CN101136929A - 因特网小型计算机系统接口数据传输方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种ISCSI数据传输方法、一种NAT设备及一种内网存储系统。其中，方法包括：NAT设备将外网客户端发来的发起方信息发送给内网存储系统，以便内网存储系统确定与发起方连接的目标方；NAT设备接收内网存储系统发来的TCP连接请求报文，保存该报文中的发起方与目标方进行ISCSI数据传输的端口信息与目标方IP地址的对应关系，将TCP连接请求报文发送给外网客户端；NAT设备接收外网客户端发来的ISCSI数据报文，根据ISCSI数据报文中的发起方与目标方进行ISCSI数据传输的端口信息确定目标方IP地址，根据目标方IP地址将ISCSI数据报文发送给内网存储系统。本发明实现了外网客户端与内网存储系统间的ISCSI数据交互。

Description

因特网小型计算机系统接口数据传输方法及设备

技术领域

本发明涉及存储技术领域，具体涉及一种因特网小型计算机系统接口(ISCSI，Internet Small Computer System Interface)数据传输方法、一种网络地址转换设备(NAT，Network Address Transfer)及一种内网存储系统。

背景技术

因特网小型计算机系统接口(ISCSI，Internet Small Computer SystemInterface)是一种基于传输控制协议/因特网协议(TCP/IP，Transport ControlProtocol/Internet Protocol)的SCSI传输协议，在客户端和存储系统之间用TCP/IP封装并可靠地传输SCSI命令。

图1为一个ISCSI协议的典型应用环境，如图1所示，客户端需要安装一个ISCSI发起方(initiator)模块，存储系统中则需要集成一个ISCSI目标方(target)模块。客户端和存储系统之间通过IP网络传输SCSI命令和数据。

图2为现有的客户端与存储系统进行ISCSI数据传输的消息流程示意图，如图2所示，其具体步骤如下：

步骤201：客户端向存储系统发送ISCSI连接请求(login)消息，该消息携带initiator name和initiator IP地址，存储系统收到ISCSI login消息，保存该消息中的initiator name和initiator IP地址。

步骤202～203：客户端与存储系统进行参数协商，协商完毕，存储系统向客户端发送ISCSI文本(text)报文，该报文携带与客户端的initiator连接的target name和target IP地址。

本步骤中的参数协商指的是安全参数等的协商。

存储系统中包含多个存储资源，存储系统会为每个initiator分配存储资源，并将该存储资源的targetname和target IP地址通过ISCSI text报文通知客户端。

步骤204：客户端向存储系统发送ISCSI连接结束(logout)报文，以结束与存储系统之间的ISCSI连接。

步骤205：客户端向存储系统发起ISCSI login报文，该报文的目的IP地址为步骤203的ISCSI text报文中的target IP地址，该报文同时携带initiator name和target name。

步骤206：存储系统收到该ISCSI login报文，确定target与initiator之间的ISCSI连接建立。

步骤207：客户端与存储系统通过建立的ISCSI连接交互ISCSI数据。

在一般应用中，客户端和存储系统都处于同一个网段的内部网络中。但是随着业务的发展，外部网络的客户端可能需要访问内部网络的存储系统，此时，由于外部网络没有直接可达内部网络的IP路由，外部网络的客户端就无法与处于内部网络的存储系统建立ISCSI连接，从而无法进行数据交互，现有技术未给出该方面的解决方案。

发明内容

本发明提供ISCSI数据传输方法、NAT设备及内网存储系统，以实现外网客户端与内网存储系统之间的ISCSI数据交互。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种ISCSI数据传输方法，包括：

NAT设备将外网客户端发来的发起方信息发送给内网存储系统，以便内网存储系统确定与发起方连接的目标方；

NAT设备接收内网存储系统发来的TCP连接请求报文，保存该报文中的发起方与目标方进行ISCSI数据传输的端口信息与目标方IP地址的对应关系，将TCP连接请求报文发送给外网客户端；

NAT设备接收外网客户端发来的ISCSI数据报文，根据ISCSI数据报文中的发起方与目标方进行ISCSI数据传输的端口信息确定目标方IP地址，根据目标方IP地址将ISCSI数据报文发送给内网存储系统。

一种NAT设备，包括：ISCSI报文收发模块、TCP报文收发模块和TCP会话模块，其中：

ISCSI报文收发模块，将外网客户端发来的发起方信息发送给内网存储系统；接收外网客户端发来的ISCSI数据报文，根据报文中的端口信息从TCP会话模块获取目标方IP地址，根据目标方IP地址将报文发送给内网存储系统；

TCP报文收发模块，接收内网存储系统发来的TCP连接请求报文，将报文中的发起方与目标方进行ISCSI数据传输的端口信息与目标方IP地址的对应关系保存到TCP会话模块，将报文发送给外网客户端。

一种内网存储系统，包括：

TCP连接请求模块，通过NAT设备向外网客户端发起TCP连接请求报文，报文携带发起方与目标方进行ISCSI数据传输的端口信息与目标方IP地址；

ISCSI报文收发模块，将与发起方连接的目标方信息通过ISCSI报文发送给外网客户端；通过与外网客户端间的ISCSI连接，交互ISCSI数据报文。

与现有技术相比，本发明实施例中，内网存储系统确定与发起方连接的目标方后，主动通过NAT设备向外网客户端发起TCP连接请求报文，NAT设备保存该报文中的发起方与目标方进行ISCSI数据传输的端口信息、目标方IP地址的对应关系，将TCP连接请求报文发送给外网客户端；之后，NAT设备接收外网客户端发来的ISCSI数据报文，根据ISCSI数据报文中的发起方与目标方进行ISCSI数据传输的端口信息确定目标方IP地址，根据目标方IP地址将ISCSI数据报文发送给内网存储系统，从而实现了外网客户端与内网存储系统间的ISCSI数据交互。

附图说明

图1为ISCSI协议的典型应用环境示意图；

图2为现有的客户端和存储系统进行ISCSI数据传输的消息流程示意图；

图3为本发明实施例提供的外网客户端与内网存储系统进行ISCSI数据传输的消息流程示意图；

图4为本发明实施例提供的外网客户端与内网存储系统进行ISCSI数据传输的系统组成图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。

图3为本发明实施例提供的外网客户端与内网存储系统进行ISCSI数据传输的流程图，如图3所示，其具体步骤如下：

步骤301：NAT设备预先配置NAT设备的外网IP地址与NAT设备的内网IP地址的对应关系，以及NAT设备的内网IP地址与内网存储系统的IP地址的对应关系。

步骤302：外网客户端向NAT设备发起ISCSI login报文，该报文的目的IP地址为NAT设备的外网IP地址，该报文中包含initiator name、initiatorIP地址等信息。

步骤303：NAT设备收到ISCSI login报文，根据自身预先配置的NAT设备的外网IP地址和NAT设备的内网IP地址的映射关系，以及NAT设备的内网IP地址与内网存储系统的IP地址的映射关系，将报文的目的IP地址由NAT设备的外网IP地址替换为内网存储系统的IP地址，将ISCSI login报文转发给内网存储系统。

步骤304：内网存储系统接收到ISCSI login报文，从该报文中获取外网客户端的initiator name，initiator IP地址等信息，向NAT设备返回ISCSI连接响应报文，ISCSI连接响应报文的源IP地址为内网存储系统的IP地址，目的IP地址为initiator IP地址。

步骤305：NAT设备收到该ISCSI连接响应报文，将报文的源IP地址替换为自身的外网IP地址，将报文发送给外网客户端。

步骤306：外网客户端与内网存储系统通过ISCSI报文进行参数协商，协商完毕，内网存储系统向外网客户端发送ISCSI text报文，该报文中携带与initiator连接的target name和target IP地址。

步骤307：外网客户端收到ISCSI text报文，生成一个包含initiator name，initiator IP地址，target name，target IP地址，NAT设备的外网IP地址的老化表，然后向内网存储系统发送ISCSI logout报文，以结束与内网存储系统之间的ISCSI连接。

步骤308：内网存储系统主动向外网客户端发送TCP连接请求报文，以建立与外网客户端间的TCP连接，该报文的源IP地址为与initiator连接的target IP地址，目的IP地址为initiator IP地址，该报文中的源端口号为内网存储系统的一个端口号，称为target端口号，目的端口号为外网客户端的一个端口号，称为initiator端口号。

TCP连接请求报文中的源端口号、目的端口号指明了initiator和target进行ISCSI数据传输的端口，其中，源端口号为内网存储系统随机选择的，目的端口号通常为3260。

步骤309：NAT设备收到该TCP连接请求报文，建立包含：target IP地址、target端口号即：TCP连接请求报文的源端口号、initiator IP地址、initiator端口号即：TCP连接请求报文的目的端口号的TCP会话表项，将该报文的源IP地址替换为NAT设备的外网IP地址，将该报文发送给外网客户端。

步骤310：外网客户端收到该TCP连接请求报文，通过TCP三次握手建立与内网存储系统之间的TCP连接。

步骤311：外网客户端根据步骤307中建立的老化表，向NAT设备发起ISCSI login报文，该报文的源IP地址为initiator IP地址，目的IP地址为老化表中的NAT设备的外网IP地址，源端口号为步骤310中收到的TCP连接请求报文中的目的端口号、目的端口号为步骤310中收到的TCP连接请求报文中的源端口号，该报文同时包含initiator name和target name。

步骤312：NAT设备收到该ISCSI login报文，在TCP会话表项中，查找与该报文中的源端口号、目的端口号对应的target IP地址，将该ISCSI login报文的源IP地址替换为自身的内网IP地址，将该报文的目的IP地址替换为查找到的target IP地址，将该报文发送给内网存储系统。

步骤313：内网存储系统收到该ISCSI login报文，与外网客户端之间的ISCSI连接建立。

步骤314：外网客户端与内网存储系统通过建立的ISCSI连接，进行ISCSI数据交互。

本步骤中，外网客户端向内网存储系统发送ISCSI数据报文的过程与步骤311～312描述的外网客户端向内网存储系统发送ISCSI login报文的过程相同。内网存储系统向外网客户端发送ISCSI数据报文的过程为：内网存储系统向NAT设备发送ISCSI数据报文，ISCSI数据报文的源IP地址为与initiator连接的target IP地址，目的IP地址为initiator IP地址，ISCSI数据报文中的源端口号为步骤310中的TCP连接请求报文的源端口号，目的端口号为步骤310中TCP连接请求报文的目的端口号；NAT设备收到该ISCSI数据报文，将该ISCSI数据报文的源IP地址替换为NAT设备的外网IP地址，将该ISCSI数据报文发送给外网客户端。

图4为本发明实施例提供的外网客户端与内网存储系统进行ISCSI数据传输的系统组成图，如图4所示，其主要包括：外网客户端41、NAT设备42和内网存储系统43，其中：

外网客户端41：向NAT设备42发起ISCSI login报文，该报文的目的IP地址为NAT设备42的外网IP地址，且该报文携带initiator name和initiatorIP地址，接收内网存储系统43通过NAT设备42发来的ISCSI连接响应报文，通过NAT设备42与内网存储系统43进行参数协商，接收内网存储系统43通过NAT设备42发来的携带target name和target IP地址的ISCSI text报文，建立包含：initiator name，initiator IP地址，target name，target IP地址和NAT设备42的外网IP地址的老化表；

接收内网存储系统43通过NAT设备42发来的TCP连接请求报文，保存该报文中的target端口号和initiator端口号，向NAT设备42发送ISCSIlogin报文，该报文的目的IP地址为老化表中的NAT设备42的外网IP地址，源端口号为initiator端口号，目的端口号为target端口号，该报文同时携带老化表中的target name；

向NAT设备42发送ISCSI数据报文，该报文的目的IP地址为老化表中的NAT设备42的外网IP地址；

接收内网存储系统43通过NAT设备42发来的ISCSI数据报文。

如图4所示，NAT设备42包括：ISCSI报文收发模块421、TCP报文收发模块422和TCP会话模块423，其中：

ISCSI报文收发模块421：接收外网客户端41发来的携带initiator name和initiator IP地址的ISCSI login报文，将该报文的目的IP地址由NAT设备42的外网IP地址替换为内网存储系统43的IP地址，将ISCSI login报文发送给内网存储系统43；接收内网存储系统43发来的携带target name和target IP地址的ISCSI text报文，将ISCSI text报文发送给外网客户端41；接收外网客户端41发来的ISCSI数据报文，根据ISCSI数据报文中的源端口号、目的端口号从TCP会话模块423获取目标方IP地址，根据目标方IP地址将ISCSI数据报文发送给内网存储系统43。

TCP报文收发模块422：接收内网存储系统43发来的TCP连接请求报文，建立包含：initiator IP地址、initiator端口号即：TCP连接请求报文中的目的端口号、target IP地址、target端口号即TCP连接请求报文中的源端口号的TCP会话表项，将该TCP会话表项保存到TCP会话模块423，将TCP连接请求报文发送给外网客户端41。

TCP会话模块423：保存TCP会话表项。

如图4所示，内网存储系统43包括：TCP连接请求模块431和ISCSI报文收发模块432，其中：

TCP连接请求模块431：通过NAT设备42向外网客户端41发起TCP连接请求报文，该报文的源端口号为内网存储系统43的一个端口号，目的端口号为外网客户端41的一个端口号，该报文的源IP地址为target IP地址，目的IP地址为initiator IP地址。

ISCSI报文收发模块432：接收到NAT设备42发来的携带initiator name和initiator IP地址的ISCSI login报文，根据报文中的initiator name和initiatorIP地址，确定与initiator连接的target name和target IP地址，将该target name和target IP地址携带在ISCSI text报文中通过NAT设备42发送给外网客户端41，接收外网客户端41通过NAT设备42发来的ISCSI logout报文；

接收NAT设备42发来的携带initiator name和target name的ISCSI login报文，确定target与initiator之间的ISCSI连接建立，通过ISCSI连接与外网客户端41交互ISCSI数据报文。

以上所述仅为本发明的过程及方法实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种因特网小型计算机系统接口ISCSI数据传输方法，其特征在于，包括：

网络地址转换NAT设备将外网客户端发来的发起方信息发送给内网存储系统，以便内网存储系统确定与发起方连接的目标方；

NAT设备接收内网存储系统发来的传输控制协议TCP连接请求报文，保存该报文中的发起方与目标方进行ISCSI数据传输的端口信息与目标方IP地址的对应关系，将TCP连接请求报文发送给外网客户端；

NAT设备接收外网客户端发来的ISCSI数据报文，根据ISCSI数据报文中的发起方与目标方进行ISCSI数据传输的端口信息确定目标方IP地址，根据目标方IP地址将ISCSI数据报文发送给内网存储系统。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述NAT设备将发起方信息发送给内网存储系统包括：

NAT设备接收外网客户端发来的携带发起方名称和发起方IP地址的ISCSI连接请求报文，根据自身预先保存的NAT设备的外网IP地址与NAT设备的内网IP地址的对应关系，以及NAT设备的内网IP地址与内网存储系统的IP地址的对应关系，将报文的目的IP地址由NAT设备的外网IP地址更改为内网存储系统的IP地址，将报文发送给内网存储系统。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述NAT设备将TCP连接请求报文发送给外网客户端之后、NAT设备接收外网客户端发来的ISCSI数据报文之前进一步包括：NAT设备接收外网客户端发来的ISCSI连接请求报文，根据该报文中的发起方与目标方进行ISCSI数据传输的端口信息确定目标方IP地址，根据目标方IP地址将ISCSI连接请求报文发送给内网存储系统，内网存储系统收到ISCSI连接请求报文，确定发起方与目标方之间的ISCSI连接建立。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述NAT设备将TCP连接请求报文发送给外网客户端之后进一步包括：

NAT设备接收内网存储系统发来的ISCSI数据报文，将该报文的源IP地址由目标方IP地址更改为NAT设备的外网IP地址，将报文发送给外网客户端。

5.一种NAT设备，其特征在于，包括：ISCSI报文收发模块、TCP报文收发模块和TCP会话模块，其中：

ISCSI报文收发模块，将外网客户端发来的发起方信息发送给内网存储系统；接收外网客户端发来的ISCSI数据报文，根据报文中的端口信息从TCP会话模块获取目标方IP地址，根据目标方IP地址将报文发送给内网存储系统；

TCP报文收发模块，接收内网存储系统发来的TCP连接请求报文，将报文中的发起方与目标方进行ISCSI数据传输的端口信息与目标方IP地址的对应关系保存到TCP会话模块，将报文发送给外网客户端。

6.一种内网存储系统，其特征在于，包括：

TCP连接请求模块，通过NAT设备向外网客户端发起TCP连接请求报文，报文携带发起方与目标方进行ISCSI数据传输的端口信息与目标方IP地址；

ISCSI报文收发模块，将与发起方连接的目标方信息通过ISCSI报文发送给外网客户端；通过与外网客户端间的ISCSI连接，交互ISCSI数据报文。

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