Giờ đây, Dữ liệu cá nhân được tạo ra mỗi ngày là rất lớn. Vì vậy cần một nơi lưu trữ an toàn và quản lý một cách kinh tế để luôn có sẵn cho người dùng khi được cần dùng. Do đó, xuất hiện nhiều hệ thống lưu trữ mạng khác nhau như Network Attached Storage (NAS), Internet Small Computer System Interface (iSCSI),…. Trong số đó, iSCSI là một công nghệ mới được ưa chuộng cung cấp các giải pháp lưu trữ tốc độ cao, chi phí thấp và hỗ trợ truy cập từ xa. Bài viết này sẽ giới thiệu với bạn iSCSI là gì và đưa ra một vài lời khuyên về cách xây dựng iSCSI SAN.
Lưu trữ iSCSI là gì?
iSCSI là một giao thức lớp vận chuyển hoạt động trên giao thức TCP (Transport Control Protocol). Nó cho phép truyền dữ liệu SCSI ở block-level giữa iSCSI initiator và storage target trên các mạng TCP / IP. Lưu trữ iSCSI còn được gọi là lưu trữ iSCSI SAN, là giải pháp thay thế hiệu quả về chi phí cho Fibre Channel (FC) SAN truyền thống. Không giống như FC SAN yêu cầu phần cứng chuyên dụng (FC HBA, FC switch, v.v.), Bộ lưu trữ iSCSI SAN có thể được xây dựng trên cơ sở hạ tầng mạng hiện có (fiber switch, router,….), thay vì yêu cầu trang bị phần cứng bổ sung. Hơn nữa, iSCSI dựa trên tiêu chuẩn chuyển khối, nhanh hơn và hiệu quả hơn.
Cách lưu trữ iSCSI Storage làm việc?
Để hiểu rõ hơn về cách iSCSI hoạt động, trước tiên bạn nên tìm hiểu về một số thành phần iSCSI quan trọng như iSCSI initiator và iSCSI target. iSCSI initiator là một phần mềm hoặc phần cứng được cài đặt trong máy chủ để gửi yêu cầu và nhận phản hồi từ iSCSI target. iSCSI có trên các thiết bị lưu trữ, thiết bị này sẽ lắng nghe và phản hồi các lệnh từ iSCSI initiator.
Như hình bên dưới, Lưu trữ iSCSI hoạt động bằng cách vận chuyển dữ liệu block-level giữa iSCSI initiator trên máy chủ và iSCSI target trên thiết bị lưu trữ thông qua mạng TCP/IP. Giao thức iSCSI đóng gói các lệnh SCSI và tập hợp dữ liệu thành các gói cho lớp TCP/IP. Các gói được gửi qua mạng bằng kết nối point-to-point. Khi đến nơi, giao thức iSCSI sẽ phân tách các gói, tách các lệnh SCSI để hệ điều hành nhận diện được Bộ lưu trữ (storage) như thể nó là một thiết bị SCSI được kết nối cục bộ.
Tại sao lại sử dụng lưu trữ iSCSI?
Ngoại trừ các lợi ích của iSCSI đã đề cập ở trên như tiết kiệm chi phí và hiệu suất cao, còn có một số ưu điểm và nhược điểm khác của iSCSI:
- Vì iSCSI được chạy trên các thành phần mạng (Gigabit Ethernet switch, router,…), nó không chỉ rẻ khi triển khai mà còn đơn giản để sử dụng.
- Nhân viên CNTT không cần đào tạo thêm kỹ năng để xử lý bộ lưu trữ iSCSI. Bất kỳ ai đã làm việc với giao thức TCP/IP đều có thể dễ dàng cài đặt và quản lý iSCSI SAN.
- Lưu trữ iSCSI dựa trên TCP/IP, đây là công nghệ phổ biến và không độc quyền, do đó, các thiết bị lưu trữ mạng có thương hiệu khác nhau trong iSCSI SAN có thể hoạt động một cách liền mạch với nhau.
- Tuy nhiên, hạn chế chính của iSCSI là hiệu suất kém hơn so với môi trường lưu trữ dựa trên FC truyền thống. Nhưng những lợi ích của iSCSI và các công nghệ khác như kết nối đa điểm và kết nối Data Center đã dần thu hẹp khoảng cách về hiệu suất.
So sánh iSCSI và Fibre Channel
Fibre Channel (FC) và iSCSI là hai công nghệ chính liên quan đến SAN và hai công nghệ này giải quyết cùng một vấn đề kỹ thuật về lưu trữ khối. Mọi người thường hỏi Fibre Channel SAN và iSCSI SAN: cái nào tốt hơn? So sánh giữa Fibre Channel và iSCSI sẽ giúp bạn đưa ra quyết định:
| Tính năng | FC | iSCSI |
| Cho phép sử dụng trên mạng hiện có | Không | Có |
| Truy cập Block-level | Có | Có |
| Quản lý luồng dữ liệu mạnh mẽ (CRC check, avoids transmission retries) | Có | Không |
| Hạ tầng dịch vụ tích hợp | Có | Không |
| Mạng cách ly theo thiết kế | Có | Không |
| Cần phần cứng chuyên dụng (bộ điều hợp, công tắc, v.v.) | Có | Có/Không (Cần phần cứng chuyển dụng để nâng cao hiệu xuất) |
| Tốc độ truyền dữ liệu | 2/4/8/16/32 Gbps | 1/10/40/100Gbps |
So sánh iSCSI và NAS
Phần này nhằm giúp người quản trị hệ thống quyết định giữa hai công nghệ lưu trữ NAS và iSCSI. Cả 2 công nghệ NAS và iSCSI đều được phát triển để giúp đáp ứng nhu cầu về dung lượng lưu trữ ngày càng tăng theo cấp số nhân bằng các thiết bị lưu trữ bên ngoài, có thể mở rộng và kết nối mạng nếu cần. Sự khác biệt chính giữa iSCSI so với NAS là iSCSI là một giao thức vận chuyển dữ liệu trong khi NAS là một cách phổ biến để kết nối bộ lưu trữ vào mạng người dùng.
| Tính năng | iSCSI | NAS thông qua SMB |
| Cấp độ truy cập dữ liệu | Block-level (SCSI commands, data blocks). | Object-level (files and folders). |
| Có thể truy cập trực tiếp | Cần cấu hình phần mềm iSCSI và Map nó như một thiết bị. | Chỉ cần nhập đường dẫn thư mục chia sẻ. |
| Có sẵn bằng cách sử dụng các công cụ hệ điều hành tích hợp | Thông thường, có một bộ iSCSI initiator được cài đặt sẵn để truy cập máy khách, nhưng bạn cần cài đặt một iSCSI target trên máy chủ lưu trữ để tạo một ổ đĩa dữ liệu. | Có – Bạn có thể sử dụng hầu hết mọi trình duyệt file. |
| Hiệu xuất tổng | Phụ thuộc vào hạ tầng mạng LAN. Có thể triển khai SAN dựa trên 10 Gbe (10 Gigabit Ethernet) hoặc thậm chí cao hơn. | Phụ thuộc vào phiên bản SMB được sử dụng. Đối với phiên bản v1 cơ bản, thật khó để sử dụng đầy đủ liên kết 1GpE, nhưng SMBv3 cho phép chế độ Multichannel. |
| Có thể được sử dụng làm Server apps backend | Có, nhờ truy cập block-level bằng các lệnh SCSI chung. | Chỉ dành cho một số ứng dụng máy chủ (ví dụ: VMware vCenter HA), sử dụng SMB v2/3. |
| Độ phức tạp khi triển khai | Yêu cầu bạn cài đặt một NIC đặc biệt, định cấu hình thiết bị mạng và cài đặt phần mềm máy chủ đặc biệt. | Chỉ cần cấu hình các tính năng máy chủ tích hợp là đủ để khách hàng dễ dàng truy cập. |
| Sẵn sàng cho High Availability cluster | Có, được hỗ trợ bởi hầu hết mọi công nghệ cluster, vì nó dựa trên giao thức SCSI. | Chỉ dành cho một số công nghệ máy chủ cluster hỗ trợ lưu trữ SMB/NFS dưới dạng ổ đĩa dùng chung. |
Lưu ý khi triển khai iSCSI SAN?
iSCSI SAN phù hợp với các doanh nghiệp vừa/nhỏ có lượng dữ liệu lớn cần lưu trữ và truyền qua mạng. Dưới đây cung cấp một số mẹo về cách thiết lập và định cấu hình iSCSI SAN cho mạng doanh nghiệp:
Đầu tiên, mặc dù mạng lưu trữ iSCSI có thể chạy trên cơ sở hạ tầng mạng hiện có, nhưng tốt hơn là nên đặt lưu lượng iSCSI trên VLAN riêng, tốt nhất là trên một mạng tốc độ gigabit hoàn toàn riêng biệt. Điều này giúp tạo kết nối dự phòng cho dữ liệu lưu trữ trong trường hợp lỗi mạng.
Thứ hai, tốt hơn hết bạn nên sử dụng bộ Ethernet Gigabit switch cấp doanh nghiệp, không chặn, cho iSCSI SAN. Ethernet switch cấp độ người tiêu dùng thường không hỗ trợ kết nối wire-speed giữa nhiều cổng, do đó chúng có thể loại bỏ các gói mà không có cảnh báo. Đối với các ứng dụng trung tâm dữ liệu, 10GbE iSCSI SAN phù hợp với tương lai hơn, do đó, bộ chuyển mạch 10GbE nên được ưu tiên.
Cuối cùng, nếu máy chủ của bạn có kết nối single-Gigabit đến Ethernet switch để truy cập vào disk arrays, thì chúng dễ bị lỗi trên liên kết đó. Cách tốt nhất là sử dụng công nghệ Multipath I/O (MPIO) để tạo nhiều kết nối từ iSCSI initiator của mỗi máy chủ đến disk arrays của bạn.
Kết luận
Tóm lại, bộ lưu trữ iSCSI có thể tận dụng các khoản đầu tư vào cơ sở hạ tầng mạng của doanh nghiệp bằng cách sử dụng Ethernet switches và routers tiêu chuẩn để di chuyển dữ liệu từ máy chủ sang bộ lưu trữ. Nó cũng cho phép cơ sở hạ tầng IP được sử dụng để mở rộng quyền truy cập vào bộ lưu trữ SAN và mở rộng kết nối SAN từ xa. Vì vậy, các tổ chức sẽ được hưởng lợi rất nhiều từ iSCSI SAN.
