SCSI-FC-ISCSI几种协议及接口介绍
光纤通道fc协议介绍
FC 帧格式
• 所有FC帧都遵循通用帧格式，如下所示 通用 FC帧格式 帧内容
空闲
SOF
帧报头
(4)
(24)
数据字段
(0–2112)
0–528个传输字
CRC EOF 空闲
(4) (4)
帧报头
字符 3
22
11
1
43
65
87
0
0
R_CTL 路由
D_ID 24位目的地址
1
CS_CTL 8 位 类说明
2
N_Port 发送器
接收器 节点 A
N_Port 发送器 接收器 节点C
F_Port F_Port
F_Port F_Port
N_Port 接收器
发送器 节点B
N_Port 接收器 发送器
节点D
FC存储分类
封闭系统的存储
内置存储
开放系统的存储
Direct-Attached Storage 直接式存储（DAS）
和存储设备之间的直接连接
• 400MB/S、800MB/S、 1600MB/S的速率消除了带宽上
的瓶颈
NAS组网
通过LAN直接接入网络的存储系统。
“Network Attached Storage” 一个经过特殊优化的，在混合网络环境中提供文件服务的设备。
NAS直接连接到网络中，直接为client提供存储服务。 其软件经过高度的优化
无连接要求，要求ACK (最佳效果) 端到端或缓冲区到缓冲区控制
• Class 3
只使用缓冲区到缓冲区控制 最佳效果服务，无需ACK
使用高层协议对帧丢失作出反应
• Class 4
使用虚电路来创建专用连接
SCSI 总线和协议介绍
SCSI 总线和协议一. I/O 通路在计算机中，一个或多个CPU 处理在CPU缓存或主存储器（RAM：Random Access Memory）中的数据。
CPU缓存或主存储器是非常快的器件，但是断电就不能保存，价钱也比较昂贵。
所以数据还需要放在存储设备上。
通常，数据从主存储器（RAM）通过系统总线，主机I/O 总线和 I/O 总线移动到磁盘或者磁带等存储设备。
1.1 系统总线在计算机的核心部分，系统总线保证数据在CPU和主存储器之间进行快速的传递。
系统总线必须使用非常高的时钟频率，使得它能够足够快的给CPU 提供数据。
该总线的实现采用在主电路板上印制导线的形式。
出于物理性能的原因，高的系统速度需要短的印制导线。
因此，系统总线应该尽可能的短一些，并且只能连接CPU和主存储器。
1.2 主机I/O 总线在现在计算机中，为了释放CPU 的应用处理负担，人们把尽可能多的任务移到诸如图像处理器这样的特别的处理器中。
由于上述物理上的限制条件，这些器件不可以连接到系统总线。
因此大多数计算机都实现了称作主机I/O总线的第二个总线。
桥接芯片提供在系统总线和主机I/O总线之间的连接。
PCI （Peripheral Component Interconnection:外围互联设备）是当前最广泛使用的实现主机I/O 总线的技术。
1.3 I/O 总线设备驱动器负责控制外围设备以及与外围设备的通信。
针对存储设备的设备驱动器部分以软件形式存在，该软件由CPU处理。
由于跟存储设备通信的部分设备驱动器几乎总是以固件的形式实现，该固件由特别的处理器（ASIC:Application Specific Integration Circuit）处理。
当前这些ASIC 有的集成到主电路板（如SCSI 控制器），也有的通过附加的PCI卡连接到主板。
这些附加的卡通常被称作控制器。
存储设备通过主机总线适配器（HBA:Host Bus Adapter）或者通过在板上的控制器连接到服务器。
什么是SCSI协议
SCSI协议的主要功能是在主机和存储设备之间传送命令、状态和块数据。
在各类存储技术中，SCSI协议可谓是最重要的脊梁。
操作系统与SCSI I/O操作系统对外部设备(如磁盘、磁带、光存储、打印机和扫描仪)的I/O操作，可以通过SCSI协议来实现，一般情况下SCSI协议都嵌入到设备驱动器或者主机适配器的板载逻辑中。
因为SCSI协议层位于操作系统和外部资源之间，它具有不同的功能组件。
例如，应用程序一般将数据作为文件或者记录来访问。
尽管数据最终都将在磁盘或者磁带介质上以数据块的方式存放，但是文件的检索需要一系列功能将未加工的块数据装配成应用程序能够操作的连续文件。
这个过程的第一步由应用程序通过操作系统所连接的文件系统承担。
文件系统以目录、文件夹和文件的方式来创建人们可读的数据抽象。
当一个用户的应用程序打开一个文件时，会引发一系列的进程。
它们使用底层SCSI命令，控制数据块从存储系统到内存的安全传输。
因此在文件系统层次中，数据传输在文件描述和块I/O之间进行。
正像文件系统描述了对用户应用程序数据的抽象一样，物理存储设备被描述成文件系统的抽象。
例如，在Windows中的E驱动器或者Unix中的/dev/dsk2可以是一个单独的磁盘、一个大磁盘的一部分或者多磁盘的条带阵列。
文件系统依赖于卷管理功能，它将各种存储设备看作可以并发的、很容易访问的资源。
设备的虚拟化将物理存储转换成逻辑存储，并且承担了在磁盘上放置数据块所需的复杂任务。
文件/数据块转换和映射功能可以像一个单独的卷管理应用程序那样复杂，也可以像适配卡设备驱动程序接口那么简单明了。
例如，Windows NT提供了Windows磁盘管理程序，为物理磁盘分配逻辑驱动器名。
适配卡的设备驱动程序负责将它的资源作为一个物理SCSI实体，出现在Windows磁盘管理程序中。
Windows磁盘管理程序可以为这些资源分配逻辑名，文件系统按顺序使用这些逻辑名为目录和文件确定位置。
02 SCSI总线和协议
SCSI域
一对一的数据交换 SCSI协议是在设备间一对一地进行数据交换 SCSI总线上的各个设备是以分时共享的方式使用总线 的 发起方与目标方 一个实际的SCSI域中，必须至少有1个发起方和1个目 标方 发起方和目标方的定义是从SCSI命令和任务的角度出 发的，而不是以数据流动的方向
SCSI协议分层模型
Initiator 设备
应用层
Target 设备
应用协议
传输服务接口 SCSI应用
SCSI应用
传输协议层
SCSI传输协议
传输协议 互连服务接口
SCSI传输协议
互连层
SCSI物理连接 互连协议
SCSI物理连接
SCSI协议模型
SCSI体系结构把发起方（主机）和目标方（如磁盘）的 通信定义为客户/服务器交换 SCSI客户：位于主机中，代表上层应用程序、文件系统 和操作系统I/O请求 SCSI服务器：位于目标设备中，对请求做出响应。
SCSI的设备连接
SCSI总线
主机和 控制器 SCSI 设备 SCSI 设备 SCSI 设备 SCSI 设备
终结器
SCSI规范版本
SCSI规范的版本有三个SCSI-1、 SCSI-2、 SCSI-3 SCSI-1 1986年ANSI标准，总线宽度8位，时钟频率5MHZ 定义了硬盘、磁带和其它存储设备的物理接口、传输协议和标准 指令集 SCSI-2 1994年ANSI标准，16位，10MHZ 提高了速度和总线带宽，支持多线程指令，增加了更多存储设备 类型指令集 SCSI-3 1995年ANSI标准，并包含了一系列的小标准 定义了物理接口、传输协议和SCSI指令集分层 更高的速度类型：Ultra-2/Ultra-160/Ultra-320
关于存储知识学习知识点的归纳——光纤存储和iCSCI
SANs都通过由适配器(HBA)以及交换机(switchs)组成的高速网络将服务器连接到块存储阵列上。
iSCSI SAN优化性能、减少延迟的措施措施：采用具有TCP/IP卸载引擎（TOE）的高性能NIC，以及提供低延迟端口的交换机iSCSI目标措施可能更多地依赖硬件NIC的选择iSCSI创立目标就是针对软件的改善措施：1.改善以太网硬件TOE芯片卸载了一些或者所有在工作中需要处理的TCP/IP数据，减少了本地CPU的工作量，提高了以太网的效率。
2.部署高性能、传输快，端口延迟低的以太网交换机高性能的IP存储路由器（博科公司，Cisco公司，EmulexHewlett-Packard ，SANRAD, 和Woven公司）3.iSCSI初始（服务器）软件性能iSCSI软件的质量和统一是依赖于供应商。
4.缜密逻辑和物理区分虚拟局域网（VLAN），限制iSCSI通道通向虚拟局域网，保持正常通道采用高性能NIC和交换机硬件，创造一个新的LAN分割点，并且保持这个分割点与其他以太网分割点分开。
iSCSI SAN：提供了基于块的数据访问(它给你提供磁盘驱动器方式)，NAS：提供了基于文件的数据访问(它给你提供文件方式)。
NetApp V-Series网关以及Sanrad iSCSI V交换机就是不带存储的智能存储控制器的典型例子，它可以允许iSCSI、FC以及NAS互联以构成存储池。
对iSCSI SAN进行配置和对iSCSI和光纤通道进行集成的八项最佳实践准则。
1：权衡对iSCSI和光纤通道的需求2：不要假定光纤通道比iSCSI更好3：不要等待10Gbps以太网4：考虑在iSCSI中使用TOE HBA5：考虑iSCSI的安全性6：寻找成熟的initiator7：确保虚拟化软件支持iSCSI8：使用iSCSI新的存储管理功能。
scsi接口的分类
scsi接口的分类
SCSI接口主要可以分为以下几类：
1. SCSI-1：是最早的SCSI接口，在1979年由Shugart（希捷公司前身）制订，在1986年获得美国标准协议承认的SASI（Shugart Associates System Interface，施加特联合系统接口）。
它的特点是支持同步和异步SCSI外围设备，支持7台8位的外围设备，最大数据传输率为5MB/s，支持Worm外围设备。
2. SCSI-2：是SCSI-1的后续接口，于1992年提出，也称为Fast SCSI。
如果采用原来的8位并行数据传输则称为“Fast SCSI”，其数据传输率为10MB/s，最大支持连接设备数为7台。
后来出现了采用16位的并行数据传输模式即“Fast Wide SCSI”，其数据传输率提高到了20MB/s，最大支持连接设备数为15台。
3. Fast SCSI：这是SCSI-2的后续接口，数据传输率提高到了20MB/s，最大支持连接设备数为15台。
4. Ultra SCSI：这是Ultra 320 SCSI的前身，数据传输率进一步提高，达到33MB/s。
5. Ultra 320 SCSI：是目前较新的SCSI接口，数据传输率达到320MB/s。
此外，根据安装位置的不同，还可以分为内置和外置两种类型。
需要注意的是，虽然SCSI接口具有较高的性能和广泛的应用，但是它也存在着价格昂贵和安装复杂等问题。
iSCSI详解手册-完美版
iSCSI详解手册-完美版iSCSI详解手册iSCSI详解手册2003年，互联网工程任务组（IETF）批准iSCSI（互联网SCSI）协议后，很多人开始将以太网作为分块存储网络使用（成为“基于IP 的存储”）。
一直以来，人们采用iFCP 和FCIP等现有协议发送基于IP的SCSI命令行，主要允许FC存储区域网络（SAN）通过IP交换数据。
凭借iSCSI，SCSI命令行可以“端对端”地传送到世界各地的以太网中。
TechTarget中国存储站编辑经过仔细研究为大家奉献了一本非常详尽的iSCSI技术手册，供大家参考。
iSCSI应用技巧iSCSI的性能非常好，除了要求苛刻的事务应用程序。
以太网会发生网络堵塞和延迟，1 Gbps的以太网网络带宽远远小于2、4、甚至10 Gbps的光纤通道SAN，对此许多网络专家可能会惊奇不已。
但是，iSCSI也具有一些问题，任何用户都应该考虑到这些问题。
这一部分将对应用iSCSI时需要解决的若干问题进行列举，并对使用用户进行了指导。
●详解iSCSI技术●iSCSI故障查询列表●如何提高 iSCSI 性能●如何用iSCSI进行系统备份●iSCSI网络配置设计与优化●iSCSI怎样避免拥塞●在数据中心如何使用iSCSI？●应用iSCSI整合存储与网络资源（一）●应用iSCSI整合存储与网络资源（二）●应用iSCSI整合存储与网络资源（三）iSCSI还是FC？以前，FCoE比iSCSI应用的更广泛。
一部分是在上层市场上应用iSCSI需要额外的硬件和能力，这与它所宣称的低成本相违背。
现在，iSCSI的低端市场仍然在增长。
中小型企业，SOHO，甚至大一点的中小型企业。
同样，FCoE也会沿着企业逐步走向中小企业市场。
究竟是选择FCoE还是选择iSCSI？这部分的如下文章就为您分析这个问题，供您选用产品时进行参考。
●有了iSCSI我们还需要FCoE吗●iSCSI能“打倒”光纤吗●虚拟服务器环境下用iSCSI还是FC？●和FC相比 ISCSI得到了应有的地位（一）●和FC相比 ISCSI得到了应有的地位（二）●和FC相比 ISCSI得到了应有的地位（三）●和FC相比 ISCSI得到了应有的地位（四）●以iSCSI的价格获得光纤通道的性能？●如何集成iSCSI 和FC存储●如何集成iSCSI和光纤通道iSCSI与虚拟化有报道说iSCSI与虚拟化是非常匹配的一对，因为iSCSI技术允许快速的产品整合与服务器开发。
iSCSI详解手册
iSCSI详解手册iSCSI详解手册2003年，互联网工程任务组（IETF）批准 iSCSI（互联网SCSI）协议后，很多人开始将以太网作为分块存储网络使用（成为“基于IP的存储”）。
一直以来，人们采用iFCP 和FCIP等现有协议发送基于IP的SCSI命令行，主要允许FC存储区域网络（SAN）通过IP交换数据。
凭借iSCSI，SCSI命令行可以“端对端”地传送到世界各地的以太网中。
TechTarget中国存储站编辑经过仔细研究为大家奉献了一本非常详尽的iSCSI技术手册，供大家参考。
iSCSI应用技巧iSCSI的性能非常好，除了要求苛刻的事务应用程序。
以太网会发生网络堵塞和延迟，1 Gbps的以太网网络带宽远远小于2、4、甚至10 Gbps的光纤通道SAN，对此许多网络专家可能会惊奇不已。
但是，iSCSI也具有一些问题，任何用户都应该考虑到这些问题。
这一部分将对应用iSCSI时需要解决的若干问题进行列举，并对使用用户进行了指导。
●详解iSCSI技术●iSCSI故障查询列表●如何提高 iSCSI 性能●如何用iSCSI进行系统备份●iSCSI网络配置设计与优化●iSCSI怎样避免拥塞●在数据中心如何使用iSCSI？●应用iSCSI整合存储与网络资源（一）●应用iSCSI整合存储与网络资源（二）●应用iSCSI整合存储与网络资源（三）iSCSI还是FC？以前，FCoE比iSCSI应用的更广泛。
一部分是在上层市场上应用iSCSI需要额外的硬件和能力，这与它所宣称的低成本相违背。
现在，iSCSI的低端市场仍然在增长。
中小型企业，SOHO，甚至大一点的中小型企业。
同样，FCoE也会沿着企业逐步走向中小企业市场。
究竟是选择FCoE还是选择iSCSI？这部分的如下文章就为您分析这个问题，供您选用产品时进行参考。
●有了iSCSI我们还需要FCoE吗●iSCSI能“打倒”光纤吗●虚拟服务器环境下用iSCSI还是FC？●和FC相比 ISCSI得到了应有的地位（一）●和FC相比 ISCSI得到了应有的地位（二）●和FC相比 ISCSI得到了应有的地位（三）●和FC相比 ISCSI得到了应有的地位（四）●以iSCSI的价格获得光纤通道的性能？●如何集成iSCSI 和FC存储●如何集成iSCSI和光纤通道iSCSI与虚拟化有报道说iSCSI与虚拟化是非常匹配的一对，因为iSCSI技术允许快速的产品整合与服务器开发。
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几种协议及接口介绍
我们知道，在早期的SAN存储系统中，服务器与交换机的数据传输是通过光纤进行的，因为服务器是把SCSI指令传输到存储设备上，不能走普通LAN网的IP协议，所以需要使用FC传输，因此这种SAN 就叫FC-SAN，而后期出现了用IP协议封装的SAN，可以完全走普通LAN网络，因此叫做IP-SAN，其中最典型的就是现在热门的ISCSI。
这两种方式都需要对数据块进行繁重的读包解包操作，因此高性能的SAN系统是需要在服务器上安装一块专门负责解包工作以减轻处理器负担的网卡，这种网卡大家就叫它HBA卡，它除了执行解包工作外当然还可以提供一个光纤接口（如果是iSCSI HBA卡就是提供普通的RJ45接口）以用于跟对应的交换机连接；另外，HBA物理上你可以把它当作网卡一样插在PCI或者PCI-E槽位里，因此这种设备的用法非常相一张网卡，很多人也就把它跟普通网卡或普通的光纤网卡混淆了。
当然，有的iSCSI HBA卡就可以当作普通网卡来用，不过从价格上考虑这是非常奢侈的。
HBA的常规定义：就是连接主机I/O总线和计算机内存系统的I/O适配器。
按照这个定义，像显卡就是连接视频总线和内存，网卡就是连接网络总线和内存，SCSI-FC卡就是连接SCSI或者FC总线和内存的，它们都应该算是HBA。
HBA卡有FC-HBA和iSCSI HBA将来还有其他HBA卡，但是，HBA通常用在SCSI。
Adapter(适配器)和NIC用于FC；而NIC也会用于以太网和令牌环网。
其实，网卡是大家常提到的一个类型设备的总称，是指安装在主机里，通过网络连接线（双绞线、光纤线缆、同轴电缆等）与网络交换机（以太网交换机、FC交换机、ISCSI交换机等）、或与其它网络设备（存储设备、服务器、工作站等）连接，从而形成一个网络的硬件设备。
那么，光纤网卡这个称呼到底是不是指光纤口HBA卡呢？
实际上大家常说的光纤网卡指的就是光纤通道网络里的HBA卡。
因传输协议的不同的，网卡可分为三种，一是以太网卡，二是FC网卡，三是iSCSI网卡。
?以太网卡：学名Ethernet Adapter,传输协议为IP协议,一般通过光纤线缆或双绞线与以太网交换机连接。
接口类型分为光口和电口。
光口一般都是通过光纤线缆来进行数据传输，接口模块一般为SFP（传输率2Gb/s）和GBIC（1Gb/s）,对应的接口为SC、ST和LC。
电口目前常用接口类型为RJ45,用来与双绞线连接，也有与同轴电缆连接的接口，不过现在已经用的比较少了。
?FC网卡：一般也叫光纤网卡，学名Fibre Channel HBA。
传输协议为光纤通道协议，一般通过光纤线缆与光纤通道交换机连接。
接口类型分为光口和电口。
光口一般都是通过光纤线缆来进行数据传输，接口模块一般为SFP（传输率2Gb/s）和GBIC（1Gb/s）,对应的接口为SC和LC。
电口的接口类型一般为DB9针或HSSDC。
?ISCSI网卡：学名ISCSI HBA，传输ISCSI协议，接口类型与以太网卡相同。
大家说的“光纤网卡”一般是指FC HBA卡，插在服务器上，外接存储用的光纤交换机；而光口的以太网卡一般都叫做“光纤以太网卡”，也是插在服务器上，不过它外接的是带光口的以太网交换机。
什么是iSCSI？和IP SAN是一回事吗？
iSCSI，即Internet SCSI，指在互联网上通过IP协议传输SCSI指令和数据包。
iSCSI可以用来组建IP SAN，即构筑在IP协议基础上的存储局域网。
但是iSCSI不是IP SAN的全部，像FCIP （FC over IP）等技术也可以划入IP SAN的范畴，所以说，iSCSI属于IP SAN的技术，但两者之间还不能完全划等号。