 要】近年來，服務器及存儲技術得到了迅猛發展，特別是iSCSI[1]的應用越來越廣泛，數據庫系統如SQL Server群集[2]、Oracle RAC[3][4]等的實現，都依賴于存儲設備，但存儲設備價格往往比較昂貴，不利于在教學環境或科研環境中去購買。Starwind軟件可在主機上模擬出iSCSI存儲設備，通過IP網絡即可訪問該iSCSI存儲，提供與真實環境相似的服務，而且配置相對簡單，對于教學和實驗環境，可大大縮短架設周期和費用。

【關鍵詞】ISCSI；存儲；模擬；IP SAN

0 引言

當今的許多應用都離不開數據庫系統的支持，一般來說數據庫文件是存放在存儲設備中，以實現多機同時訪問，還能利用存儲設備的特性提供高可用和高可靠性的訪問服務。但在教學環境和實驗環境中，購買一套存儲設備是不實現的，這是因為存儲設備價格往往較高，迫切需要能夠通過軟件模擬來實現，通過軟件模擬，目前只能實現基于IP的存儲，即IP SAN[5]。

1 iSCSI和Starwind簡介

iSCSI是一種基于 TCP/IP的協議，用來建立和管理 IP 存儲設備、主機和客戶機等之間的相互連接，并創建存儲區域網絡（SAN），SAN 使得 SCSI 協議應用于高速數據傳輸網絡成為可能，這種傳輸以數據塊級別（block-level）在多個數據存儲網絡間進行。

iSCSI的工作過程[6]：當iSCSI主機應用程序發出數據讀寫請求后，操作系統會生成一個相應的SCSI命令，該SCSI命令在iSCSI initiator層被封裝成ISCSI消息包并通過TCP/IP傳送到設備側，設備側的iSCSI target層會解開iSCSI消息包，得到SCSI命令的內容，然后傳送給SCSI設備執行；設備執行SCSI命令后的響應，在經過設備側iSCSI target層時被封裝成ISCSI響應PDU，通過TCP/IP網絡傳送給主機的ISCSI initiator層，iSCSI initiator會從ISCSI響應PDU里解析出SCSI響應并傳送給操作系統，操作系統再響應給應用程序。

近年來，iSCSI存儲技術得到了快速發展，iSCSI技術優點和成本優勢的主要體現包括以下幾個方面：

硬件成本低：iSCSI還可以在現有的網絡上直接安裝，并不需要更改企業的網絡體系，這樣可以最大程度地節約投入。

操作簡單，維護方便：對iSCSI存儲網絡的管理，實際上就是對以太網設備的管理，只需花費少量的資金去培訓iSCSI存儲網絡管理員。

擴充性強：對于已經構建的iSCSI存儲網絡來說，增加iSCSI存儲設備和服務器都將變得簡單且無需改變網絡的體系結構。

突破距離限制：iSCSI存儲網絡使用的是以太網，因而在服務器和存儲設備的空間布局上的限制就會少了很多，甚至可以跨越地區和國家。

StarWind軟件能夠在網絡上虛擬出iSCSI硬盤空間，使用跨平臺的iSCSI協議虛擬存儲，服務器可通過TCP/IP協議訪問該存儲空間，這種訪問既可以是本地訪問，也可以是遠程訪問，StarWind緊密結合了Microsoft Windows NTFS壓縮和加密能力，存儲在NTFS格式化分區的StarWind SAN映像文件可被加密和壓縮。

2 使用Starwind模擬iSCSI設備

Starwind需要在主機上運行，并在該主機上模擬出iSCSI存儲設備，遠程服務器通過TCP/IP協議訪問該存儲空間，本文將在一臺服務器上模擬出iSCSI硬盤空間，提供給Server1和Server2通過TCP/IP協議訪問。

實現過程如下：

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

（2）啟動Server1（該機操作系統為Windows Server 2008 R2），配置IP為192.168.2.1/24，并與Server0連接到同一子網，啟動其“iSCSI發起程序”，在目標選項卡中輸入iSCSI存儲IP地址192.168.2.10，點擊“快速連接”，即可發現并連接上iSCSI存儲。

在Server0的Starwind管理界面“iSCSI Sessions”頁，可以看到Server1已經連接到此iSCSI存儲，然后打開“磁盤管理”程序，將發現的iSCSI磁盤聯機并初始化，創建簡單卷，不分配盤符，不格式化。

（3）在Server2上執行與Server1中同樣的操作，發現并連接iSCSI存儲，聯機并初始化，就可使用此存儲空間了。

通過上面的操作過程可以看到，服務器Server1和Server2能夠同時連接由Server0虛擬出來的iSCSI存儲空間，然后可在Server1和Server2上安裝數據庫系統如SQL Server和Oracle RAC（Real Application Clusters），將把數據庫文件存放在iSCSI磁盤上，可實現高可用性和負責平衡。

3 總結

通過Starwind軟件，可模擬出iSCSI存儲，服務器通過IP網絡使用TCP/IP協議可訪問該存儲空間，這種對于存儲的訪問方式，由于基本TCP/IP協議，不僅可以實現同一子網訪問，還可以實現遠程子網訪問，即服務器遠程訪問存儲，對于搭建 SQL Server數據庫群集和Oracle RAC負載平衡群集進行教學和實訓來說，不僅可以快速方便部署，節約了時間，還不用購買真實的存儲設備，節約了硬件成本。

【參考文獻】

[1]白勇，朱清新.基于iSCSI的IP SAN網絡存儲技術及其安全性研究[J].計算機研究與發展.2009，46（2）：12-17.

[2]柴大鵬，段運捷.對于Microsoft SQL Server 2005中高可用性功能的研究[J].電力學報.2009，24（5）：437-440.

[3]呂元海，孫江輝，馬龍. 基于Oracle RAC的校園網數據庫集群系統設計與實現[J].現代電子技術.2016，39（4）：72-75.

[4]胡昌文，李彥，賀文愛，農冬冬，謝衛民.基于Oracle數據庫的RAC集群技術在高校圖書館關鍵業務中的應用研究[J].圖書館理論與實踐.2016，（6）：102-104.

[5]田銀磊，張麗.FC SAN+IP SAN綜合網絡存儲架構在數字化校園建設中的應用[J].科學技術與工程.2010，10（20）：5095-5098.

[6]譚懷亮，朱存望，張鎮平.iSCSI網絡計算模式下的可靠多播策略[J].計算機研究與發展.2011，48（z1）：216-218.

[責任編輯：張濤]endprint