本文探讨了iSCSI技术如何成为小型环境的理想选择，介绍了iSCSI的基本原理、配置流程及高可用性实现方法。
门门精通：iSCSI 是小型环境的最佳选择
Greg Shields
您还记得过去使用 SCSI 的美好时光吗？那时，确定 SCSI 连接、速度、缩写词和接口实际上需要一个秘密的解码器环。确定您的服务器是需要 Fast SCSI、Ultra SCSI、Ultra2 Wide SCSI 还是在这些 SCSI 中间制造的任意一款用于 SCSI 磁盘的 SCSI 是一项复杂的任务。
因此，我们中的多数人备受挫折。那时，我们通常将 SCSI 工作留给外部顾问，或者发现我们自己偏爱在所了解的框架下运行的速度更慢的磁盘。
由于标准化级别日益提高，事情从那时起已经发生很大变化。如今，我们处处可以发现 SCSI 的影子。服务器制造商现在提供的设备中内部已预先配置 SATA 或安全注意序列 (SAS) 驱动器。不再需要担心缩写词、连接器或秘密解码器环。只需添加磁盘即可。
但是，直接连接的 SCSI 的这种不断提高的标准化仍无法逃避其存储设备必须直接连接到服务器这一事实。使用传统的直接连接的 SCSI，没有简单的方法可以将多个服务器通过现有网络连接到集中式存储器。
这种对可联网解决方案的需求就是 iSCSI 存在的原因。iSCSI 中的“i”将 SCSI 的多个连接替换为日常使用的普通以太网电缆。通过将 SCSI 的每个服务器的存储器合并到单个共享设备中，然后通过现有网络将服务器连接到该存储器，小型环境可以更好地使用存储器，因为您可以根据需要将它分别提供给服务器和文件共享。
将 SCSI 的物理连接替换为铜线以太网使得管理物理层更容易。但是，将 iSCSI 正确集成到小型环境中仍需要一些技术和一些可能不会立即见效的额外协议。由于其低成本和易于管理，iSCSI 是满足万事通型 IT 专业人员的存储需求的最佳选择。请继续阅读了解更多信息，以便您可以成功使用 iSCSI。
告别物理连接，迎来逻辑连接
查看相关选项是了解 iSCSI 的潜在连接功能的最好方式。请花些时间调用您最常用的某个服务器上的远程控制台。调用成功后，打开其 iSCSI 发起程序管理工具。在 Windows Server 2008 R2 中，此控制台具有期待已久的外观，特别是添加了图 1 中所示的“快速连接”对话框。使用“快速连接”对话框，您可以轻松在此服务器与公开的 iSCSI LUN 之间创建基本连接。
图 1 iSCSI 发起程序管理工具。
此时，几个定义可能有帮助。正如物理世界中一样，每个 iSCSI 连接需要两个设备。您常用的服务器所在的一端即是所谓的 iSCSI 发起程序。iSCSI 发起程序表示将从一组 iSCSI 磁盘请求服务的“客户端”。
另一端是 iSCSI 目标。iSCSI 目标具有您要连接至的磁盘。它用作“服务器”，用于处理一个或多个发起程序发出的请求。当目标与发起程序之间建立连接后，您可以在服务器上搜索到一个或多个 LUN，并且可以将它们初始化为磁盘卷。
要使用 iSCSI，您显然需要支持 iSCSI 协议的设备。这种设备可以是网络上的现有 SAN，也可以是运行 iSCSI 目标软件实例的常规 Windows 服务器。
Microsoft 有自己的 iSCSI 软件目标软件。但是，此软件适用于 Windows Storage Server。第三方还分发作为服务安装到常规 Windows 服务器的软件。该服务对网络上的任意位置公开服务器的直接连接磁盘。
安装后，总是在 iSCSI 目标中开始执行下一步。将任何“客户端”计算机连接到此设备的公开 LUN 之前，首先需要创建这些 LUN 并对网络公开它们。此过程的详细信息将因您的设备和软件有很大差异。请参阅 iSCSI 目标手册了解详细信息。至少，您必须划分出大量磁盘空间作为 LUN，将该 LUN 连接到正确的网络和网络接口，并添加任何安全或身份验证选项。
完成此第一步后，只需单击几次就可以创建基本连接。首先，在图 1 中所示的“目标”字段中输入运行 iSCSI 目标软件的服务器或设备的 IP 地址或 DNS 名称，然后单击“快速连接”。如果已正确创建 LUN 并对此服务器公开所创建的 LUN，您将看到它们显示在“已发现目标”列表中。
图 1 显示了四个已发现的目标，其中三个目标已连接。已发现的目标最初总是显示处于“非活动”状态。这确保您只有在准备好后才能连接到它们。
图 2 “连接到目标”向导。
选择一个目标并单击“连接”按钮。您将看到一个类似于图 2 的窗口。对于大多数基本连接，请确保已选中最上面的复选框，然后单击“确定”按钮。选中最上面的复选框将指示系统在每次重新启动后自动恢复连接。
此窗口中还有一个“高级”按钮。正如您很快将发现的那样，除最基本连接外的所有连接都需要一组高级配置，如确定发起程序 IP 和目标门户 IP，稍后将对此进行详细介绍。
对于基本连接，还剩下两个步骤来准备驱动器。首先，请选择 iSCSI 发起程序的“卷和设备”选项卡，然后单击“自动配置”按钮。此步骤将自动配置所有可用设备，进一步绑定它们以便它们可在下一次系统重新启动时使用。
完成此步骤后，您将发现您的磁盘在“磁盘管理”中可见。只需将该磁盘联机，并对其进行初始化和格式化（如果需要）。现在，您的磁盘就可供使用，就像您具有直接连接的磁盘一样。
MPIO/MCS：必须具有高可用性和负载平衡
虽然将 iSCSI 磁盘通过现有网络连接到服务器非常适用于普遍连接，但网络的互连可能并且将创建故障点。有人可能不小心拔出电缆或错误配置路由器，或者发生传统网络上可能出现的任何奇怪的问题。因此，任何 iSCSI 生产使用都确实需要冗余连接。
看似简单的答案可能为使用 NIC“teaming”，就像您对生产网络连接那样使用。但是，将经典 NIC teaming 用于 iSCSI 连接既不受支持，也不被认为是最佳实践。千万别那么做！
使用 iSCSI 进行连接利用了其自己的一组处理高可用性和负载平衡的协议。您还将发现 iSCSI 的多路径输入/输出 (MPIO) 和多个连接会话 (MCS) 协议在许多方面都要优于经典 NIC teaming，因为每个协议具有更多故障转移和负载平衡功能。
MPIO 是与 MCS 截然不同的一个协议。使用 MPIO 要求设备专用模块 (DSM) 连接到运行 iSCSI 发起程序的服务器。Microsoft 将其“默认”DSM 包括在 Windows OS 中，并作为多路径 I/O 功能安装在服务器管理器内。
许多存储设备可以使用该 DSM，而无需安装其他软件。其他存储设备则需要制造商专门为其生产的 DSM。请咨询您的设备制造商，确定是需要安装特殊驱动程序，还是可以接受附带的 Microsoft DSM。
MCS 不要求服务器中安装这种 DSM。但是，要使用 MCS，您的存储设备必须支持其协议。并非所有设备都支持 MCS，这意味着您需要进行一些研究，确定哪个协议适合您的情况。
虽然其底层代码不同，但管理其多路径的方式却非常相似。MPIO 和 MCS 都提供一种方法在服务器与 iSCSI 目标之间创建多个并行连接。这两种协议所需执行的大部分操作是专门确定您要使用的 NIC 和网络。
由于 MCS 涉及这两种协议的最少步骤，我将显示其设置过程。您在此处学到的知识同样适用于使用 MPIO。请回想一下将服务器通过单个网络连接连接到存储器的先前基本连接示例。该连接存在于服务器上的单个 IP 地址与存储设备上的单个 IP 地址之间。
图 3 两个服务器，每个服务器都有四个网络接口，与存储设备上的四个网络接口连接。
MCS 中的“M”与使用多个连接扩充该基本设备有关。每个连接都与一个网卡及其关联的 IP 地址相关，并且每个 iSCSI 目标和发起程序使用多个连接。图 3 显示了当分别具有四个网络接口和关联的 IP 地址的两个服务器连接到存储设备上的四个网络接口和 IP 地址时可能的网络结构。
图 4 MCS 配置控制台。
要管理 MCS，请在图 1 中选择其中一个目标，单击“属性”按钮，然后单击“MCS”按钮。您将看到一个类似于图 4 的控制台。先前示例的“基本”设置配置本地服务器上的源门户与存储设备上的目标门户之间的单个连接。
图 5 用于添加连接的高级设置。
要添加连接，请单击“添加”按钮，然后单击“高级”按钮。此时会显示“高级设置”控制台，如图 5 中所示。在此控制台中，您应该在“发起程序 IP”框中为另一个本地 NIC 指定 IP 地址，并为 SAN 上的另一个远程目标门户指定 IP 指定。
如果此处没有提供其他目标门户 IP 地址，则需要在主控制台的“发现”选项卡内搜索它们。对每个发起程序和目标门户组合重复此过程。
MCS 策略定义行为
通过创建多个这样的连接，您将提供多个路径（物理路径和逻辑路径），并可通过这些路径传送存储网络通信。当您失去某个连接时，这多个路径将充当故障转移目标。它们还可以对通信进行负载平衡，并通过每个新连接增加更大的网络容量。
既然有多个这种连接，那么一定有一些定义故障转移和负载平衡行为的方式。使用 MCS，您可以配置五种策略：
- 仅故障转移：使用“仅故障转移”策略时，不对通信进行负载平衡。该策略只使用单个路径，而其他路径将保持处于待机模式，直到失去第一个连接的路径为止。
- 循环：这是包括负载平衡的最简单策略。通过使用此策略，通信按顺序在可用路径之间轮流传送。
- 带路径子集的循环：此策略的工作方式类似于循环，但一个或多个路径不进行负载平衡。当主路径出现故障时，这些路径用作备用路径。
- 最小队列深度：此策略同样类似于循环，它通过识别并使用具有最少排队请求数的路径来对通信进行负载平衡。
- 加权路径：当某些路径的容量可能大于其他路径时，您可以使用此策略为路径指定权重。将按指定的权重所确定的那样平衡路径之间的通信。
由于 MCS 针对每个会话运行，因此每个单独的会话和连接都可以有其自己的 MCS 策略。请特别注意您选择的策略，因为它可能对存储连接的整体性能和可用性产生极大影响。
小型环境的最佳选择
关于 iSCSI 发起程序控制台有一个俗语：“从左到右工作”。回头看看图 1，您可以看到 6 个不同的选项卡：“目标”、“发现”、“偏爱的目标”、“卷和设备”、“RADIUS”和“配置”。
虽然许多连接不需要对“RADIUS”或“配置”设置进行编辑，但使用此控制台创建连接最好是从配置“目标”选项卡开始，继续一直配置到“卷和设备”选项卡。相反，删除连接涉及按相反顺序执行这些步骤，是从右到左工作。
虽然配置 iSCSI 的高可用性选项涉及到的这些额外步骤可能看起来非常复杂，但请记住，您只有在向服务器中添加新磁盘时才需要执行这些步骤。连接后，这些磁盘将在每次服务器重新启动时重新连接，并且在路径出现故障时自动重新配置。
由于 iSCSI 依赖于现有网络基础架构，它扩充传统 SCSI 的方式是小型环境的最佳选择。购买 iSCSI SAN 的价格相对便宜，远低于去年冰箱大小的 SAN 机箱的成本。不需要掌握其他存储介质所需的高深知识，iSCSI 的易于管理使它非常适合万事通型 IT 专业人员。
Greg Shields 是一位 MVP，也是 Concentrated Technology 的合作伙伴。要了解 Shields 的更多万事通提示和技巧，请访问 ConcentratedTech.com。
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