iSCSI là gì?
iSCSI là viết tắt của “Internet Small Computer System Interface” – Là giao thức tầng vận chuyển hoạt động trên giao thức TCP/IP. Giao thức này hỗ trợ truy cập máy chủ lưu trữ bằng cách thực hiện các lệnh SCSI qua mạng IP, theo tiêu chuẩn được xác định bởi RFC 3720.
SCSI là tập hợp các lệnh block-based kết nối thiết bị máy tính với bộ lưu trữ mạng. iSCSI sử dụng initiator để gửi lệnh SCSI đến các thiết bị lưu trữ mục tiêu trên máy chủ từ xa, có thể là SAN, NAS, hoặc bất kỳ thiết bị lưu trữ nào khác. Giao thức iSCSI giúp quản trị viên tận dụng bộ nhớ dùng chung, cho phép lưu trữ và ảo hóa bộ nhớ từ xa cho các ứng dụng yêu cầu bộ nhớ được kết nối mạng.
Các thành phần trong iSCSI
iSCSI Initiator
iSCSI Initiator là một phần mềm hoặc phần cứng cài đặt trên máy chủ để gửi và nhận dữ liệu từ iSCSI-based Storage hoặc iSCSI Target. Phần mềm Initiator sử dụng thành phần Ethernet như NIC để tạo Storage, nhưng nó có thể làm giảm hiệu suất CPU máy chủ khi xử lý khối lượng công việc lớn.
iSCSI Host Bus Adapter (HBA) tương tự như Fibre Channel HBA, giúp giảm tải CPU máy chủ, cải thiện hiệu suất hệ thống và Storage mạng. Tuy nhiên, HBA iSCSI thường đắt hơn nếu so sánh với Ethernet NIC tiêu chuẩn. Để tiết kiệm chi phí, nhà phát triển có thể sử dụng công cụ như iSOE để giảm tải quy trình phức tạp và cải thiện hiệu suất máy chủ.
iSCSI Target
Trong cấu hình iSCSI, Storage hệ thống được gọi là Target. Target là máy chủ lưu trữ Storage Resources, cho phép truy cập vào bộ Storage qua HBA, NIC và iSOE.
Cách thức hoạt động của iSCSI
Dữ liệu block-level được chuyển từ iSCSI Initiator đến Storage Target. Giao thức này đóng gói lệnh SCSI và dữ liệu cho lớp TCP/IP và gửi chúng qua kết nối Point-to-Point. Khi đến đích, iSCSI tách và phân chia các gói, giúp hệ điều hành nhận biết bộ nhớ như một thiết bị SCSI cục bộ.
iSCSI ngày nay rất phổ biến trong doanh nghiệp vừa và nhỏ, đặc biệt là trong môi trường ảo hóa. Server Virtualization sử dụng Storage Pool, cho phép tất cả các máy chủ trong Cluster truy cập Storage Pool và giao tiếp với nó qua mạng iSCSI. Ngoài ra, một số thiết bị iSCSI cung cấp giao tiếp này cho máy chủ và máy khách tương tác với hệ thống lưu trữ.
Lợi ích và hạn chế của iSCSI
Lợi ích
- iSCSI, xây dựng trên Ethernet tiêu chuẩn, không đòi hỏi các Switch và Card đắt tiền như mạng Fibre Channel, giúp triển khai và quản lý dễ dàng hơn, đồng thời giảm chi phí.
- Mặc dù iSCSI HBA và iSOE ngày nay thay thế cho Ethernet NIC tiêu chuẩn, thành phần của iSCSI Storage vẫn tiết kiệm hơn so với FC Storage.
- FC SAN (Fibre Channel Storage-Area Network) có bảo mật gói dữ liệu và hỗ trợ băng thông lớn, nhưng chi phí và yêu cầu kỹ năng triển khai cao. Trong khi đó, iSCSI SAN có thể triển khai trên mạng Ethernet thông thường, giúp tổ chức quản lý cả LAN và SAN một cách hiệu quả.
Hạn chế:
- iSCSI Storage đã có nhược điểm về hiệu suất trong môi trường FC Storage từ khi mới triển khai, nhưng sự xuất hiện của iSCSI 10GbE và các công nghệ như Multipathing và trung tâm dữ liệu đã giúp cải thiện hiệu suất một cách đáng kể.
- Hiện tại, hiệu suất của iSCSI Storage đã được cải thiện và đánh giá cao khi so sánh với hệ thống FC có cấu hình tương tự. Sự ra mắt của kết nối 100GbE cho iSCSI cũng hứa hẹn một bước tiến mới, có thể vượt qua hệ thống FC chạy ở tốc độ 32 GBps và 64 GBps.
Vì sao iSCSI thành công trên thị trường?
iSCSI SAN đã trải qua quá trình cải thiện hiệu suất và tương thích với các mạng Storage khác, trở thành lựa chọn thay thế cho Fibre Channel. Các nhà cung cấp như EqualLogic Corp. và LeftHand Networks Inc. đã thành công với triển khai iSCSI, được mua lại bởi Dell Inc. và Hewlett-Packard Co. Nó được xem là giải pháp chi phí thấp và có khả năng khắc phục sự cố của hệ thống và ứng dụng Storage thứ cấp.
Mặc dù Fibre Channel vẫn phổ biến, nhiều nhà cung cấp Storage lớn đang sử dụng iSCSI SAN riêng hoặc hỗ trợ cả FC và iSCSI. Các hệ thống hỗ trợ cả hai giao thức được gọi là Unified hoặc Multiprotocol Storage, có khả năng hỗ trợ File Storage.
So sánh iSCSI và Fibre Channel
iSCSI và Fibre Channel (FC) là hai phương pháp chính để truyền dữ liệu đến bộ lưu trữ từ xa. FC có hiệu năng cao nhưng đắt tiền và yêu cầu kỹ năng quản trị chuyên biệt, trong khi iSCSI chi phí thấp và dễ quản lý, nhưng có độ trễ cao hơn.
Có các giao thức khác kết hợp cả hai loại, như Fibre Channel over IP (FCIP) cho đồng bộ dữ liệu SAN-to-SAN và Fibre Channel over Ethernet (FCoE) cho vận chuyển gói dữ liệu FC qua mạng Ethernet. Tuy nhiên phải để ý khi nào nên triển khai iSCSI qua FC:
- Khi nhu cầu giảm chi phí là quan trọng, iSCSI là lựa chọn tiết kiệm so với FC, không yêu cầu phần cứng hoặc cáp đắt tiền khi kết nối máy chủ ứng dụng với bộ nhớ chia sẻ.
- Khi bạn muốn kết nối nhiều máy chủ với một storage target, iSCSI thường hỗ trợ nhiều máy chủ hơn so với FC, với tỷ lệ over-subscription cao hơn.
- Khi kỹ năng triển khai và quản lý là mối quan tâm, iSCSI trở nên lựa chọn hợp lý hơn vì nó chạy trên mạng Ethernet hiện có và không đòi hỏi kỹ năng chuyên biệt nhiều như FC SAN.
So sánh iSCSI và Storage Target
Các mục tiêu phổ biến bao gồm SAN, NAS, tape, và LUN.
- SAN (Storage Area Network) là kho lưu trữ ảo được chia sẻ cho nhiều máy chủ, với việc sử dụng iSCSI để vận chuyển dữ liệu block-based đến SAN qua mạng Ethernet.
- NAS (Network Attached Storage) hỗ trợ các iSCSI target, trong đó Hệ điều hành (HĐH) đóng vai trò là initiator, và iSCSI được chia sẻ trên NAS hiển thị dưới dạng ổ đĩa cục bộ trong môi trường Windows, chẳng hạn.
- Tape: Nhiều hãng cung cấp tape hỗ trợ iSCSI trên ổ tape của họ, cho phép các iSCSI initiator sử dụng ổ tape làm storage target.
- LUN (Logical Unit Number): Một số xác định duy nhất một tập các thiết bị lưu trữ, có thể là vật lý hoặc được ảo hóa. Initiator iSCSI ánh xạ tới các LUN iSCSI cụ thể để sử dụng chúng làm target. Khi nhận được gói mạng SCSI, target phục vụ các LUN của mình dưới dạng lưu trữ có sẵn.
Bảo mật iSCSI
Để ngăn chặn rò rỉ dữ liệu từ lỗ hổng bảo mật của iSCSI SAN, quản trị viên Storage có thể áp dụng ACL để giới hạn quyền truy cập và sử dụng các biện pháp bảo mật như giao thức CHAP và mã hóa dữ liệu. Sử dụng mạng Ethernet Outward Facing cho iSCSI Storage có thể tạo rủi ro nhiễm virus và phần mềm độc hại, nên cần cách ly mạng hỗ trợ iSCSI khỏi truy cập bên ngoài.
Kết luận
Hy vọng bài viết trên của LANIT đã giúp bạn hiểu được iSCSI là gì? Nếu có bất kỳ thắc mắc thì hãy để lại bình luận hoặc truy cập vào lanit.com.vn để đọc thêm các bài viết thú vị về công nghệ nhé!
