CN106775458A - 一种利用iSCSI实现存储设备虚拟化的方法及装置 - Google Patents

一种利用iSCSI实现存储设备虚拟化的方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种利用iSCSI实现存储设备虚拟化的方法及装置，将存储设备划分为预设大小的块，每个虚拟LUN被映射到存储设备上的物理LUN，物理LUN与唯一的TCP端口号相关联，虚拟LUN对应唯一的IP地址；主机向虚拟LUN发送SCSI指令；将SCSI指令映射给一个或多个iSCSI/TCP连接，并对应唯一的IP地址；利用路由将IP地址与端口的对应关系转换为物理设备的实际IP地址与端口的对应关系，以实现访问控制和虚拟化。本申请不需要结束主机和存储设备通过直接网关方式建立的TCP/iSCSI连接，就可以在主机和物理LUN之间建立TCP/iSCSI连接。

Description

一种利用iSCSI实现存储设备虚拟化的方法及装置
技术领域
本发明涉及存储网络技术领域，特别是涉及一种利用iSCSI实现存储设备虚拟化的方法及装置。
背景技术
存储区域网络因实现对存储管理的简化而受到广泛应用，而其简化管理的能力依赖于对存储设备的虚拟化能力，能够将存储的逻辑或虚拟视图与物理视图分开。
存储虚拟化(Storage Virtualization)最通俗的理解就是对存储硬件资源进行抽象化表现。通过将一个(或多个)目标(Target)服务或功能与其它附加的功能集成，统一提供有用的全面功能服务。典型的虚拟化包括如下一些情况：屏蔽系统的复杂性，增加或集成新的功能，仿真、整合或分解现有的服务功能等。虚拟化是作用在一个或者多个实体上的，而这些实体则是用来提供存储资源或/及服务的。存储虚拟化的基本想法是，提供一个间接层实现虚拟存储块到物理块的映射。
ISCSI是一个基于TCP/IP的协议，通过主机和存储设备间的IP网络来承载SCSI指令。如何利用iSCSI实现存储设备虚拟化是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用iSCSI实现存储设备虚拟化的方法及装置，不需要结束主机和存储设备通过直接网关方式建立的TCP/iSCSI连接，就可以在主机和物理LUN之间建立TCP/iSCSI连接。
为解决上述技术问题，本发明提供一种利用iSCSI实现存储设备虚拟化的方法，包括：
将存储设备划分为预设大小的块，每个虚拟LUN被映射到存储设备上的物理LUN，所述物理LUN与唯一的TCP端口号相关联，所述虚拟LUN对应唯一的IP地址；
主机向所述虚拟LUN发送SCSI指令；
将所述SCSI指令映射给一个或多个iSCSI/TCP连接，并对应唯一的IP地址；
利用路由将所述IP地址与端口的对应关系转换为物理设备的实际IP地址与端口的对应关系，以实现访问控制和虚拟化。
可选地，所述将所述SCSI指令映射给一个或多个iSCSI/TCP连接，并对应唯一的IP地址包括：
主机通过预先存储的虚拟LUN的IP地址与SCSI指令参数相关联的表中，查找所述SCSI指令对应的IP地址。
可选地，所述将所述SCSI指令映射给一个或多个iSCSI/TCP连接，并对应唯一的IP地址包括：
主机通过一个或多个TCP连接翻译成一条或多条SCSI指令，所有指令都发到同一IP地址的不同端口号上，每一个SCSI连接对应一个不同的端口号。
可选地，所述存储设备通过SAN交换机相连，所述SAN交换机用于向主机提供虚拟存储的基本信息。
可选地，所述虚拟LUN的个数为3个。
本发明还提供了一种利用iSCSI实现存储设备虚拟化的装置，包括：
预设模块，用于将存储设备划分为预设大小的块，每个虚拟LUN被映射到存储设备上的物理LUN，所述物理LUN与唯一的TCP端口号相关联，所述虚拟LUN对应唯一的IP地址；
发送模块，用于主机向所述虚拟LUN发送SCSI指令；
映射模块，用于将所述SCSI指令映射给一个或多个iSCSI/TCP连接，并对应唯一的IP地址；
转换模块，用于利用路由将所述IP地址与端口的对应关系转换为物理设备的实际IP地址与端口的对应关系，以实现访问控制和虚拟化。
可选地，所述映射模块具体为：主机通过预先存储的虚拟LUN的IP地址与SCSI指令参数相关联的表中，查找所述SCSI指令对应的IP地址的模块。
可选地，所述映射模块具体为：主机通过一个或多个TCP连接翻译成一条或多条SCSI指令，所有指令都发到同一IP地址的不同端口号上，每一个SCSI连接对应一个不同的端口号的模块。
可选地，所述存储设备通过SAN交换机相连，所述SAN交换机用于向主机提供虚拟存储的基本信息。
可选地，所述虚拟LUN的个数为3个。
本发明所提供的利用iSCSI实现存储设备虚拟化的方法及装置，将存储设备划分为预设大小的块，每个虚拟LUN被映射到存储设备上的物理LUN，物理LUN与唯一的TCP端口号相关联，虚拟LUN对应唯一的IP地址；主机向虚拟LUN发送SCSI指令；将SCSI指令映射给一个或多个iSCSI/TCP连接，并对应唯一的IP地址；利用路由将IP地址与端口的对应关系转换为物理设备的实际IP地址与端口的对应关系，以实现访问控制和虚拟化。本申请利用路由将主机发送的IP包内的虚拟IP-port关系映射到物理设备的实际IP-port关系来实现访问控制和虚拟化，不需要结束主机和存储设备通过直接网关方式建立的TCP/iSCSI连接，就可以在主机和物理LUN之间建立TCP/iSCSI连接。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的利用iSCSI实现存储设备虚拟化的方法的一种具体实施方式的流程图；
图2为本发明实施例提供的存储设备示意图；
图3为通过主机处理一条SCSI指令请求的步骤示意图；
图4为本发明实施例提供的利用iSCSI实现存储设备虚拟化的装置的结构框图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明所提供的利用iSCSI实现存储设备虚拟化的方法的一种具体实施方式的流程图如图1所示，该方法包括：
步骤S101：将存储设备划分为预设大小的块，每个虚拟LUN被映射到存储设备上的物理LUN，所述物理LUN与唯一的TCP端口号相关联，所述虚拟LUN对应唯一的IP地址；
将一个虚拟LUN划分成固定大小的块，每个块被映射到一个存储设备上的物理LUN，为一个给定的虚拟LUN将一个唯一的IP地址报告给主机，主机通过虚拟LUN的IP地址来访问虚拟LUN的块。
步骤S102：主机向虚拟LUN发送SCSI指令；
步骤S103：将所述SCSI指令映射给一个或多个iSCSI/TCP连接，并对应唯一的IP地址；
该过程的具体实施方式可以为：主机通过预先存储的虚拟LUN的IP地址与SCSI指令参数相关联的表中，查找所述SCSI指令对应的IP地址。
此外，还可以具体为：主机通过一个或多个TCP连接翻译成一条或多条SCSI指令，所有指令都发到同一IP地址的不同端口号上，每一个SCSI连接对应一个不同的端口号。
步骤S104：利用路由将所述IP地址与端口的对应关系转换为物理设备的实际IP地址与端口的对应关系，以实现访问控制和虚拟化。
需要指出的是，本实施例应用于基于IP的存储网络，尤其针对iSCSI存储设备的虚拟化访问。本发明提出的访问虚拟iSCSI存储的方法，在一个物理存储设备上至少定义一个物理LUN；将唯一的TCP端口号与物理LUN关联；用特殊的TCP端口关联的LUN标识符来替代上述iSCSI指令的LUN标识符；建立一个唯一的IP地址用于主机访问虚拟化LUN；将一条SCSI指令映射给一个或多个的iSCSI/TCP连接，该连接有唯一IP地址，并且上述的TCP端口号标识被上述SCSI指令引用的每个块地址范围；经过上述的关联后，不需要结束主机和存储设备通过直接网关方式建立的TCP/iSCSI连接就可以在主机和物理LUN之间建立TCP/iSCSI连接。
本发明所提供的利用iSCSI实现存储设备虚拟化的方法，将存储设备划分为预设大小的块，每个虚拟LUN被映射到存储设备上的物理LUN，物理LUN与唯一的TCP端口号相关联，虚拟LUN对应唯一的IP地址；主机向虚拟LUN发送SCSI指令；将SCSI指令映射给一个或多个iSCSI/TCP连接，并对应唯一的IP地址；利用路由将IP地址与端口的对应关系转换为物理设备的实际IP地址与端口的对应关系，以实现访问控制和虚拟化。本申请利用路由将主机发送的IP包内的虚拟IP-port关系映射到物理设备的实际IP-port关系来实现访问控制和虚拟化，不需要结束主机和存储设备通过直接网关方式建立的TCP/iSCSI连接，就可以在主机和物理LUN之间建立TCP/iSCSI连接。
下面通过一具体实施例对本发明所提供的实现存储设备虚拟化的方法进行进一步详细阐述。图2描述了包含物理LUN0、LUN1和LUN2的存储设备，三个物理LUN分别通过TCP端口号part0、part1和port2接收iSCSI指令。存储设备连接到了虚拟化路由，每个物理LUN的访问权限都存储在一个表中。
图3描述了通过主机处理一条SCSI指令请求的步骤示意图。主机保存一个将虚拟LUN的IP地址与SCSI指令参数相关联的表。主机通过一个或多个TCP连接翻译成一条或多条SCSI指令，所有指令都发到同一IP地址的不同端口号上，每一个iSCSI连接对应一个不同的端口号。图中表格包含两个入口，分别对应VLUN0和VLUN1，分别映射到虚拟IP地址IP0和IP1。每个入口将一个VLUN的块映射给特定的TCP端口号。主机iSCSI层发送的指令通过查询表中对应的入口由iSCSI层解析，然后将包传递给主机的TCP/IP层处理。
本发明要求有多个物理LUN的设备中每个LUN和唯一一个端口关联。因此，主机发送的指令即使被拆分成多条指令的情况下，TCP包中的每个指令都包含VLUN描述符。当主机侧命令重写时，发送的SCSI指令会利用物理LUN正确的偏移。指令被发送到路由后，路由将数据包定向到物理LUN所在的物理设备。
在上述任一实施例中，存储设备通过SAN交换机相连，所述SAN交换机用于向主机提供虚拟存储的基本信息，到存储设备的所有通信都通过一个SAN路由完成。
下面对本发明实施例提供的利用iSCSI实现存储设备虚拟化的装置进行介绍，下文描述的利用iSCSI实现存储设备虚拟化的装置与上文描述的利用iSCSI实现存储设备虚拟化的方法可相互对应参照。
图4为本发明实施例提供的利用iSCSI实现存储设备虚拟化的装置的结构框图，参照图4利用iSCSI实现存储设备虚拟化的装置可以包括：
预设模块100，用于将存储设备划分为预设大小的块，每个虚拟LUN被映射到存储设备上的物理LUN，所述物理LUN与唯一的TCP端口号相关联，所述虚拟LUN对应唯一的IP地址；
发送模块200，用于主机向虚拟LUN发送SCSI指令；
映射模块300，用于将所述SCSI指令映射给一个或多个iSCSI/TCP连接，并对应唯一的IP地址；
转换模块400，用于利用路由将所述IP地址与端口的对应关系转换为物理设备的实际IP地址与端口的对应关系，以实现访问控制和虚拟化。
作为一种具体实施方式，本发明利用iSCSI实现存储设备虚拟化的装置中，所述映射模块具体为：主机通过预先存储的虚拟LUN的IP地址与SCSI指令参数相关联的表中，查找所述SCSI指令对应的IP地址的模块。
可选地，所述映射模块可以具体为：主机通过一个或多个TCP连接翻译成一条或多条SCSI指令，所有指令都发到同一IP地址的不同端口号上，每一个SCSI连接对应一个不同的端口号的模块。
在上述任一实施例的基础上，本发明利用iSCSI实现存储设备虚拟化的装置中，所述存储设备通过SAN交换机相连，所述SAN交换机用于向主机提供虚拟存储的基本信息。
其中，所述虚拟LUN的个数可以具体为3个。
本实施例的利用iSCSI实现存储设备虚拟化的装置用于实现前述的利用iSCSI实现存储设备虚拟化的方法，因此利用iSCSI实现存储设备虚拟化的装置中的具体实施方式可见前文中的利用iSCSI实现存储设备虚拟化的方法的实施例部分，例如，预设模块100，发送模块200，映射模块300，转换模块400，分别用于实现上述利用iSCSI实现存储设备虚拟化的方法中步骤S101，S102，S103和S104，所以，其具体实施方式可以参照相应的各个部分实施例的描述，在此不再赘述。
本发明所提供的利用iSCSI实现存储设备虚拟化的装置，将存储设备划分为预设大小的块，每个虚拟LUN被映射到存储设备上的物理LUN，物理LUN与唯一的TCP端口号相关联，虚拟LUN对应唯一的IP地址；主机向虚拟LUN发送SCSI指令；将SCSI指令映射给一个或多个iSCSI/TCP连接，并对应唯一的IP地址；利用路由将IP地址与端口的对应关系转换为物理设备的实际IP地址与端口的对应关系，以实现访问控制和虚拟化。本申请利用路由将主机发送的IP包内的虚拟IP-port关系映射到物理设备的实际IP-port关系来实现访问控制和虚拟化，不需要结束主机和存储设备通过直接网关方式建立的TCP/iSCSI连接，就可以在主机和物理LUN之间建立TCP/iSCSI连接。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上对本发明所提供的利用iSCSI实现存储设备虚拟化的方法及装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种利用iSCSI实现存储设备虚拟化的方法，其特征在于，包括：
将存储设备划分为预设大小的块，每个虚拟LUN被映射到存储设备上的物理LUN，所述物理LUN与唯一的TCP端口号相关联，所述虚拟LUN对应唯一的IP地址；
主机向所述虚拟LUN发送SCSI指令；
将所述SCSI指令映射给一个或多个iSCSI/TCP连接，并对应唯一的IP地址；
利用路由将所述IP地址与端口的对应关系转换为物理设备的实际IP地址与端口的对应关系，以实现访问控制和虚拟化。
2.如权利要求1所述的利用iSCSI实现存储设备虚拟化的方法，其特征在于，所述将所述SCSI指令映射给一个或多个iSCSI/TCP连接，并对应唯一的IP地址包括：
主机通过预先存储的虚拟LUN的IP地址与SCSI指令参数相关联的表中，查找所述SCSI指令对应的IP地址。
3.如权利要求1所述的利用iSCSI实现存储设备虚拟化的方法，其特征在于，所述将所述SCSI指令映射给一个或多个iSCSI/TCP连接，并对应唯一的IP地址包括：
主机通过一个或多个TCP连接翻译成一条或多条SCSI指令，所有指令都发到同一IP地址的不同端口号上，每一个SCSI连接对应一个不同的端口号。
4.如权利要求1至3任一项所述的利用iSCSI实现存储设备虚拟化的方法，其特征在于，所述存储设备通过SAN交换机相连，所述SAN交换机用于向主机提供虚拟存储的基本信息。
5.如权利要求4所述的利用iSCSI实现存储设备虚拟化的方法，其特征在于，所述虚拟LUN的个数为3个。
6.一种利用iSCSI实现存储设备虚拟化的装置，其特征在于，包括：
预设模块，用于将存储设备划分为预设大小的块，每个虚拟LUN被映射到存储设备上的物理LUN，所述物理LUN与唯一的TCP端口号相关联，所述虚拟LUN对应唯一的IP地址；
发送模块，用于主机向所述虚拟LUN发送SCSI指令；
映射模块，用于将所述SCSI指令映射给一个或多个iSCSI/TCP连接，并对应唯一的IP地址；
转换模块，用于利用路由将所述IP地址与端口的对应关系转换为物理设备的实际IP地址与端口的对应关系，以实现访问控制和虚拟化。
7.如权利要求6所述的利用iSCSI实现存储设备虚拟化的装置，其特征在于，所述映射模块具体为：主机通过预先存储的虚拟LUN的IP地址与SCSI指令参数相关联的表中，查找所述SCSI指令对应的IP地址的模块。
8.如权利要求6所述的利用iSCSI实现存储设备虚拟化的装置，其特征在于，所述映射模块具体为：主机通过一个或多个TCP连接翻译成一条或多条SCSI指令，所有指令都发到同一IP地址的不同端口号上，每一个SCSI连接对应一个不同的端口号的模块。
9.如权利要求6至8任一项所述的利用iSCSI实现存储设备虚拟化的装置，其特征在于，所述存储设备通过SAN交换机相连，所述SAN交换机用于向主机提供虚拟存储的基本信息。
10.如权利要求9所述的利用iSCSI实现存储设备虚拟化的装置，其特征在于，所述虚拟LUN的个数为3个。
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