iSCSI 技術白書
Storage Networking Industry Association及びSNIA IP Storage Forum白書
序文
以下の文書は、IETFのIPストレージ ワークグループにより定義されている、Internet SCSI (iSCSI)プロトコルの持つ技術的側面について検討しています。iSCSIの概略に関しては、SNIA IP Storage Forum発行の「Internet SCSI (iSCSI) for Storage Networking」も合わせて参照してください。iSCSIとInternet Fibre Channel Protocol (iFCP)、及びFibre Channel over IP (FCIP)との関連性については、補足的白書の「Native IP Storage Strategies」において検討されています。これらの資料は、様々なストレージ・アプリケーションに対するIPストレージ・ネットワーキングの多くの利点に基づいての、IT管理者、インテグレータ、VAR、技術者、及びコンサルタントの育成を提供するものです。それらは、磁気テープの遠隔バックアップと保管、遠隔ミラーリング、ストレージ統合、コンテンツの配布、データセンターアプリケーションにおけるあらゆる利点、IPネットワーキングの管理性やコスト/パフォーマンス計画などです。
IP における SCSI
Small Computer Systems Interface (SCSI)により、ホスト・コンピュータ・システムが様々な周辺機器に対しブロック・データの入出力オペレーションが行えるようになりました。ターゲット・デバイスにはプリンター及びスキャナーの他に、ディスク、磁気テープ・デバイス、光学式ストレージ・デバイスなどが含まれます。従来のSCSIによるホストシステムと周辺機器の接続は、パラレル接続を基本にしています。本来SCSIによるパラレル接続には、距離及びデバイスのサポートにおいて制限があります。これらの制限は、ストレージ・アプリケーションにおけるFibre Channel、及びGigabit Ethernetなどのネットワーキング・アーキテクチャーを基本とする、新しいテクノロジーの開発を促進しました。シリアル・ギガビット転送を基本とするストレージエリアネットワーク(SAN)は、SCSIによるパラレル接続の持つ距離、性能、拡張性、可用性などの制限を克服しています。ネットワーク化されたインフラストラクチャでSCSIプロトコルを利用することにより、ストレージ・ネットワーキングは磁気テープのバックアップ、サーバーのクラスタリング、ストレージ統合、災害リカバリを含む様々なアプリケーションに対し、データブロックの高速転送を柔軟に行うことが可能になります。Internet SCSI(iSCSI)プロトコルはTCP/IPネットワークにおいて、ブロック・ストレージ・アプリケーションの使用を可能とする方法を定義しています。
SCSIアーキテクチャーはクライアント/サーバー型を基本としています。通常、クライアントはデータの読み込み、あるいは書き込みを要求するファイルサーバーのようなホストシステムです。サーバーはクライアントの要求に応えるディスクアレイなどのリソースのことです。ストレージの専門用語では、クライアントはイニシエータのことを指し、コマンドを発行する能動的な役割を持ちます。サーバーはターゲットのことで、クライアントの要求に従う受動的な役割を持ちます。ターゲットはイニシエータのコマンドを処理する１つ、あるいはそれ以上の論理装置を持ちます。論理装置にはIDナンバー、あるいは論理装置ナンバー(LUN)が割り当てられます。論理装置の処理であるコマンドは、ホストシステムから出されるCommand Descriptor Block (CDB)に含まれています。論理装置に送られるCDBの例として、決められた数のデータブロックを読み取るコマンドが挙げられます。ターゲットの論理装置はイニシエータに対し、要求されたブロックの転送を開始し、要求の完了を表すステータスによって終了します。TCP/IPネットワークにおけるiSCSIの持つ主要な役割は、イニシエータとターゲット間でのCDB処理をカプセル化し確実に行うことです
本書では、iSCSIプロトコルの主要な技術的属性、及びネイティブIPによるend-to-endソリューションにおけるデータブロックの転送で必要とされるものについて検討が加えられています。iSCSIプロトコルによって、SCSIが要求する応答の速い安定した通信と、一般的なIPネットワークが潜在的に持つ信頼性に欠ける環境間の矛盾を解決する必要があります。従って、iSCSIプロトコルの仕様では、データ及びコマンド交換の正当性検査、そして下層のトランスポートによって生じるデータ損失からのリカバリのために十分なスペースを設けています。
iSCSIネットワーク・アーキテクチャー
図1で示されている通り、iSCSI SANはファイルサーバーなどのネイティブiSCSIイニシエータ、及びディスクアレイや磁気テープ・サブシステムなどのiSCSIターゲットにより構成されています。
上記の例では、各ホスト及びストレージ・リソースはGigabit EthernetインターフェースとiSCSIプロトコル・スタックを使用しています。このことにより、ストレージ・デバイスはGigabit Ethernet、及びあるいはIPルーターに直接プラグ接続され、ネットワークにおいては他のIPエンティティと同様の働きをします。通常のIPの実装においては、IPネットワークに直接接続することでエンドデバイスがデバイスの発見、及び接続の確立を行う必要が出てきます。例えば、イニシエータがストレージ・リソースを発見するためには、ターゲットのIPアドレス・リストが必要になります。このリストはルックアップテーブル、あるいはService Location Protocol (SLP)などのDNS型のネットワークサービスにより提示されます。Internet Storage Name Service (iSNS)プロトコルの使用により、iSCSIイニシエータがデバイスを発見し易くなります。上記の図では、iSCSIイニシエータは最初にiSCSIサーバーに対しターゲット・リソースのIPアドレスを記憶しているかどうか尋ね、その後それらのリソースとのTCP/IP接続を確立します。
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