使用 ASUSTOR AS6704T NAS 享受 iSCSI 帶來的儲存樂趣
對於資訊界來說,「iSCSI」一詞並不陌生,iSCSI使用IP協議將SCSI指令傳輸到遠端設備上的儲存區,並且可以通過標準以太網或光纖通道網絡傳輸資料。只要你有一台NAS,只要透過iSCSI將NAS中的硬碟掛載至你的電腦/筆電,不僅能擴充電腦的儲存空間,原先NAS的RAID保護機制仍存在,讓你的重要資料及數位資產備份無虞。 ASUSTOR iSCSI 是一種經濟實惠的解決方案,可以提供SAN的功能,而不需要昂貴的硬件設備和專門的技術知識。
iSCSI是什麼?
記得早期伺服器上都是SCSI的天下,自從SATA流行後,引領風騷的SCSI慢慢地敗陣下來。後來衍生SCSI協定透過TCP/IP網路傳送,使連接距離可作無限的地域延伸,這就是iSCSI(Internet Small Computer System Interface的縮寫)。簡單說,iSCSI就是在網路上運行SCSI指令,這樣連接的儲存裝置即可在網路上傳送資料。
筆者用更簡單的比喻,就是利用網路線取代排線連接的硬碟,這樣硬碟就不一定要擺在主機內,只要有網路經過的地方都可以擺放硬碟,當iSCSI遇到利用網路來進行儲存NAS,簡直是千里馬遇見伯樂一樣。
NAS實質上是一台檔案伺服器,可提供網路上的多台伺服器與多個使用者存取檔案,最簡單的說就是然後透過網路芳鄰的方式分享,相信大部分的人都很清楚其運作模式。既然有了NAS的網路分享,為何還需要iSCSI,它們在用途和功能上有很大的差異。因為SCSI協議通過將存儲設備模擬成本地硬碟的方式,使得伺服器可以像本地硬碟一樣的直接使用存儲設備。並不像SMB/NFS/AFS協議的透妥網路共享方式給多個用戶使用。
筆者無法一一描述細節,總之,使用iSCSI的通訊協定不只給你空間,而是給你整顆硬碟般的環境,讓你可以格式化與安裝系統,尤其有使用Vmware虛擬伺服器的人都知道它的好處。
在使用設定iSCSI前,我們需要先了解關於iSCSI的三個名詞:iSCSI Initiator、iSCSI Target、 iSCSI LUN。個iSCSI Target可以連結一個或多個LUN,同樣一個LUN也可以關聯多個iSCSI Target。不過,通常不建議使用多個iSCSI Initiator連接相同的iSCSI Target,以免硬碟資料損毀。
- iSCSI Initiator:(iSCSI啟動器)通常裝在你的電腦和筆電,開啟連結到你的NAS。
- iSCSI Target:(iSCSI目標端)通常裝在用來提供空間的主機(如NAS)上,當iSCSI Initiator連到iSCSI Target時,iSCSI Target連接的所有LUN也會連結到電腦。
- iSCSI LUN:在iSCSI環境中的LUN是真正的儲存實體。使用者可以在這些iSCSI LUN上建立並管理文件,就像管理本地磁碟一樣。
建立Target與LUN
筆者使用ASUSTOR AS6704T NAS來建立Target與LUN,在ADM系統的儲存管理員上,可以看到iSCSI與iSCSI LUN的選項功能,iSCSI就是iSCSI Target,是指被連的iSCSI目標,也就是讓前端PC啟動器(initiator)來連結到你的NAS。點選〔建立〕出現建立新的iSCSI裝置視窗,在建立Target時也可以順便建立LUN。
輸入自己想要的名稱,IQN則使用預設帶出的值即可。
假如你不想讓別人輕易連結,啟用CHAP來使用名稱與密碼確認是保險的措施,若使用 CHAP 認證,在使用iSCSI Initiator(啟動器)連線到Target時便會要求輸入CHAP 密碼,驗證身分後才可以進行連線,是一種安全認證的方式。預設值是不勾選,先不理會,之後再設定也不遲。
因建立iSCSI時選擇同時建立iSCSI Target(目標)與iSCSI LUN(磁碟),所以完成iSCSI Target後隨即帶出建立LUN的畫面,當然給一個LUN的名稱並指定位置,此位置就是儲存空間的硬碟群組(Volume),在筆者的「為創作者應運而生 ASUSTOR AS6704T NAS 開箱」文章中,其中Volum3是使用M.2 PCie SSD建立的硬碟群組,為了速度,LUN 位置就指定在此Volome 3,LUN 容量設定500GB大小。在iSCSI 的環境中,Intiator負責與Target溝通並建立連線,連線成功後,可將iSCSI LUN就會變成你電腦中的硬碟一樣供你使用。
最後出現iSCSI Target與iSCSI LUN的設定明細,檢視後無誤即可按下〔完成〕。
完成建立後,回到儲存管理員,在iSCSI頁面上看到了建立的Target。
而iSCSI LUN內也看到了建立的LUN1,位址在Vulome3,空間有500GB。對應的iSCSI Target是一起建立的Target。
PC建立iSCSI Initiator
直接將NAS掛成網路磁碟機不是很方便嗎?為何費那麼大的心力來連結呢?其實還是有差別的,iSCSI掛載的硬碟視為本機硬碟一樣,網路磁碟無法存放的大型安裝檔都可以在這個掛載的硬碟來實現,且傳輸小檔案也會比網路磁碟機快,有NAS再搭配SSD來擴充iSCSI儲存是不錯的選擇。
目前Windows系統都有內建iSCSI的連線啟動器服務,筆者以Windows 10為實例說明如下,利用搜尋找到【iSCSI啟動器】開啟。
iSCSI就是在網路上運行SCSI指令,所以在【目標】分頁畫面上輸入你有設定Target的NAS IP位址,並按下〔快速連線〕。
此時馬上抓到NAS上的Target,名稱就是NAS上的IQN,雖然IQN勒勒長文字,但還是很容易辨識。
進入PC端的磁碟管理工具,馬上套出一個初始化磁碟的訊息,接動作如同一新顆硬碟建立MBR分割與格式化,就不再贅述。與網路磁碟機差別由下圖可以清楚了解,iSCSI掛載的硬碟就是如同本機硬碟一樣,要格式化才能使用。
快速的格式化並產生一個E槽磁碟。
上傳一個10GB大檔案,前1/3飆到1.75GB/秒後會往下降,到1/2已經降到400~450MB/秒,且穩定呈直線,速度還可以,已經可以媲美SSD了。
使用CrystalDiskMak來測試一下速度循序的讀寫速度來到1237.33 / 816.40 ( MB/s),個人覺得相當不錯,可見10GbE 網路介面卡有發揮作用。其實參考就好,iSCSI就是在網路上運行SCSI指令,乍看之下網路與硬碟效能是其中關鍵,但NAS的iSCSI快取或CrystalDiskMak的測試基準都是有可能是影響因素喔!
來看看筆者的ASUSTOR NAS的儲存空間的環境設定,Volume 1是用3顆傳統硬碟RAID 5的硬碟群組,Volume 2是用單顆硬碟,Volume 3則是使用Apacer M.2 PCIe NAS專用的SSD來做RAID 1。
再來建立一個單獨的LUN,也是就是建立一個可以被Target連結的LUN2儲存空間,此空間對應的Volume 2是一個200GB傳統硬碟的空間。
同樣的方式在建立一個LUN3的空間,不過是對應Volume 2的100GB空間。如下圖,lun1已經有Target連結,剛剛建立的lun2、lun3尚未有Target連結。
建立一個Target並來連接一個lun2,其過程如下:
一樣到PC端開啟「磁碟管理工具」,馬上出現一個初始化磁碟的訊息,進行格化後成F磁碟。與E磁碟的差異是連結不同的LUN,也就是F磁碟對應的是NAS上的LUN2(Volume 2 傳統硬碟)。
不管是網路芳鄰掛載應NAS硬碟,或是使用iSCSI掛載的硬碟,其性能都是完全取決於網絡速度與硬碟效能,筆者連線的是10Gbps的乙太網路,理論上有1250MB/s速度。上傳一個10GB的大檔案,1/3後就開始進入傳統硬碟的100MB/s 至140MB/s 左右速度,可見比起SSD的LUN 1差不少。
ADM支援一個 Target 來連結多個 LUN,同樣一個 LUN可以被多個Target連結。上流程中的步驟5中是挑選一個LUN,其實當時要是選擇兩個LUN就如下圖所示,這就可以一個 Target 來連結多個 LUN(lun2和lun3)。
ASUSTOR NAS除了支援iSCSI外,也支援其快照功能。與傳統的完整 LUN 備份相比,節省了大量的作業時間以及儲存空間。 一旦發生檔案毀損需要進行還原時,簡單直覺的操作介面讓管理人員能迅速的回復資料,在最短的時間完成災難復原,服務不斷線。
VMware ESXI 使用 ASUSTOR iSCSI Target
虛擬化技術領域中,目前較多人使用微軟Hyper-V或是VMWare,目前四核心或六核心的機器價位也相當親民,VMware ESXi 可說是目前市面上簡單快速且免費的虛擬化方案之一,只要一部電腦就可運行多台虛擬機,也就是執行多個作業系統。為了測試連結iSCSI Target,使用VMware WorkStation架設VMware ESXi 6.7,之後再連接到ASUSTOR AS6704T NAS上的iSCSI Target上。
那如何將 ASUSTOR NAS 上的iSCSI Target掛載至 VMware ESXi Hypervisor 上呢?首先進入在「儲存區」→「介面卡」→「設定iSCSI」畫面。
啟用iSCSI後按下「新增連接埠連結」。
每個人的環境不同,筆者在PC上有一個實體1Gb網路,1個WiFi與兩個10Gb網路,所以VMware Workstation Pro模擬VMware ESXi多網卡設定就較複雜些,若是實體機較就單純些。簡單說就是VMware ESXi要連接NAS的網路介面。
接著在「動態目標」區塊右邊按下「新增動態目標」,並指定ASUSTOR NAS 的 IP 位址,筆者輸入的是AS-T10G3擴充卡上的10GB網卡IP位址(可參考筆者的ASUSTOR AS6704T NAS文章),最後按下〔儲存組態〕。
設定介面卡後,再到「裝置」頁面下重新整理一下,果然出現NAS上所有iSCSI的 Target,至於已降級訊息是因為筆者在NAS上建立儲存空間都是單顆無RAID保護環境的原因。
確定抓到NAS上的iSCSI Target後,接下來就是掛載的動作,直接進入「儲存區」→「資料存放區」→「新增資料存放區」畫面。
出現新增資料存放區的精靈畫面,總共有4的步驟:
- 第一是資料存放區的類型,有選擇一個全新的VMFS資料存放區來建立。
- 此datastore 的名稱命名,並選擇一個 LUN。由於筆者有建立三個Target,但其中兩個已經被連結,所以下圖中僅出現一個Target的LUN,
- 取得空間的大小與VMFS版本,當然你可以取得部分空間來使用即可,但筆者測試建立時就指定的不大,所以選擇使用全部的空間,而VMFS版本的選擇,主要是向下相容的問題,筆者使用VMFS 6。
- 最後出現設定的資訊,確定無誤後就按下〔完成〕來掛接。
掛接後一可看到一個新的 datastore 已可以使用了。
VMware ESXi平台可以在一部實體機器上模擬完整的網路環境與硬體設備,不論是技術、操作、功能與速度,是市面上其他虛擬軟體所望其項背的,對於其網路、快照、拖曳複製與共享等種種功能,保證一用上就上癮。雖然此文章是架設在VMware workstation Pro下,一台機器兩層的虛擬環境,建立虛擬機器的動作沒有什麼改變,尤其ESXi 6.7使用web Client的管理方式,瀏覽器就可完成一切的操作,方便極了。至於建立虛擬機器的步驟就不再贅述了。
小結
iSCSI是一種將資料存儲區域網絡(SAN)擴展到Internet Protocol(IP)網絡上的協議,使用iSCSI,可以在跨越不同地理位置和不同網絡架構的設備之間建立存儲連接,這對於備份和緊急恢復等任務非常有用。兩台主機(Target、Initiator)之間可利用iSCSI協定來交換資料傳輸的SCSI指令集,透過高速的區域乙太網路,輕鬆將遠端的儲存設備(如NAS)模擬為內接硬碟,讓你可以格式化與安裝系統。如果你擁有一台NAS,除了可盡情地把玩NAS包羅萬象的應用,利用iSCSI的功能與特色,也可提供一個方便、低成本的擴充儲存解決方案。
下圖是筆者自己的運用,一台ASUSTOR AS6704T NAS配上一台PC,輕輕鬆鬆模擬公司複雜的ERP前端與後端的環境。
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