基于Starwind的iSCSI存储实现

任毅

【摘 要】近年来，服务器及存储技术得到了迅猛发展，特别是iSCSI[1]的应用越来越广泛，数据库系统如SQL Server群集[2]、Oracle RAC[3][4]等的实现，都依赖于存储设备，但存储设备价格往往比较昂贵，不利于在教学环境或科研环境中去购买。Starwind软件可在主机上模拟出iSCSI存储设备，通过IP网络即可访问该iSCSI存储，提供与真实环境相似的服务，而且配置相对简单，对于教学和实验环境，可大大缩短架设周期和费用。

【关键词】ISCSI；存储；模拟；IP SAN

0 引言

当今的许多应用都离不开数据库系统的支持，一般来说数据库文件是存放在存储设备中，以实现多机同时访问，还能利用存储设备的特性提供高可用和高可靠性的访问服务。但在教学环境和实验环境中，购买一套存储设备是不实现的，这是因为存储设备价格往往较高，迫切需要能够通过软件模拟来实现，通过软件模拟，目前只能实现基于IP的存储，即IP SAN[5]。

1 iSCSI和Starwind简介

iSCSI是一种基于 TCP/IP的协议，用来建立和管理 IP 存储设备、主机和客户机等之间的相互连接，并创建存储区域网络（SAN），SAN 使得 SCSI 协议应用于高速数据传输网络成为可能，这种传输以数据块级别（block-level）在多个数据存储网络间进行。

iSCSI的工作过程[6]：当iSCSI主机应用程序发出数据读写请求后，操作系统会生成一个相应的SCSI命令，该SCSI命令在iSCSI initiator层被封装成ISCSI消息包并通过TCP/IP传送到设备侧，设备侧的iSCSI target层会解开iSCSI消息包，得到SCSI命令的内容，然后传送给SCSI设备执行；设备执行SCSI命令后的响应，在经过设备侧iSCSI target层时被封装成ISCSI响应PDU，通过TCP/IP网络传送给主机的ISCSI initiator层，iSCSI initiator会从ISCSI响应PDU里解析出SCSI响应并传送给操作系统，操作系统再响应给应用程序。

近年来，iSCSI存储技术得到了快速发展，iSCSI技术优点和成本优势的主要体现包括以下几个方面：

硬件成本低：iSCSI还可以在现有的网络上直接安装，并不需要更改企业的网络体系，这样可以最大程度地节约投入。

操作简单，维护方便：对iSCSI存储网络的管理，实际上就是对以太网设备的管理，只需花费少量的资金去培训iSCSI存储网络管理员。

扩充性强：对于已经构建的iSCSI存储网络来说，增加iSCSI存储设备和服务器都将变得简单且无需改变网络的体系结构。

突破距离限制：iSCSI存储网络使用的是以太网，因而在服务器和存储设备的空间布局上的限制就会少了很多，甚至可以跨越地区和国家。

StarWind软件能够在网络上虚拟出iSCSI硬盘空间，使用跨平台的iSCSI协议虚拟存储，服务器可通过TCP/IP协议访问该存储空间，这种访问既可以是本地访问，也可以是远程访问，StarWind紧密结合了Microsoft Windows NTFS压缩和加密能力，存储在NTFS格式化分区的StarWind SAN映像文件可被加密和压缩。

2 使用Starwind模拟iSCSI设备

Starwind需要在主机上运行，并在该主机上模拟出iSCSI存储设备，远程服务器通过TCP/IP协议访问该存储空间，本文将在一台服务器上模拟出iSCSI硬盘空间，提供给Server1和Server2通过TCP/IP协议访问。

实现过程如下：

（1）在Server0（IP为192.168.2.10/24）上安装Starwind软件，启动该软件并连接成功后，创建一个Targets，取名为target1，选中“Allow multiple concurrent iSCSI connections （clustering）”以支持多个连接，然后在该target1中添加两个容量分别为1G和2G的虚拟硬盘。

（2）启动Server1（该机操作系统为Windows Server 2008 R2），配置IP为192.168.2.1/24，并与Server0连接到同一子网，启动其“iSCSI发起程序”，在目标选项卡中输入iSCSI存储IP地址192.168.2.10，点击“快速连接”，即可发现并连接上iSCSI存储。

在Server0的Starwind管理界面“iSCSI Sessions”页，可以看到Server1已经连接到此iSCSI存储，然后打开“磁盘管理”程序，将发现的iSCSI磁盘联机并初始化，创建简单卷，不分配盘符，不格式化。

（3）在Server2上执行与Server1中同样的操作，發现并连接iSCSI存储，联机并初始化，就可使用此存储空间了。

通过上面的操作过程可以看到，服务器Server1和Server2能够同时连接由Server0虚拟出来的iSCSI存储空间，然后可在Server1和Server2上安装数据库系统如SQL Server和Oracle RAC（Real Application Clusters），将把数据库文件存放在iSCSI磁盘上，可实现高可用性和负责平衡。

3 总结

通过Starwind软件，可模拟出iSCSI存储，服务器通过IP网络使用TCP/IP协议可访问该存储空间，这种对于存储的访问方式，由于基本TCP/IP协议，不仅可以实现同一子网访问，还可以实现远程子网访问，即服务器远程访问存储，对于搭建 SQL Server数据库群集和Oracle RAC负载平衡群集进行教学和实训来说，不仅可以快速方便部署，节约了时间，还不用购买真实的存储设备，节约了硬件成本。

【参考文献】

[1]白勇，朱清新.基于iSCSI的IP SAN网络存储技术及其安全性研究[J].计算机研究与发展.2009，46（2）：12-17.

[2]柴大鹏，段运捷.对于Microsoft SQL Server 2005中高可用性功能的研究[J].电力学报.2009，24（5）：437-440.

[3]吕元海，孙江辉，马龙. 基于Oracle RAC的校园网数据库集群系统设计与实现[J].现代电子技术.2016，39（4）：72-75.

[4]胡昌文，李彦，贺文爱，农冬冬，谢卫民.基于Oracle数据库的RAC集群技术在高校图书馆关键业务中的应用研究[J].图书馆理论与实践.2016，（6）：102-104.

[5]田银磊，张丽.FC SAN+IP SAN综合网络存储架构在数字化校园建设中的应用[J].科学技术与工程.2010，10（20）：5095-5098.

[6]谭怀亮，朱存望，张镇平.iSCSI网络计算模式下的可靠多播策略[J].计算机研究与发展.2011，48（z1）：216-218.

[责任编辑：张涛]endprint