Backup & Storage

iSCSI (Internet Small Computer System Interface)

Overview

iSCSI (Internet Small Computer System Interface) ist ein Speicherprotokoll, das SCSI-Befehle über TCP/IP transportiert. Server können damit Blockspeicher über ein gewöhnliches Ethernet-Netzwerk nutzen, ohne Fibre-Channel-Komponenten. Der aktuelle Standard ist RFC 7143 (April 2014), der die früheren RFCs 3720, 3980, 4850 und 5048 zusammenfasst.

Typische Einsätze sind gemeinsamer Speicher für Hyper-V- und VMware-Cluster, Speicher für Datenbanken, Backup-Ziele auf NAS-Systemen sowie das Booten von Servern ohne lokale Platten. Windows bringt den iSCSI-Initiator mit, Windows Server bietet mit dem iSCSI-Zielserver (Windows Server 2016 bis 2025) eine eigene Target-Rolle, viele NAS- und SAN-Systeme stellen iSCSI-Targets bereit.

Kategoriezuordnung: Obwohl iSCSI ein Netzwerkprotokoll ist, gehört es fachlich zur Speicherwelt, weil es ausschließlich Blockspeicher transportiert und Admins es im Kontext von SAN, Clusterspeicher und Backup-Zielen suchen. Abgrenzung: SMB und NFS stellen Dateien bereit, iSCSI dagegen rohe Blöcke, auf denen der Server sein eigenes Dateisystem anlegt.

How it works

Der Verbindungsaufbau in fünf Schritten:

  1. Das Target stellt eine oder mehrere LUNs bereit und ist über eine IQN (iSCSI Qualified Name, Format iqn.JJJJ-MM.umgekehrte-Domain:Name) eindeutig benannt.
  2. Der Initiator auf dem Server findet das Target über Discovery (direkte Portalangabe oder iSNS) und meldet sich an, standardmäßig auf TCP-Port 3260.
  3. Authentifizierung erfolgt optional per CHAP (einseitig oder gegenseitig). Zugriffslisten auf dem Target legen fest, welche Initiator-IQNs welche LUN sehen.
  4. Der Server sieht die LUN als lokale Festplatte, initialisiert und formatiert sie. Im Cluster wird sie z. B. als Cluster Shared Volume genutzt.
  5. Für Ausfallsicherheit und Leistung werden mehrere Netzwerkpfade über Multipath I/O (MPIO) gebündelt.

iSCSI ist weitgehend ein Klartextprotokoll: Daten werden unverschlüsselt übertragen. Schutz erfolgt über getrennte Netze und bei Bedarf IPsec.

Benefits

  • Blockspeicher ohne Fibre-Channel-Infrastruktur, da vorhandene Ethernet-Switches und Netzwerkkarten genutzt werden.
  • Gemeinsamer Clusterspeicher für Hyper-V und Failover-Cluster mit vergleichsweise geringen Kosten.
  • Breite Unterstützung durch Betriebssysteme, Hypervisoren, NAS- und SAN-Systeme.
  • Skalierbare Leistung durch 10/25/100-GbE und Multipathing.

Practical example

Ein Familienunternehmen der Oberflächentechnik mit 95 Mitarbeitenden baut einen Zwei-Knoten-Hyper-V-Cluster auf. Statt eines Fibre-Channel-SAN nutzt die IT ein Dual-Controller-Storage mit iSCSI, angebunden über zwei getrennte 25-GbE-Switches mit MPIO und eigenem Storage-VLAN. Beim Firmware-Update eines Switches laufen alle VMs ohne Unterbrechung über den zweiten Pfad weiter.

Things to keep in mind

  • Trenne iSCSI-Verkehr physisch oder per VLAN vom Client- und Management-Netz und route ihn nicht.
  • Nutze mindestens zwei Pfade mit MPIO statt NIC-Teaming, weil iSCSI-Redundanz über Multipathing vorgesehen ist.
  • Aktiviere CHAP, schränke Targets auf bekannte Initiator-IQNs ein und beachte, dass CHAP allein die Daten nicht verschlüsselt.
  • Prüfe Jumbo Frames nur durchgängig (Server, Switches, Storage), da eine abweichende MTU an einer Stelle zu schwer auffindbaren Leistungsproblemen führt.

Conclusion

iSCSI ist der pragmatische Weg zu Blockspeicher und Clusterspeicher im Mittelstand. Mit getrenntem Netz, MPIO und CHAP ist es eine solide Alternative zu Fibre Channel.

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