（文章來源：itworld123）

企業(yè)級存儲系統(tǒng)通常也是運行在常規(guī)操作系統(tǒng)之上的，比如早期的EMC的中端存儲是運行在Windows XP平臺上的，而國內的存儲廠商的產品通常是基于Linux平臺。分布式存儲更是不例外，目前分布式存儲通常都是運行在Linux操作系統(tǒng)之上。

為了更好地理解存儲技術，從操作系統(tǒng)層面理解磁盤就顯得尤為重要了。為了便于學習，本文以Linux操作系統(tǒng)作為參考，介紹磁盤在Linux操作系統(tǒng)層面的相關內容。我們通常看到的磁盤是在/dev目錄下的文件（設備）。在Linux操作系統(tǒng)中一切皆文件，因此磁盤設備本身也是以文件的形態(tài)呈現(xiàn)的。比如某個操作系統(tǒng)下面我們可能會看到如下內容。

上述設備中形似sdX的設備為SCSI磁盤設備。無論是基于SAS、iSCSI還是FC的磁盤設備，大概都是這個樣子。形似dm-X的是Device Map塊設備，也就是通過LVM進行管理的設備，這種設備是一種邏輯設備。在Linux操作系統(tǒng)中塊設備的種類很多，有本地磁盤設備、有SAN設備還有基于網絡的塊設備。在虛擬機中塊設備又呈現(xiàn)為另外一種文件名，比如在Xen虛擬機中偽xvdX。

雖然名稱差異很大，但是在Linux操作系統(tǒng)內核中的實現(xiàn)確實非常簡單。在內核中任何磁盤塊設備都是通過調用add_disk函數(shù)完成的。在《Linux設備驅動程序》這本書對塊設備進行了詳細的介紹，并且可以通過非常簡單的代碼實現(xiàn)一個自己的塊設備。

SAN的全稱是存儲區(qū)域網絡，也就是通過網絡的形式實現(xiàn)計算節(jié)點（客戶端）對存儲系統(tǒng)的訪問。在存儲系統(tǒng)中可以劃分若干個LUN，這些LUN通過網絡的方式連接，在客戶端呈現(xiàn)為一個磁盤。如圖所示，存儲系統(tǒng)的資源在計算節(jié)點以磁盤的形式呈現(xiàn)。

對于Linux操作系統(tǒng)來說，塊設備就好像一個文件一樣。任何讀寫數(shù)據(jù)都是以偏移和長度為基本信息下發(fā)到磁盤塊設備進行處理。因此，對于塊設備來說，它并不關系這些數(shù)據(jù)在底層是如何存儲。對于SAN存儲來說，當塊設備接收到請求后，會調用底層協(xié)議層的接口將請求轉發(fā)出去。SAN存儲使用的是SCSI協(xié)議，因此，塊設備的請求都會轉換為SCSI協(xié)議進行處理。

Linux內核實現(xiàn)了一個SCSI子系統(tǒng)，所有SCSI設備及驅動都基于該子系統(tǒng)實現(xiàn)。該SCSI子系統(tǒng)分為3層，SCSI上層、SCSI中層和SCSI下層。其中上層是設備層，實現(xiàn)比如磁盤驅動、磁帶驅動或者光盤等所有的塊設備。中層是通用層，實現(xiàn)SCSI的公共功能，比如錯誤處理等內容。下層是硬件驅動層，比如FC-HBA驅動和SAS-HBA卡驅動等等。

針對Linux磁盤設備來說，其發(fā)送的請求經過SCSI層后會封裝為SCSI協(xié)議包，然后通過底層的協(xié)議發(fā)送出去。對于塊設備，底層協(xié)議對用戶來時是透明的，用戶在使用塊設備的時候也不用關心塊設備底層所使用的通信協(xié)議。但是對于SCSI子系統(tǒng)來說是需要關系底層通信協(xié)議的，因為它要調用底層驅動的接口將數(shù)據(jù)通過該驅動發(fā)送出去。對底層驅動的調用是通過其回調函數(shù)完成的，回調函數(shù)的注冊發(fā)生在設備初始化的時候。

至此，我們了解到SAN存儲磁盤與本地磁盤并無本質的差別，核心差異在與其數(shù)據(jù)需要通過某種協(xié)議與比較遠的設備進行數(shù)據(jù)的交換。SAN存儲最早只支持FC協(xié)議。后來隨著以太網技術的飛速發(fā)展，IBM發(fā)明了iSCSI協(xié)議，該協(xié)議是基于TCP/IP協(xié)議實現(xiàn)的存儲協(xié)議。iSCSI協(xié)議可以簡單地理解為一個應用層的協(xié)議，類似HTTP協(xié)議。只不過HTTP協(xié)議用于傳輸Web內容，而iSCSI協(xié)議則用于傳輸磁盤內容。

可以看出，iSCSI其實就是對SCSI協(xié)議的封裝，然后通過以太網進行傳輸。說白了，iSCSI就是以以太網作為傳輸媒介的SCSI協(xié)議。iSCSI協(xié)議分為客戶端和服務端兩部分，在iSCSI協(xié)議中稱為啟動器和目標器。其中啟動器就是計算端，而目標器就是存儲端。

（責任編輯：fqj）