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iSCSI – Die Technik im Detail

Wie funktioniert iSCSI?

von - 05.11.2012
iSCSI-Kommunikation: Hier sehen Sie die IP-Adressen der NAS-Server, die iSCSI-Laufwerke für PCs im Netzwerk zur Verfügung stellen.
iSCSI-Kommunikation: Hier sehen Sie die IP-Adressen der NAS-Server, die iSCSI-Laufwerke für PCs im Netzwerk zur Verfügung stellen.
Das iSCSI-Protokoll verbindet Speicherplatz im Netz mit Windows- oder Linux-PCs. iSCSI verlängert praktisch das Kabel zur Festplatte über das lokale Netzwerk. Technisch bedeutet das: Die iSCSI-Befehle zur Steuerung der Festplatte werden in TCP/IP-Pakete verpackt und übers Netzwerk geschickt — daher das „i“ vor SCSI.

Was unterscheidet iSCSI von einer normalen Netzfreigabe?

Normalerweise läuft auf Ihrem NAS-Server ein Linux-System. Wenn Sie unter Linux einen Ordner für einen Windows-PC freigeben möchten, dann erledigt diese Arbeit der Samba-Server. Er nutzt das SMB-Protokoll.
Das SMB-Protokoll ist dateibasiert. Das bedeutet, dass immer komplette Dateien vom Linux-Rechner zum Windows-PC übertragen werden.
Im Unterschied dazu ist iSCSI blockbasiert. Das heißt, es müssen nicht ständig ganze Dateien hin und her gewuchtet werden — es genügt, die relevanten Blöcke der Dateien zu übertragen. So erklärt sich der große Geschwindigkeitsvorteil von iSCSI gegenüber Samba.

Ist es kompliziert, ein iSCSI-Laufwerk einzurichten?

Nein, gar nicht. Auf Ihrem NAS stellen Sie eine gewisse Menge Festplattenspeicher bereit. Am Windows-PC starten Sie den iSCSI-Treiber. Das war's.
Wenn Sie den Festplattenspeicher als iSCSI-Laufwerk auf dem NAS bereitstellen, dann begegnen Ihnen aber zwei Begriffe, deren Bedeutung Sie kennen sollten: LUN und Target.

Was ist eine LUN?

LUN steht für Logical Unit Number, übersetzt heißt das so viel wie logische Festplatte oder logische Einheit.
Betriebssysteme wie Windows können den physischen Plattenplatz auf dem NAS nicht direkt ansprechen. Die Platten, Schreib-Lese-Köpfe, Spuren und Sektoren einer physischen Festplatte müssen daher zuerst in einen logischen Raum übersetzt werden. Diese Übersetzung schafft eine logische Einheit, über die Windows die Dateien lesen und schreiben kann — eben die LUN. Die LUN stellt also den physischen Speicherplatz des NAS als logische Festplatte dar, auf die Windows zugreifen kann.
Es können mehrere LUNs auf dem NAS erstellt werden. Limitiert wird die Anzahl nur durch das NAS-Betriebssystem und den verfügbaren Speicherplatz.

Was ist das Target?

Damit Windows die logische Festplatte — die LUN — ansprechen kann, muss ihr ein Target zugeordnet werden. Target bedeutet Ziel.
Zu diesem Target auf dem NAS-Server baut Windows dann mit Hilfe des iSCSI-Treibers die Verbindung auf. Die logische Festplatte auf dem NAS-Server wird daraufhin in der Datenträgerverwaltung als interne Festplatte eingebunden. Das Target ist also das Bindeglied zwischen der virtuellen Festplatte auf dem NAS-Server und Windows.
Schneller Dateizugriff: Der Zugriff auf ein iSCSI-Laufwerk (unten) ist mit 93 MByte/s fast doppelt so schnell wie bei einer Netzwerkfreigabe (oben).
Schneller Dateizugriff: Der Zugriff auf ein iSCSI-Laufwerk (unten) ist mit 93 MByte/s fast doppelt so schnell wie bei einer Netzwerkfreigabe (oben).
Die Größe des Targets richtet sich immer an der Größe der zugeordneten LUN aus. Wenn Sie etwa einer LUN mit 30 GByte ein Target zuweisen, ist das Target ebenfalls 30 GByte groß. Verändern Sie nachträglich die Größe der LUN, verändert sich automatisch auch die Größe des Targets. 

Vorteil 1: iSCSI ist sehr schnell

Der Zugriff auf iSCSI-Laufwerke ist im optimalen Fall fast doppelt so schnell wie bei den klassischen Netzlaufwerken. Denn: Anders als bei herkömmlichen Netzwerkfreigaben über das SMB-Protokoll überträgt iSCSI nur Datenblöcke über die Leitung — das spart Netzwerk-Overhead und verspricht hohen Datendurchsatz. Der begrenzende Faktor bei iSCSI ist nur die Geschwindigkeit des Heimnetzes.
iSCSI-Laufwerk erkennen: Bei welcher Festplatte es sich um ein iSCSI-Laufwerk handelt, lässt sich in der Datenträgerverwaltung nur über die Eigenschaften der Festplatten ermitteln.
iSCSI-Laufwerk erkennen: Bei welcher Festplatte es sich um ein iSCSI-Laufwerk handelt, lässt sich in der Datenträgerverwaltung nur über die Eigenschaften der Festplatten ermitteln.
Wer also mit iSCSI flott arbeiten will, sollte mindestens ein Gigabit-Netzwerk installiert haben. Dort lassen sich Übertragungsraten von bis zu 100 MByte/s erreichen. 

Vorteil 2: iSCSI überlistet Windows

iSCSI-Laufwerke haben zudem den großen Vorteil, dass Windows sie als vollwertige lokale Festplatte und nicht als Netzlaufwerk einbindet.
Das ist praktisch, wenn Sie etwa mit Programmen arbeiten, die Netzlaufwerke nicht akzeptieren. So verschlüsselt Truecrypt keine Netzlaufwerke oder das Media Center von Windows speichert Filme nicht im Netz.
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