iSCSI 在Linux下的模拟实验（一）
本文基于主要验证软件iSCSI实现机制，在linux操作系统上进行SCSI目标端（target，也
可以称之为服务端）和发起端（Initiator，也可以称之为客户端）的安装配置，测试iSCSI的通
讯过程，为在实际的应用中将专用存储设备配置规划为基于iSCSI架构的存储网络奠定基础。
2、iSCSI简介
iSCSI可以简单认为“基于IP之上的SCSI通讯”，是一种在Internet 协议网络上，特别是
在以太网上进行数据块传输的标准，提供了可以在IP 协议上层传输SCSI指令和数据的表示规则，
其基本上是一个表示层协议。SCSI命令和响应在两个具有iSCSI功能的设备之间发送，设备可以
是多用途的计算机或者特定用途的存储设备。简单地说，iSCSI 可以实现在IP网络上传递和运行
SCSI 协议，使其能够在诸如高速千兆以太网上进行数据存取，实现了数据的网际传递和管理，
基于iSCSI建立的存储区域网（SAN）与基于光纤的FC-SAN相比，具有很好的性价比。由于IP
网络的广泛应用，iSCSI能够在LAN、WAN甚至internet上进行数据传送，打破了数据存储的地域
限制。iSCSI继承了SCSI协议，因此涉及的端点名称相同，实质上，iSCSI只是定义了如何基于IP
网络实现对SCSI命令和数据的传递机制，不是SCSI的升级或者改造。
在SCSI协议中包括两类端点：
>1 Initiator -- 发起器或客户端
>2 Target -- 目标器或服务端SCSI-3 模型如下图：
发起器（Initiator）是一个在SCSI总线上触发任务的设备，目标器是执行该任务的设备。计算
机的主机适配器（Adapter）是一个典型的发起器，磁盘驱动器则是一个典型的目标器。在SCSI规
范中没有明确说明在SCSI配置中可以有多少个发起器和目标器，只是说明了它们的总的数目，这个
数目随SCSI规范的版本不同而不同。一个最小的配置至少需要一个发起器和一个目标器。在本文中，
将把发起器称为客户端，将目标器称为服务端以方便理解。在iSCSI连接中，服务端（target）在网
络上宣布其存在，客户端（initiator）绑定到一个服务端。
iSCSI 服务端和客户端的通讯就是一个在网络上封包和解包的过程，在网络的一端，数据包被封
装成包括TCP/IP 头、iSCSI 识别包和SCSI 数据三部分内容，传输到网络另一端时，这三部分内容分
别被顺序地解开。为了保证安全，iSCSI 有约定操作顺序。在首次运行时，客户端（initiator）设备需
要登录到服务端（target）中。任何一个接收到没有执行登录过程的客户端的iSCSI PDU （iSCSI
Protocol Data Units，iSCSI 协议数据单元）服务端都将生成一个协议错误，并且关闭连接。在关闭
会话之前，服务端可能发送回一个被驳回的iSCSI PDU。
在工作时，iSCSI使SCSI数据块由原来的SCSI总线连接扩展到internet上，这一过程有些产品通过
硬件来实现，这种硬件产品被简称为TOE（TCP Offload Engine），随着近年来服务器芯片技术的不断
发展，服务器处理能力日益强劲，目前更为普遍的是通过软件来实现SCSI数据块的封装过程。这种软件
通常被称为iSCSI Initiator软件。软件方式的iSCSI客户端，通过普通以太网卡来进行网络连接，iSCSI协议
的封装和处理通过运行软件实现，但是需要占用CPU资源。
下图是一个简单的基于iSCSI架构示意：
iSCSI属于端到端的会话层协议，它定义的是SCSI到TCP/IP的映射，即Initiator将SCSI指令和数据封
装成iSCSI协议数据单元，向下提交给TCP层，最后封装成IP数据包在IP网络上传输，到达Target后通
过解封装还原成SCSI指令和数据，再由存储控制器发送到指定的驱动器，从而实现SCSI命令和数据在
IP网络上的透明传输。它整合了现有的存储协议SCSI和网络协议TCP/IP，实现了存储与TCP/IP网络的
无缝融合。
3、iSCSI设备连接方式
根据主机端HBA卡、网络交换机的不同，iSCSI设备与主机之间有三种连接方式，分别为：
- 以太网卡+initiator软件方式
- 硬件TOE网卡+initiator软件方式
- iSCSI HBA卡连接方式。
iSCSI存储也通过以太网线连接到以太网交换机上，或直接连接到主机的以太网卡上。在主机上安装Initiator
软件。安装Initiator软件后，Initiator软件可以将以太网卡虚拟为iSCSI卡，接受和发送iSCSI数据报文，
从而实现主机和iSCSI设备之间的iSCSI协议和TCP/IP协议传输功能。其他两种方式与第一种方式的差别主要是
采用了专业的硬件设备，即TOE网卡和iSCSI HBA卡，将协议转换工作交由专业设备来完成，减轻主机CPU的
负担，提高系统执行效率。
本文所做的实验，采用第一种连接方式。在《iSCSI 在Linux下的模拟实验（二）》将说明相关软件的
安装配置过程。