iscsi協(xié)議及實現(xiàn).ppt.ppt

1、iSCSI協(xié)議及實現(xiàn),iSCSI協(xié)議簡介,涉及到的SCSI的概念,啟動設備和目標設備 啟動設備(initiator)：發(fā)起I/O請求的設備 目標設備(target):響應請求執(zhí)行實際I/O操作的設備 在啟動設備和目標設備建立連接后，目標設備在操作中作為主設備控制整個工作過程 一般情況下主機適配器HBA作為啟動設備，磁盤/磁帶作為目標設備,涉及到的SCSI的概念,CDB：命令描述塊。SCSI的命令及參數(shù)是填充在一定長度的數(shù)據(jù)塊內(nèi)傳輸?shù)?SCSI read(6) CDB,典型的SCSI系統(tǒng),SCSI的缺點,SCSI是點對點的、直接相連的計算機到存儲器的設備接口，不適用于主機到存儲器的存儲網(wǎng)絡通訊

2、SCSI總線的長度被限制在25米以內(nèi)，對于Ultra SCSI長度限制為12米，不適于構(gòu)造各種網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu) SCSI總線上設備數(shù)限制為15，不適用于多服務器對多存儲設備的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu),SCSI傳輸協(xié)議,iSCSI的概念,iSCSI是關(guān)于SCSI的命令 、數(shù)據(jù)和狀態(tài)到TCP/IP 網(wǎng)絡的映射的 協(xié)議 對TCP層的改造和增加較 低功能層(對TCP層透明) 是為了適應大批量存儲數(shù) 據(jù)傳輸?shù)男枰?iSCSI協(xié)議現(xiàn)狀,IETF正在制定iSCSI協(xié)議標準，最新草案是draft-ietf-ips-iSCSI-06 IETF:/ IPS工作組：http:/www.ece.cmu

3、.edu/ips/,iSCSI產(chǎn)品,Cisco SN 5420 Storage Router IBM TotalStorage IP Storage 200i,用Cisco SN 5420構(gòu)造的存儲系統(tǒng),iSCSI協(xié)議結(jié)構(gòu),1.概述 2.協(xié)議數(shù)據(jù)單元格式 3.用于iSCSI協(xié)議的SCSI模式參數(shù) 4.登錄相 5.登錄相之外的工作參數(shù)協(xié)商 6.錯誤處理和恢復,iSCSI的命名和編址,iSCSI使用類似URL的iSCSI名字來唯一鑒別啟動設備和目標設備。 地址會隨著啟動設備和目標設備的移動而改變，但名字始終是不變的,iSCSI的命名和編址,一個iSCSI名字由三部分組成：類型定義符、名字認證機構(gòu)、

4、由該認證機構(gòu)分配的名字 .acme.sn.8675309 iSCSI地址格式 :/,iSCSI的發(fā)現(xiàn)機制,啟動設備可以通過下列方法發(fā)現(xiàn)目標設備： 在啟動設備上設置目標設備的地址 在啟動設備上設置默認目標設備地址，啟動設備可通過“SendTargets”命令從默認目標設備上獲取iSCSI名字列表 發(fā)出服務定位協(xié)議（SLP）廣播請求，等待目標設備回應 查詢存儲設備名字服務器獲取可訪問的目標設備列表,iSCSI會話（session）,啟動設備和目標設備之間的TCP連接構(gòu)成一次會話 一個會話包含一個或多個TCP連接 會話由會話號區(qū)分，會話號包括啟動設備部分和目標設備部分 會話中包含的TCP連接可以增加

5、也可以刪除，這些連接由連接號（CID）區(qū)分,命令編號,從啟動設備到目標設備SCSI層的命令由iSCSI編號，該號碼由iSCSI協(xié)議數(shù)據(jù)單元中的命令序列號（CmdSN）攜帶 目標設備的iSCSI層必須按命令序列號的順序把命令傳遞給SCSI層 目標設備的SCSI層接收到命令后該命令序列號即失效。命令序列號也能被用來進行命令的流量控制,iSCSI登錄和協(xié)商,iSCSI登錄是用來在啟動設備和目標設備之間建立TCP連接的機制 登錄的作用包括鑒別通訊雙方、協(xié)商會話參數(shù)、打開相關(guān)安全協(xié)議并且給屬于該會話的連接作標記 登錄過程完成后，iSCSI會話進入全功能相（full feature phase），這時啟動

6、設備就能通過iSCSI協(xié)議訪問目標設備里的各邏輯單元了,響應/狀態(tài)編號,從目標設備到啟動設備的響應由iSCSI編號，在iSCSI協(xié)議數(shù)據(jù)單元中用狀態(tài)序列號（StatSN）表示 啟動設備提供期望狀態(tài)序列號ExpStatSN來確認狀態(tài) 如果狀態(tài)序列號和期望狀態(tài)序列號不同則意味著連接出現(xiàn)了錯誤,協(xié)議數(shù)據(jù)單元格式,iSCSI啟動設備命令基本首部（BHS）,iSCSI協(xié)議的實現(xiàn),iSCSI代碼來源,iscsi-Apr6.tgz: Intel () kernel_emulator_10.tgz: IOL(InterOperability Lab) of UNH(University of New Hamp

7、shire) () Iscsi-0.1.tar.gz: iSCSI research team of UML(University of Massachusetts Lowell) (/mbrown/iscsi),程序的運行,啟動設備端： insmod scsi_target.o insmod iscsi_target.o 客戶端： insmod iscsi.o insmod iscsi_client.o fdisk /dev/sda mke2fs /dev/sda1 mount t ext2 /dev/sda1

8、 /mnt/iscsi raiddev /dev/md0(多個目標設備),程序的結(jié)構(gòu)(目標設備),1.STML(SCSI Target mid-level) 處理SCSI命令 2.FETD(front-end Target driver) 將STML發(fā)來的命令數(shù)據(jù)封裝成底層通訊協(xié)議數(shù)據(jù)包的格式發(fā)送到網(wǎng)絡上或者將從網(wǎng)絡接受到的數(shù)據(jù)包解包傳遞給STML,將STML和FETD分開的原因,增強程序的可重用性 STML是通用的 FETD是和底層采用的通訊協(xié)議(TCP/IP、Fibre channel)相關(guān)的,程序功能模塊圖,STML提供給FETD的API,register_target_template

9、() deregister_target_template() register_target_front_end() deregister_target_front_end() rx_cmnd() scsi_rx_data() scsi_target_done() scsi_release() rx_task_mgmt_fn(),FETD提供給STML的API,detect() release() xmit_response() rdy_to_xfer() task_mgmt_fn_done() report_aen(),重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),struct Target_Emulator stru

10、ct Scsi_Target_Template struct Scsi_Target_Device struct Target_Scsi_Cmnd struct scsi_request struct Target_Scsi_Message struct scsi_cmnd struct sg_io_hdr_t,STML的初始化,初始化一個struct Target_Emulator類型的全局變量 創(chuàng)建線程scsi_target_process_thread處理大多數(shù)的STML的工作 進入等待,FETD的初始化,向STML注冊，STML將其加入設備隊列 創(chuàng)建線程iscsi_server_thr

11、ead監(jiān)聽端口4002 進入等待,FETD向STML的注冊過程,FETD向STML的注冊過程,FETD向STML注銷過程,FETD對請求的響應,當在4002端口監(jiān)聽的線程接收請求后 創(chuàng)建線程iscsi_rx_thread接收SCSI命令 創(chuàng)建線程iscsi_tx_thread傳送應答和狀態(tài) FETD創(chuàng)建一個Target_Scsi_Cmnd類型的數(shù)據(jù)接收SCSI命令，將其加入命令隊列，喚醒STML的線程STT處理收到的SCSI命令,STML對FETD的響應,調(diào)用handle_cmd處理命令隊列 調(diào)用hand_to_front_end返回處理結(jié)果 處理結(jié)果加入FETD的發(fā)送隊列xmit_queue等待發(fā)送 在結(jié)果發(fā)送完成后調(diào)用scsi_target_dones釋放資源,讀類型命令的處理,iSCSI 的應用,采用iSCSI的設備的特點,采用了iSCSI協(xié)議的硬件設備是NAS和SAN的