O protocolo iSCSI e os sistemas de armazenamento

Protocolo iSCSI

Pouco espaço de armazenamento? O protocolo iSCSI pode ajudar a resolver seu problema, desde que sua empresa tenha uma rede local baseada em TCP/IP e capacidade de armazenamento ocioso de algum storage que possa ser alocada para essa necessidade. O iSCSI permite, por exemplo, mapear e configurar áreas de um sistema de armazenamento (storage) como capacidade adicional para um servidor ou workstation, mesmo que o dispositivo não esteja fisicamente no mesmo local.

O que é iSCSI?

iSCSI (Internet Small Computer System Interface) é um protocolo na camada de transporte em uma rede TCP/IP. Desenvolvido pela IBM, esse serviço permite que comandos SCSI sejam enviados através de uma rede LAN (Local Area Network), WAN (Wide Area Network) ou via internet.

Por tratar-se de um protocolo orientado a conexão, para que haja comunicação entre dois dispositivos é necessário instalar um iniciador iSCSI no servidor que "aponte" para um alvo de armazenamento válido disponível, também conhecido como LUN (logical unit number).

O que é LUN?

LUNs ou Logic Unit Numbers são essencialmente endereços previamente configurados em áreas de discos rígidos ou storages (alvos) que o aplicativo iniciador iSCSI busca estabelecer a conectividade. Uma LUN representa um número do dispositivo SCSI (lógico), individualmente endereçável e que é parte de um dispositivo iSCSI físico (target ou alvo).

O resultado é uma conexão que simula a "ligação direta" entre um servidor ou host e um disco rígido / sistema de armazenamento, como se os mesmos estivessem fisicamente conectados. Softwares iniciadores tratam LUNs iSCSI e discos rígidos SAS ou SATA da mesma forma. Com isso, ao invés de montar pastas remotas como é feito em ambientes NFS ou CIFS (storage NAS), os sistemas iSCSI formatam e gerenciam áreas de dados dos storages diretamente através dos hosts aos quais foram iniciadas as respectivas LUNs.

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Na terminologia iSCSI, LUN representa o número da unidade lógica dentro de um sistema de armazenamento. Basicamente, a capacidade de armazenamento de um storage pode ser alocada como alvo iSCSI, recebendo um ou mais números lógicos (LUNs) por alvo para acesso.

Sistemas de armazenamento como os fabricados pela Qnap podem ter vários alvos iSCSI (targets) criados na mesma unidade física, onde a capacidade de cada LUN é gerenciada e configurada pelo administrador de TI de acordo com as necessidades específicas de cada aplicação.

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Como funciona o iSCSI?

O protocolo iSCSI é o responsável pelo transporte de dados em nível de bloco (mais sobre armazenamento a nível de arquivo e bloco) entre uma máquina host, que pode ser um computador, servidor ou workstation, e um dispositivo de armazenamento ligado à rede como um storage NAS.

O servidor anfitrião (host) deve ter configurado um iniciador iSCSI (source) fornecido pelo sistema operacional e o dispositivo de armazenamento deve ser compatível com o serviço para tornar-se um "alvo vísivel" (target), ou seja, permitir que a máquina host conecte-se ao target.

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O iSCSI encapsula comandos SCSI e reúne os dados em pacotes para a camada TCP/IP. Os pacotes são enviados pela rede usando uma conexão ponto a ponto. Na chegada, o protocolo desmonta os pacotes, separando os comandos SCSI para que o sistema operacional (OS) reconheça a unidade de armazenamento como se fosse um dispositivo conectado localmente (DAS), possibitando, por exemplo, ser formatado.

Parte da grande popularidade do iSCSI em pequenas e médias empresas (SMBs) deve-se principalmente como a virtualização de servidores faz uso desses pools de armazenamento. Em um ambiente virtualizado, o pool de armazenamento deve estar acessível à todos os hosts no cluster, e essa conexão só é possível através de protocolos como o iSCSI ou o Fibre Channel (FC). Existem vários dispositivos compatíveis esse padrão, como servidores, workstations, computadores clientes e sistemas de armazenamento.

Um dos grandes benefícios do protocolo iSCSI é que essa tecnologia facilita a transferência de dados e gerencia storages a distância, podendo ser usada em redes locais (LANs) ou através da internet (WAN).

Conceito iSCSI/LUN

Initiator e target iSCSI

Iniciador iSCSI (iSCSI initiator)

Um iniciador iSCSI normalmente serve ao mesmo propósito que um computador equipado com uma placa HBA (host bus adapter), só que em vez de termos a conexão física gerada pela placa, será o iniciador iSCSI (software) que enviará comandos SCSI através de uma rede IP (LAN ou WAN). O iniciador iSCSI (iSCSI initiator) também pode ser apresentado como um recurso de hardware, é o responsável para que a negociação entre o computador que vai alocar capacidade e o servidor que dispõe desse recurso.

iSCSI initiator

Alvo iSCSI (target iSCSI)

O serviço iSCSI refere-se a transmissão de dados entre um cliente e um recurso de armazenamento localizado em um ou mais servidores ou storages mapeados na rede, mais especificamente nós de armazenamento que estão disponíveis e serão tratados como alvos e que poderão ser compartilhados.

O termo "target iSCSI" não deve ser confundido com o termo "iSCSI". iSCSI é um protocolo e não uma localização física do servidor de armazenamento e, target iSCSI (alvo) é o elemento fisico (hardware) composto por storage(s) contendo uma ou mais LUNs.

Target iSCSI no Qnap

Storages iSCSI

Em ambientes corporativos e datacenters, as LUNs geralmente representam subconjuntos em grandes arranjos de discos RAID construídos dentro de storages, muitas vezes alocados por um ou mais agentes (clientes). O protocolo iSCSI é o recurso que permite que diversos computadores compartilhem a mesma LUN.

Esse acesso compartilhado reconhece o volume e trata os dados como se fossem uma tarefa do próprio sistema operacional, porém o compartilhamento de dados na mesma LUN sempre dependerá de qual sistema operacional está sendo utilizado e como esse sistema trata o acesso simultâneo aos dados.

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