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iSCSI原理及儲存虛
擬化的整合應用
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Coventive 銘威國際黃智宏
Agenda
什麼是 iSCSI ?
LVM
結合 iSCSI NAS DAS LVM 的完美架構
iSCSI 的應用
Coventive Storage Server 特點
DEMO
結語
Market Overview
什麼是
iSCSI ?
DAS、SAN、NAS
GbE NIC
Windows
Clients
NAS
Storage HBA
Storage (RAID)
(Target)
SAN
FC/
iSCSI
GbE
10/100/1000
Ethernet
Switch
FC/iSCSI
FC
FC Switch
Storage (TAPE)
FC/iSCSI
SCSI
Unix/Linux Clients
Windows/UNIX
Servers
From: IP Based SAN, 工研院
DAS
Network Storage
Storage
IP Network
FC Switch
Storage
Router
Server
Ethernet
Switch
NAS
iSCSI
Storage Farm
From: IP Based SAN, 工研院
Server
with iSCSI
Interface
Client
Major Differences
LVM名詞
DAS
Direct Access
Storage
NAS
Network Attached
Storage
SAN
使用者電腦連接到
Storage 的媒介
File/Block
Level
SCSI Cable
Block Level
網路線
File Level
Fibre Channel
Block Level
使用者電腦看到的可能現象
1.
2.
1.
2.
3.
Logical Volume
iSCSI
Internet SCSI
網路線
1.
Block Level 2.
一個本機硬碟
兩個本機硬碟
網路芳鄰的一個folder
一個連接磁碟機 Z:
UNIX電腦 nfs mount
的一個目錄
1.
2.
一個本機硬碟
兩個本機硬碟
一個本機硬碟
兩個本機硬碟,其中一個
為 D:, 一個割成 E: F:
iSCSI Initiator & Target
iSCSI Initiator
User space
iSCSI Target
User
Application
Transport Network
Kernel space
File System
Network
Stack
SCSI Driver
iSCSI
Target Driver
iSCSI
Initiator Driver
SCSI Driver
SCSI HBA Driver/
Network
Stack
RAID Controller
Disk
What SAN Provide?
Improve to application availability
Storage independent of application and accessible through
alternate data paths
High application performance
Storage processing off-loaded from server and moved onto a
separate network
Centralized and consolidated storage
Simpler management, scalability, flexibility, and availability
Data transfer and vaulting to remote sites
Remote copy of data enabled for disaster protection
Simplified centralized management
Single image of storage media simplifies management
From: SAN Introduction, IBM Redbooks
Why IP-Based Storage Networking
Ubiquitous nature of IP
access storage from LAN, MAN, WAN, Internet
economy of scale
Scalability
distance, node count, performance (GE/10GE), expertise
Single access technology
for enterprise networks and storage networks
servers already have IP/Ethernet
Manageable, secure and interoperable
SNMP, MIBs, DNS, LDAP
IPSEC, VLANs, Firewalls
R&D investment in Ethernet/IP
Use existing GigE Infrastructure
From: IP Based SAN, 工研院
Market
Overview
LVM
(Logical Volume Management)
LVM:儲存系統核心技術(儲存的虛擬化)
提供整合儲存系統中磁碟空間
不受限於儲存系統的格式，也提高了其應用範圍。
此邏輯磁碟如同一般的磁碟機，因此可以執行許多應
用於磁碟機上的程式，包括fdisk、format等等，也正因
如此其可以設定成許多不同的資料儲存格式或檔案系統，
如NTFS、FAT16/32、EXT2等等
提供使用者可以隨時依其需求，動態調整邏輯磁碟的
容量，以提高儲存系統的利用率。
當儲存系統的磁碟空間不敷使用時，使用者也可以線
上增加實體磁碟機，以擴充儲存系統的實際容量。
儲存設備的虛擬化
提供高彈性及高利用率的儲存功能
LVM Functional Architecture
LV LV LV LV
Logical Volume Manager (LVM)
PV PV PV
VG
SATA/
IDE
Disk
Drivers
SAS/
SCSI
Disk
Drivers
FC
Storage
Drivers
System Level
Physical Device
LVM 原理
•VGDA儲存的資訊包含：
•這個PV所屬的VG為何。
•這個PV於VG中的序號為何。
•這個PV的PE單位大小為何。
•這個PV的PE分配給哪些LV。
LVM 名詞整理
LVM名詞
英文名詞
表現出來的可能
實際設備
中文名詞
1.
PV
Physical Volume
Physical Disk 實體磁碟
2.
3.
1.
VG
Volume Group
Storage
儲存櫃
2.
1.
LV
Logical Volume
Logical Disk
邏輯磁碟 2.
3.
一個外接 Disk
Array
一顆外接 HD
一個內建 RAID
一個內建的
RAID
兩個內建 RAID
合成
iSCSI Target 邏
輯磁碟
本機硬碟 E:
一個 Folder
Market
Overview
結合 iSCSI
NAS
DAS LVM 的
完美架構
Storage Component
RAID Controller
LVM
iSCSI Target
NAS
Integration
Example of Coventive Storage Component
Physical
HD
VV11
iSCSI Initiator
Partition
With ext3
Physical
HD
VV12
Ext3
File system
File System or
Virtual Volume
LV12
resizable
NAS
iSCSI Target
LV11
resizable
LV1x
VG1
LVm1
LVm2
VG2
LVmz
VGm
Logical
Volume
Volume
Group
resizable
resizable
Storage
Server
Layer below is hidden from layer above
HD1
HD2
RAID
Controller
HDn
Physical
Volume
extendable
Market
Overview
iSCSI的應用
使用 iSCSI 的基本觀念
多台電腦不得同時存取同一個 iSCSI 磁碟
否則可能會造成該磁碟損毀。
iSCSI 基本應用
E:\(iSCSI1)
Windows XP
Microsoft iSCSI Initiator
/dev/sdb (iSCSI2)
Linux
GbE LAN
TCP/IP網路
E:\(iSCSI1)
/dev/sdb (iSCSI2)
iSCSI Client
Windows + MS iSCSI
Initiator
Linux + iSCSI Initiator程式
iSCSI Target
切割不同的邏輯硬碟分別
提供給對應的 Initiator 端
一對一使用
iSCSI Target + NAS基本應用
網路芳鄰目錄
/NAS Share
網路芳鄰目錄
/NAS Share
E:\(iSCSI1)
Windows XP
Microsoft iSCSI Initiator
/dev/sdb (iSCSI2)
Linux
GbE LAN
TCP/IP網路
/NAS Share
/dev/sdb (iSCSI2)
E:\(iSCSI1)
iSCSI Client
同前頁
NAS Client
Windows 以網芳連結
NAS 上的 share folder
Linux/UNIX 以 cifs 協定
mount NAS 上的 share
folder
Storage
切割不同的邏輯硬碟分
別提供給對應的
Initiator 端一對一使用
切割邏輯硬碟後建立目
錄檔案共享分享給網路
芳鄰
iSCSI Target + NAS基本應用
F:\
F:\
Windows Server
動態磁碟鏡射
Windows Server
動態磁碟鏡射
GbE LAN
TCP/IP網路
F:\
F:\
iSCSI Client
同前頁
NAS Client
Windows 以網芳連結
NAS 上的 share folder
Linux/UNIX 以 cifs 協定
mount NAS 上的 share
folder
Storage
切割不同的邏輯硬碟分
別提供給對應的
Initiator 端一對一使用
切割邏輯硬碟後建立目
錄檔案共享分享給網路
芳鄰
iSCSI Target 基本應用
F:\
本機硬碟
動態磁碟鏡射
F:\
iSCSI磁碟
動態磁碟鏡射
GbE LAN
TCP/IP網路
F:\
iSCSI Client
同前頁
Storage
切割邏輯硬碟提供給對
應的 Initiator使用
將 iSCSI Target 遠端硬碟
作為本機實體硬碟的 Mirror
Market
Overview
Coventive
Storage
Server特點
Specific Features
iSCSI Target
LVM
iSCSI Target & NAS
Integration
Both Block Level &
File Level Sharing
Embeded Linux
(using DOM)
Hardware RAID
(3ware RAID Controller)
Hotswap / Hotspare
High Performance
Replication
NAS Central
Monitoring System
Mass Amount
Creating
Java-based Web UI
SAOS
Web HD
Over 2T Support
High Performance
Under the same hardware and the same testing environment,
running in Coventive NAS software is nearly 3 times faster than in
Synology NAS software.
(Netbench 7.01)
NAS 500 1.2.2
Synology v1.1.4
60
Throughput
50
40
30
20
10
0
5
10
15
20
25
30
35
Engines
40
45
50
55
High Performance
Model
NAS 7500
SATA
SPEC
CIFS
1 Client NAS
CIFS
1 Client  NAS
M/B:Supermicro
P4SCI, RAM 512M,
NAS OS 2.3.2
289M
325M
bit/sec
bit/sec
Note: This is NOT the maximum performance.
In multi-clients environment, the performance will over these.
Testing Environment:
Testing method: Copy 2G file from 1 Windows Client to NAS and
vice versa.
Client computer: M/B:Tyan 5350, CPU: Xeon 3.0 *1, RAM 2GB
Replication
SITE A
Internet
Data
Encryption
Data Replication
Data sync between
Two NAS machines
in different locations
SITE B
NAS Central Monitoring System
Java-based web UI
SAOS
Command Line Interface
Web HD
Over 2T Support
The file systems, LVM and RAID
controller provide over 2 tera bytes
support.
A single RAID volume size can over 2
tera bytes.
A single logical disk size can over 2 tera
bytes.
A single file size can over 2 tera bytes.
Market
Overview
DEMO
Market
Overview
結語
結語
儲存虛擬化是未來的趨勢.
iSCSI 已經標準化, 也得到微軟的支持,是
Block Level 的經濟化解決方案.
整合 iSCSI NAS LVM 的 Appliance 產品為
技術創新的一大突破.
Coventive 為國內 Storage Server 廠商,具
備自主研發能量的技術領先者.
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