L’interface pour petits systèmes informatiques sur Internet, ou iSCSI, est un protocole de transport pour les réseaux de stockage qui permet aux périphériques clients d’accéder à des périphériques de stockage en mode bloc sur un réseau Ethernet. Comme Fibre Channel, l’iSCSI peut être utilisé pour les réseaux de stockage (SAN) et fonctionner sur des réseaux partagés ou des réseaux de stockage dédiés. Il ne permet toutefois pas de prendre en charge les solutions d’accès aux fichiers comme le stockage en réseau (NAS) ou les solutions de stockage objet, qui utilisent d’autres protocoles de transport. Cet article explique le fonctionnement du protocole iSCSI, ainsi que les avantages et les limites de son utilisation.
Comment fonctionne l’iSCSI ?
Dans un réseau de stockage, ou SAN—un réseau indépendant à haut débit composé de commutateurs, d’hôtes et de périphériques de stockage connectés—, le protocole iSCSI sert à transmettre des données sur le réseau Ethernet qui relie les utilisateurs aux périphériques de stockage. L’iSCSI fonctionne au niveau de la couche transport. Il permet aux périphériques connectés au réseau d’apparaître comme des périphériques locaux pour les utilisateurs.
Un paquet de données, c’est-à-dire une unité de données regroupées pour être acheminées sur le réseau, se compose de la charge utile et d’un en-tête qui contient des informations sur le paquet, notamment les adresses IP de destination et d’origine. On l’appelle également datagramme. Une unité de données de la couche transport TCP est appelée segment, tandis qu’une unité de données de la couche liaison est appelée trame.
Lorsqu’une application d’utilisateur final adresse une requête au système d’exploitation, une commande SCSI et une requête de données appropriées sont générées. Un en-tête de paquet est ajouté à la requête, qui est encapsulée sous la forme d’une unité de données de protocole (PDU) contenant des données SCSI dans l’en-tête TCP, au sein d’une trame Ethernet. La trame complète est ensuite transmise sur le réseau Ethernet.
Lorsque la trame Ethernet atteint sa destination finale, la couche liaison de données cible supprime l’encapsulation de la trame et envoie les résultats au réseau. Le protocole iSCSI désassemble les paquets et sépare les commandes SCSI, ce qui permet au système d’exploitation de voir le périphérique de stockage comme un périphérique SCSI connecté localement.
Les commandes SCSI sont envoyées à un contrôleur SCSI, qui les redirige vers le périphérique de stockage SCSI. Le protocole iSCSI est bidirectionnel et peut également renvoyer des données en réponse à la requête initiale.
Le protocole iSCSI utilise des initiateurs iSCSI et des cibles iSCSI. La PDU représentée dans la figure 1 assure la communication entre l’initiateur et la cible. Les informations contenues dans la PDU permettent d’établir une session, de transporter des commandes iSCSI, de déplacer des données et de fournir des informations de détection des nœuds.
L’initiateur réside sur la machine cliente. Il peut être activé par un logiciel ou un matériel, mais l’activation logicielle est beaucoup plus courante. Les serveurs constituent la cible iSCSI et peuvent recevoir les requêtes de l’initiateur via une ou plusieurs connexions TCP/IP.
Performances de l’iSCSI
Comme le réseau et le protocole iSCSI peuvent transmettre des données sur des réseaux locaux, des réseaux étendus et Internet, les performances d’un réseau iSCSI varient considérablement en fonction de plusieurs facteurs, notamment la vitesse du réseau et du contrôleur de stockage, ainsi que la configuration de ce dernier.
Les commutateurs et les supports Ethernet peuvent fonctionner à des débits de 1 Go, 10 Go, 40 Go et 100 Go. La vitesse des réseaux iSCSI est généralement configurée à 10 Go pour les réseaux d’infrastructure.
iSCSI ou Fibre Channel : méthodes de transmission des données de stockage
iSCSI et Fibre Channel (FC) sont tous deux efficaces et populaires pour transférer de grandes quantités de données. Le tableau suivant présente les principales différences entre iSCSI et FC.
| iSCSI | Fibre Channel | |
|---|---|---|
| Infrastructure | La même infrastructure est déployée sur les réseaux des utilisateurs et des serveurs | Une infrastructure dédiée sépare les réseaux des utilisateurs et des serveurs |
| Charge du processeur | Supérieure à celle de Fibre Channel | Inférieure à celle d’iSCSI |
| Distance prise en charge | La distance n’est pas limitée | Distance limitée |
| Déploiement | Simple et facile à gérer | Complexe et exigeant en main-d’œuvre |
| Latence | Supérieure à celle de Fibre Channel | Inférieure à celle d’iSCSI |
| Coût | Moins coûteux | Plus coûteux |
| Applicabilité | Convient parfaitement aux applications à faibles entrées-sorties | Convient parfaitement aux applications à nombreuses entrées-sorties |
Quand choisir l’iSCSI plutôt que Fibre Channel
Un SAN Fibre Channel convient parfaitement aux entreprises disposant du budget et de l’expertise nécessaires pour mettre en œuvre et gérer un réseau Fibre Channel dédié. Les SAN iSCSI fonctionnent sur des réseaux Ethernet et n’ont pas toujours besoin de matériel réseau dédié. Ils conviennent aux entreprises qui ont besoin d’exécuter des charges de travail exigeantes sans déployer de matériel réseau dédié.
Avantages de l’iSCSI
L’iSCSI offre de nombreux avantages aux entreprises qui le déploient dans le cadre d’un SAN. Voici les plus courants :
- TOE intégré. Pour éliminer la charge liée aux traitements supplémentaires sur le processeur hôte, les cartes d’interface réseau (NIC) intègrent une technologie de moteur de déchargement TCP (TOE) qui déporte le traitement de la pile TCP/IP vers un contrôleur réseau.
- Investissement initial limité. Les entreprises peuvent maintenir leur coût total de possession (TCO) à un niveau bas en utilisant un protocole iSCSI pour accéder aux périphériques de stockage. En plus de son faible TCO, l’iSCSI crée un SAN facile à installer et nécessitant peu de maintenance.
- Aucun matériel supplémentaire requis. L’iSCSI utilise la technologie fondée sur IP ainsi que l’interopérabilité de TCP/IP et d’Ethernet, sans matériel supplémentaire.
- Sécurité renforcée. L’iSCSI fournit une couche de sécurité supplémentaire aux réseaux de stockage.
- Faibles coûts de formation et de maintenance. Aucune formation supplémentaire n’est nécessaire pour que le personnel réseau utilise le protocole iSCSI, et l’augmentation de l’utilisation du stockage sans supervision ni gestion lourdes permet de réduire les coûts d’exploitation.
- Grande compatibilité. Comme IP est une technologie universelle, non propriétaire et utilisée dans le monde entier, les différents équipements de stockage réseau fonctionnent ensemble de manière transparente.
- Évolutivité flexible. Les environnements SAN iSCSI se déploient facilement à l’aide du matériel réseau et d’autres périphériques existants, ce qui permet aux entreprises d’accroître leur capacité de stockage et de changer d’échelle au fur et à mesure de leur croissance.
- Faible consommation et faible coût énergétiques. La réduction du nombre de commutateurs actifs en ligne diminue les coûts d’infrastructure, de consommation d’énergie et de refroidissement.
Quelles sont les limites de l’iSCSI ?
Bien que l’iSCSI offre de nombreux avantages, comme la plupart des technologies, il présente également des limites. Voici les plus courantes :
- Performances conditionnelles. Lorsque la technologie iSCSI est utilisée sur un réseau mixte qui traite à la fois des données métier et des informations iSCSI, elle entraîne une latence accrue et des problèmes de performances.
- Incompatibilité avec les SSD. L’iSCSI utilise une technologie série, ce qui signifie qu’elle n’est pas adaptée aux périphériques de stockage à mémoire flash (SSD).
- Capacité limitée. La capacité maximale d’un LUN sur un disque dur est de 250 To, tandis que la capacité maximale d’un NAS est de 144 To.
- Instantanés en nombre limité. Le nombre d’instantanés, c’est-à-dire de copies virtuelles des données stockées, est limité à 512 par application iSCSI et à 64 pour les volumes de partage de fichiers. Si la fonctionnalité d’instantané tombe en panne, les données seront irrécupérables et les performances de l’iSCSI seront négativement affectées.
- Connexions en nombre limité. L’iSCSI est également limité à 255 connexions par session. Si la session dépasse 255 connexions, la cible rejettera les autres tentatives de connexion simultanées.
En bref : l’iSCSI pour les solutions d’entreprise
Le besoin de transférer des données à haut débit et de stocker de grandes quantités de données est devenu essentiel aux activités informatiques des entreprises. Les réseaux de stockage constituent une solution viable à ces deux besoins. Les SAN utilisant le protocole iSCSI fonctionnent sur des réseaux Ethernet, ce qui en fait un choix pertinent pour les entreprises disposant déjà d’un réseau et qui ont besoin d’exécuter des charges de travail exigeantes, mais ne souhaitent pas acheter ni installer de matériel réseau dédié.
Pour en savoir plus sur les cinq types de stockage de données d’entreprise afin de découvrir les différentes façons dont les entreprises choisissent de stocker leurs données et de les rendre accessibles aux utilisateurs.