CN101621526A - 一种防止无用连接占用系统资源的iSCSI方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防止无用连接占用系统资源的方法：所述iSCSI目标端接收所述iSCSI发起端发送的请求消息，所述请求消息中携带iSCSI连接通道标识；所述iSCSI目标端将所述通道标识与本地表项中的通道标识比较，判断所述iSCSI连接是否为重复iSCSI连接，如果不是，则将所述iSCSI连接号加入所述本地表项中；如果是，则将原有iSCSI连接删除，维持新连接。本发明中，如果是新发起的iSCSI连接，则主动中断原有重复的iSCSI连接，从而防止无用iSCSI连接占用系统资源，防止类似攻击，增加存储系统的可靠性。

Description

一种防止无用连接占用系统资源的iSCSI方法及装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种防止无用连接占用系统资源的iSCSI方法及装置。

背景技术

iSCSI(internet Small Computer System Interface，基于internet的SCSI传输协议)的实现可以在IP(Internet Protocol，国际互联网协议)网络上应用SCSI功能，充分利用了现有IP网络的成熟性和普及性等优势，允许用户通过TCP(Transmission Control Protocol，传输控制协议)/IP网络来构建SAN(Storage Area Network，存储区域网络)，为众多企业对经济合理和便于管理的存储设备提供了直接访问的能力。

iSCSI协议层次模型如图1所示，自底层向上层划分包括以太网层、TCP/IP层、iSCSI协议层和SCSI应用层。首先，SCSI应用层构建和接收SCSI CDB(Command Descriptor Block，命令描述块)；然后，iSCSI协议层构建和接收iSCSI PDU(Protocol Data Unit，协议数据单元)，并通过一个或者多个TCP连接发送和接收iSCSI PDU，这组TCP连接组成了一个Initiator-Target会话。最后，在Initiator和Target之间的通信由一个或者多个TCP连接完成，TCP连接负责传送包含控制消息、SCSI命令、参数和数据的iSCSI PDU。

iSCSI现在监控领域使用较为广泛，下面就以监控的方案做例子来讲解。

图2中描述了监控行业中图像数据采集和存储架构，左侧是4路摄像头数据采集源，中间经过视频编码器中的DSP(Digital Signal Processor，数据信号处理器)编码成固定格式再通过iSCSI连接存储到IP SAN存储设备上。其中，每个摄像头都对应一路数据存储，也叫一个通道，每个通道都与IP SAN存储设备建立一个iSCSI initiator(发起端)和iSCSI target(目标端)的TCP连接，所以4路摄像头就对应有4个iSCSI target，每个iSCSI target下面绑定有一个SAN资源来分配给编码器存储数据。

现有方案中特别是在监控领域，往往存在着很多摄像头及DSP编码器，也就意味着有许多iSCSI initiator需要连接同一台IP SAN存储设备，当数十个甚至上百个iSCSI initiator同时连接到一台IP SAN存储设备上时，需要建立相应的上百个TCP连接，维持这些TCP连接需要消耗IP SAN存储设备大量的CPU(Center Process Unit，中央处理单元)和内存资源，因此对IP SAN存储设备的TCP并发连接性能有较高要求。

如果摄像头或者视频编码器由于自身原因或者网络原因发生异常中断，需要重新建立iSCSI连接，则相应需要重新建立TCP连接，此时IP SAN存储设备的iSCSI target还会保留该旧iSCSI连接相当长时间，而此时视频编码器或网络的故障恢复后，initiator会重新发起iSCSI连接，还需要建立对应的TCP连接。这样就会造成在IP SAN存储设备的iSCSI target形成同一路通道有两个iSCSI连接，一个是老的iSCSI连接，保活时间还未到，所以一直处于time_wait状态，另外一个是新发起的iSCSI连接，是正常连接，处于establish状态。

这样的现象造成后，当网络中有多个iSCSI重连请求发给IP SAN存储设备后，IP SAN存储设备会浪费大量的资源消耗在无用的老iSCSI连接上，而且一旦超过其承受的最大连接数上限，IP SAN存储设备不能再为新的iSCSI连接分配内存和CPU资源，导致视频编码器不能进行存储业务，更有甚者若存储系统长时间处于系统资源耗尽的状态，会造成自身的连接性能下降。

发明内容

本发明提供了一种防止无用连接占用系统资源的方法及装置，使得IPSAN存储设备能够对新发起的iSCSI连接进行判断，从而主动中断原有iSCSI连接，达到释放旧iSCSI连接资源的目的。

本发明提供了一种防止无用连接占用系统资源的方法，应用于包括iSCSI发起端和iSCSI目标端的系统中，所述方法包括以下步骤：

所述iSCSI目标端接收所述iSCSI发起端发送的请求消息，所述请求消息中携带iSCSI连接通道标识；

所述iSCSI目标端将所述通道标识与本地表项中的通道标识比较，判断所述iSCSI连接是否为重复iSCSI连接，如果不是，则将所述iSCSI连接号加入所述本地表项中；如果是，则将原有iSCSI连接删除，维持新连接。

还包括：

所述iSCSI目标端接收到所述iSCSI发起端正常发出logout报文，删除iSCSI连接，并将相应的表项条目随着iSCSI连接的删除而删除。

所述iSCSI发起端连接多个硬件设备，所述通道标识为硬件标识加通道号。所述硬件标识为媒体接入控制MAC地址。

所述请求消息包括发现会话Discover Session或者正常操作会话NormalOperational Session。

本发明提供了一种iSCSI发起端，应用于包括iSCSI发起端和iSCSI目标端的系统中，包括：

生成模块，用于生成请求消息，所述请求消息中携带iSCSI连接通道标识；

发送模块，与所述生成模块连接，用于向所述iSCSI目标端发送所述请求消息。

所述发送模块，还用于向iSCSI目标端正常发出logout报文，删除iSCSI连接。

所述iSCSI发起端连接多个硬件设备，所述通道标识为硬件标识加通道号。

本发明提供了一种iSCSI目标端，应用于包括iSCSI发起端和iSCSI目标端的系统中，包括：

表项维护模块，用于维护iSCSI发起端与iSCSI目标端之间通道号与TCP连接号的对应关系；

接收模块，用于接收所述iSCSI发起端发送的请求消息，所述请求消息中携带iSCSI连接通道标识；

比较模块，与所述接收模块和所述表项维护模块连接，用于将所述通道标识与本地表项中的通道标识比较，判断所述iSCSI连接是否为重复iSCSI连接，

处理模块，与所述比较模块连接，用于所述iSCSI连接不为重复iSCSI连接，则将所述iSCSI连接号加入所述本地表项中；如果所述iSCSI连接是重复iSCSI连接，则将原有iSCSI连接删除，维护新连接。

所述处理模块，还用于接收到所述iSCSI发起端正常发出logout报文，删除iSCSI连接，并将相应的表项条目随着iSCSI连接的删除而删除。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明中，IP SAN存储设备通过通道唯一标识，对接收的iSCSI连接进行判断，如果是新发起的iSCSI连接，则主动中断原有重复的iSCSI连接，从而防止无用iSCSI连接占用系统资源，防止类似攻击，增加存储系统的可靠性。

附图说明

图1是现有技术中iSCSI协议层次模型示意图；

图2是现有技术中现有监控环境中的架构示意图；

图3是本发明中iSCSI连接建立流程图；

图4是本发明中一种防止无用连接占用系统资源的方法

图5是本发明中登录请求报文格式示意图；

图6是本发明中一种iSCSI发起端结构图；

图7是本发明中一种iSCSI目标端结构图。

具体实施方式

本发明的核心思想是：利用iSCSI发起端(例如视频编码器)发送的Discover Session(发现会话)或者Normal Operational Session(正常操作会话)中的Login报文中的协议保留字段，加入通道的唯一标识(如通道号)，同时在iSCSI目标端(例如IP SAN存储设备)建立一个表项来存放该通道号；iSCSI发起端遇到错误发起重连时，iSCSI目标端能根据重连请求中的通道号及本地表项中的通道号来唯一确认该连接是否为原iSCSI发起端产生的新连接，若是新连接，则中断iSCSI发起端与iSCSI目标端之间的原iSCSI连接，维护该新连接，其中，删除iSCSI连接包括中止iSCSI会话，并关闭相应的TCP连接。

iSCSI协议定义了两种类型的会话：Discovery Session(发现会话)和Normal Operational Session(正常操作会话)。Discovery Session主要用于iSCSI发起端通过iSCSI target portal发现所有的iSCSI目标端，为接下来iSCSI发起端与iSCSI目标端连接做准备。Normal Operational Session用于某个iSCSI发起端与特定的iSCSI目标端建立连接，协商参数，为双方进行数据读写作准备。Discovery Session和Normal Operational Session过程中都包括采用Login请求建立iSCSI连接的过程，因此，本发明可以使用其中任一种对Login请求进行扩展，实现本发明目的。

下面以Discovery Session为例对iSCSI连接的建立过程进行说明，如图3所示，包括以下步骤：

步骤301，iSCSI发起端与iSCSI目标端建立TCP连接；

步骤302，在TCP建立连接之后，iSCSI发起端向iSCSI目标端发起Loginrequest(登录请求)；iSCSI目标端向iSCSI发起端回应Login response(登录响应)，并通告TPGT(Target Portal Group Tag，目标入口组标记)。iSCSI目标端与iSCSI发起端之间的iSCSI连接建立完成；

步骤303，iSCSI发起端与iSCSI目标端进行安全认证；

步骤304，iSCSI发起端与iSCSI目标端进行参数协商；

步骤305，iSCSI发起端获得可用资源；iSCSI发起端询问所有iSCSI目标端名称，可用iSCSI目标端向iSCSI发起端应答可用的iSCSI目标端名称；

步骤306，当需要关闭会话时，iSCSI发起端向iSCSI目标端发送结束会话请求，iSCSI目标端向iSCSI发起端发送结束会话应答；若iSCSI initiator与iSCSI target之间没异常，正常发出logout报文并中止iSCSI会话，由于该logout报文属于正常报文，其中不携带iSCSI连接通道标识，其作用为通知iSCSI target会话结束，将对应的iSCSI会话中止。

步骤307，由于iSCSI发起端与iSCSI目标端之间的iSCSI会话终止了，也不需要对应的TCP连接，因此，可以关闭iSCSI发起端与iSCSI目标端之间的TCP连接，那么相应的表项条目随着TCP连接的关闭而删除。

以下结合图3的Discovery Session过程，对本发明的一种防止无用连接占用系统资源的方法进行详细说明，如图4所示，包括以下步骤：

步骤401，iSCSI目标端建立Channel-TCP表项；如表1所示，包含两个元素Channel号(通道号)和TCP连接号，每个通道对应唯一TCP连接号，每个iSCSI连接对应一个TCP连接号。

表1：

Channel号	TCP连接号
		Channel1	10001
Channel2	10002

步骤402，iSCSI目标端收到iSCSI发起端发送的Login request；Loginrequest中增加了“通道号”字段，例如在如图5所示的报文格式中的保留字段里增加channel标识，该channel标识必须全局唯一，如果iSCSI发起端为视频编码器，且其只连接一个摄像头，则只需要channel号就可以唯一标识一个连接；如果连接多个摄像头，可以如下设置：在iSCSI发起端使用硬件标识(如MAC地址)+通道号来唯一确定，比如一个编码器A上连接有四路摄像头，那么channel号就可以分别为hardware code A1、hardware code A2、hardware code A3、hardware code A4，如表2所示：

表2：

Channel号	TCP连接号
		hardware code A1	10001
hardware code A2	10002
		hardware code A3	10003
hardware code A4	10004

步骤403，在iSCSI目标端收到Login request后，读取Login request中channel字段的标识，同时继续iSCSI连接的建立流程。当iSCSI连接建立完毕之后，与本地Channel-TCP表项中的条目进行匹配查找，确定是否有重复的条目；如果有，则转步骤404，如果没有，则转步骤405；

步骤404，建立新iSCSI连接，并中断旧iSCSI连接，并删除旧iSCSI连接的表项；转步骤406；具体为：iSCSI发起端导致TCP连接没有正常关闭，而此时又重新发起iSCSI连接的情况下，iSCSI目标端再为之重新分配新连接请求的同时也会比较新的channel号与本地表项中的通道号有没有匹配的条目，如果有则删除旧的iSCSI连接(即根据表中TCP连接号删除对应的TCP连接)，只维护新iSCSI连接。

步骤405，建立新iSCSI连接，并建立相应表项，转步骤506；具体为：对于第一次Login request，iSCSI目标端本地表项中没有相应的报文，iSCSI目标端将channel值与TCP连接号一一对应起来作为一个条目存放在本地表项中。

步骤406，iSCSI目标端收到iSCSI Logout请求；

步骤407，iSCSI目标端关闭连接，并删除相应表项。

本发明提供了一种iSCSI发起端，应用于包括iSCSI发起端和iSCSI目标端的系统中，如图6所示，包括：

生成模块610，用于生成请求消息，所述请求消息中携带iSCSI连接通道标识；例如增加channel标识，该channel标识必须全局唯一，如果iSCSI发起端为视频编码器，且其只连接一个摄像头，则只需要channel号就可以唯一标识一个连接；如果连接多个摄像头，可以如下设置：在iSCSI发起端使用硬件标识(如MAC地址)+通道号来唯一确定。

发送模块620，与生成模块610连接，用于向所述iSCSI目标端发送所述请求消息。

发送模块620，还用于向iSCSI目标端正常发出logout报文，删除iSCSI连接。

本发明提供了一种iSCSI目标端，应用于包括iSCSI发起端和iSCSI目标端的系统中，如图7所示，包括：

表项维护模块710，用于维护iSCSI发起端与iSCSI目标端之间通道号与TCP连接号的对应关系，具体为：建立Channel-TCP表项，包含两个元素Channel号(通道号)和TCP连接号，每个通道对应唯一TCP连接号，每个iSCSI连接对应一个TCP连接号。

接收模块720，用于接收所述iSCSI发起端发送的请求消息，所述请求消息中携带iSCSI连接通道标识；并读取请求消息中channel字段的标识，同时继续iSCSI连接的建立流程。

比较模块730，与接收模块720和表项维护模块710连接，用于将所述通道标识与本地Channel-TCP表项中的通道标识进行比较，判断所述iSCSI连接是否为重复iSCSI连接，

处理模块740，与比较模块730连接，用于所述iSCSI连接不为重复iSCSI连接，则建立新iSCSI连接，并建立相应表项，将所述iSCSI连接号加入所述本地表项中，具体为：对于第一次Login request，iSCSI目标端本地表项中没有相应的报文，iSCSI目标端将channel值与TCP连接号一一对应起来作为一个条目存放在本地表项中。如果所述iSCSI连接是重复iSCSI连接，则建立新iSCSI连接，并中断旧iSCSI连接，并删除旧iSCSI连接的表项，具体为：iSCSI发起端导致TCP连接没有正常关闭，而此时又重新发起iSCSI连接的情况下，iSCSI目标端再为之重新分配新连接请求的同时也会比较新的channel号与本地表项中的通道号有没有匹配的条目，如果有则删除旧的iSCSI连接，只维护新iSCSI连接。

处理模块740，还用于接收到所述iSCSI发起端正常发出logout报文，删除iSCSI连接，并将相应的表项条目随着iSCSI连接的删除而删除，具体为：中止iSCSI会话，并将相应的TCP连接关闭，然后，将相应的表项条目随着TCP连接的关闭而删除。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可以通过硬件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域技术人员可以理解实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述进行分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

上述本发明序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1、一种防止无用连接占用系统资源的方法，应用于包括iSCSI发起端和iSCSI目标端的系统中，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

所述iSCSI目标端接收所述iSCSI发起端发送的请求消息，所述请求消息中携带iSCSI连接通道标识；

所述iSCSI目标端将所述通道标识与本地表项中的通道标识比较，判断所述iSCSI连接是否为重复iSCSI连接，如果不是，则将所述iSCSI连接号加入所述本地表项中；如果是，则将原有iSCSI连接删除，维持新连接。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

所述iSCSI目标端接收到所述iSCSI发起端正常发出logout报文，删除iSCSI连接，并将相应的表项条目随着iSCSI连接的删除而删除。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述iSCSI发起端连接多个硬件设备，所述通道标识为硬件标识加通道号。

4、如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述硬件标识为媒体接入控制MAC地址。

5、如权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述请求消息包括发现会话Discover Session或者正常操作会话Normal Operational Session。

6、一种iSCSI发起端，应用于包括iSCSI发起端和iSCSI目标端的系统中，其特征在于，包括：

生成模块，用于生成请求消息，所述请求消息中携带iSCSI连接通道标识；

发送模块，与所述生成模块连接，用于向所述iSCSI目标端发送所述请求消息。

7、如权利要求6所述的iSCSI发起端，其特征在于，

所述发送模块，还用于向iSCSI目标端正常发出logout报文，删除iSCSI连接。

8、如权利要求6所述的iSCSI发起端，其特征在于，所述iSCSI发起端连接多个硬件设备，所述通道标识为硬件标识加通道号。

9、一种iSCSI目标端，应用于包括iSCSI发起端和iSCSI目标端的系统中，其特征在于，包括：

表项维护模块，用于维护iSCSI发起端与iSCSI目标端之间通道号与TCP连接号的对应关系；

接收模块，用于接收所述iSCSI发起端发送的请求消息，所述请求消息中携带iSCSI连接通道标识；

比较模块，与所述接收模块和所述表项维护模块连接，用于将所述通道标识与本地表项中的通道标识比较，判断所述iSCSI连接是否为重复iSCSI连接，

处理模块，与所述比较模块连接，用于所述iSCSI连接不为重复iSCSI连接，则将所述iSCSI连接号加入所述本地表项中；如果所述iSCSI连接是重复iSCSI连接，则将原有iSCSI连接删除，维护新连接。

10、如权利要求9所述的iSCSI目标端，其特征在于，还包括：

所述处理模块，还用于接收到所述iSCSI发起端正常发出logout报文，删除iSCSI连接，并将相应的表项条目随着iSCSI连接的删除而删除。

Images