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2025-12-14T11:47:05Z

Einheitenschreibweise

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{{SEITENTITEL:iSCSI}}
{| class="wikitable float-right" style="width:22em;"
|+ style="background:#C0C0FF; font-size:larger;"| iSCSI
|-
| '''Familie:'''
| [[Internetprotokollfamilie]]
|-
| '''Einsatzgebiet:'''
| Nutzung des SCSI-Protokolls über TCP
|-
| '''Ports:'''
|3260/TCP<br />3260/UDP
|-
|colspan="2"|
{{Netzwerk-TCP-IP-Anwendungsprotokoll|iSCSI|2=class="center"}}
|-
| '''Standards:'''
| <nowiki>RFC 7143</nowiki><ref name="RFC7143" />
|}
'''iSCSI''' (''internet Small Computer System Interface'') [{{IPA|ˈaɪskʌzi}}] ist ein Verfahren, das die Nutzung des [[Small Computer System Interface|SCSI]]-[[Kommunikationsprotokoll|Protokolls]] über [[Transmission Control Protocol|TCP]] ermöglicht. Wie beim gewöhnlichen SCSI gibt es einen Controller (''Initiator''), der die Kommunikation steuert. Die Speichergeräte (Festplatten, Bandlaufwerke, optische Laufwerke etc.) heißen ''Target''.
[[Datei:iSCSI-Schema.svg|mini|Schematischer Aufbau eines iSCSI-Netzwerkes]]

== Eigenschaften und Funktionen ==
Die Spezifikation des iSCSI-Standards wurde durch die [[Storage Networking Industry Association]] erstellt und im <nowiki>RFC 3720</nowiki><ref>{{RFC-Internet |RFC=3720 |Titel=Internet Small Computer Systems Interface (iSCSI) |Datum=2004-04}}</ref> von der [[Internet Engineering Task Force]] festgehalten. Erweiterungen und Aktualisierungen wurden zuletzt in <nowiki>RFC 7143</nowiki><ref name="RFC7143" /> zusammengefasst.

iSCSI spezifiziert die Übertragung und den Betrieb direkter Speicherprotokolle nativ über TCP. Bei diesem Verfahren werden SCSI-Daten in TCP/IP-Pakete verpackt und über [[Internet Protocol|IP]]-Netze transportiert (Ports 860, 3260). Beim Multipath iSCSI Routing werden die SCSI-Befehle zunächst zu einem SCSI-Router geleitet, der auf Basis vorhandener Mapping-Tabellen und Parameter wie Netzwerkauslastung und -kosten die bevorzugte Adresse des entsprechenden Zielsystems (Target) ermittelt und für die Kommunikation mit der SCSI-Datenquelle auswählt. Nach dieser Auswahl werden die Pakete in TCP/IP verpackt und zum Netzwerkadapter weitergeleitet, der die Pakete dann über das Netzwerk verschickt.

iSCSI wird eingesetzt, um über eine virtuelle Punkt-zu-Punkt-Verbindung den Zugriff auf das Speichernetz zu ermöglichen, ohne dass eigene Speichergeräte aufgestellt werden müssen. Vorhandene Netzwerkkomponenten ([[Switch (Netzwerktechnik)|Switch]]es) können genutzt werden, da keine spezielle neue Hardware für die Knotenverbindungen nötig ist, wie es z. B. bei [[Fibre Channel]] (FC) der Fall ist. Der Zugriff auf die Festplatten erfolgt [[Datenblock|blockbasiert]], ist also auch für Datenbanken geeignet. Der Zugriff über iSCSI ist darüber hinaus transparent, erscheint auf Anwendungsebene also als Zugriff auf eine lokale Festplatte.

=== Vor- und Nachteile gegenüber Fibre Channel ===
Zur Implementierung von iSCSI wird praktisch ausschließlich Ethernet eingesetzt. Gleichzeitig Vor- und Nachteil dieser Vorgehensweise ist die [[Datenkapselung (Netzwerktechnik)|Kapselung]] von [[Datenpaket]]en in [[Ethernet]] und TCP/IP. Vorteil der Ethernetbasis ist, dass auf schon verbreitete Netzwerkstandards zurückgegriffen wird und im Storage-Netzwerk gleiche Technik und Komponenten (Verkabelung, Switches usw.) zum Einsatz kommen wie im restlichen Netzwerk. Ein weiterer Vorteil, der durch TCP/IP entsteht, ist die Routingfähigkeit und Eignung für komplexe, unternehmensweite Netzwerkstrukturen sowie für Weitverkehrsnetze. Nachteilig ist die etwas schlechtere Effizienz,<ref>iSCSI über Ethernet mit 1500 Byte Standard-[[Maximum Transmission Unit|MTU]]: 94,9 %; iSCSI mit 9000 Byte MTU [[Jumbo Frames]]: 99,1 %; Fibre Channel: 98,3 % – ohne Berücksichtigung der Layer-1-Kodierung</ref> die durch die zusätzlichen Ethernet- und TCP/IP-Protokoll-Erfordernisse (zusätzlicher Overhead) und -Beschränkungen (wie Paketgrößen) zustande kommt und zu einer erhöhten CPU-Belastung sowie zu höheren I/O-Anforderungen (mehr Interrupts pro [[Datenmenge]]) und zu höheren Latenzen führen kann. Ethernet bietet auch keine preisgünstige Daisy-Chained Arbitrated Loop (FC-AL)-Topologie. Nachteilig für den Einsatz im Speichernetz können auch ungeeignete Ethernet-Switches sein, die zu wenig Pufferspeicher für den kurzfristigen Ausgleich von zu hohem Datenaufkommen bieten oder durch Store and Forward und ungeeigneten internen Aufbau höhere Latenzen als FC-Switches verursachen. Es sind aber bereits Hardwarelösungen wie z. B. Netzwerkkarten mit [[TCP/IP Offload Engine]], [[iSCSI offload Engine]]<ref name="CPiSCSI">{{Internetquelle |autor=Ujjwal Rajbhandari |url=http://www.delltechcenter.com/page/Comparing+Performance+Between+iSCSI,+FCoE,+and+FC |titel=Comparing Performance Between iSCSI, FCoE, and FC |werk=Enterprise Technology Center |hrsg=Dell |datum=2009-10 |sprache=en |offline=1 |archiv-url=https://web.archive.org/web/20100820151557/http://www.delltechcenter.com/page/Comparing+Performance+Between+iSCSI,+FCoE,+and+FC |archiv-datum=2010-08-20 |archiv-bot=2019-09-11 11:02:37 InternetArchiveBot |abruf=2010-10-20}}</ref> oder auch die [[Intel I/O Acceleration Technology|I/OAT]] verfügbar, die zumindest das TCP/IP-Overhead-Problem der zusätzlichen CPU-Last minimieren. Auch gibt es optimierte Switches, die besonders geringe Latenzzeiten bieten. Die Geschwindigkeit von iSCSI, genau wie die von [[Fibre Channel]] (FC), wird von der Geschwindigkeit der verwendeten Netzwerktechnik begrenzt. Bei Verwendung eines Ethernetnetzwerks mit einzelnen 1-Gbit/s-Links ist iSCSI somit deutlich langsamer als FC mit seinen heute üblichen 2, 4 oder 8 Gbit/s. Mit 10 Gigabit/s-Ethernet und den damit erreichbaren Durchsätzen bietet dann aber wieder iSCSI eine im Vergleich höhere Geschwindigkeit – bei etwa vergleichbaren Latenzen. Hieraus resultiert der Ansatz von Converged-Netzwerken.

; Paketaufbau/Payload
FC-Pakete haben ein günstigeres Verhältnis zwischen Overhead und Payload ([[Nutzdaten]]) als iSCSI über Standard-Ethernet, allerdings können mit geeigneten Netzwerkkomponenten bei iSCSI auch [[Jumbo Frames]] verwendet werden, die ein günstigeres Verhältnis bieten können. Der {{lang|en|Payload}} eines FC-Frames beträgt bis zu 2048 Byte, der Protokoll-Overhead liegt bei lediglich 36 Byte für den Frameheader sowie 24 Byte für den [[Interframe Gap]]. Das TCP/IP-basierte iSCSI ohne Jumbo Frames hat folgendes Verhältnis: 1460 Byte Payload bei 78 Byte Overhead; Jumbo Frames mit 9000 Byte [[Maximum Transmission Unit|MTU]]: 8960 Byte Payload bei 78 Byte. Die 48 Byte großen iSCSI-Header werden nur jeweils am Anfang einer bis zu 16 MiB großen Transaktion übertragen und fallen praktisch nicht ins Gewicht.

; Vergleich nach Geschwindigkeiten
{| class="wikitable sortable" style="margin:1em auto 1em auto"
! Name
!data-sort-type="number"| Nominelle Geschwindigkeit ([[Datenübertragungsrate|Gbit/s]])
! Datendurchsatz (je Richtung in MByte/s)
! Effizienz<ref name="CPiSCSI" />
! Erscheinungsjahr
|-
| Fibre Channel 1GFC<ref name="str2010">{{Internetquelle |autor=Mario Vosschmidt |url=https://www.zki.de/fileadmin/zki/Arbeitskreise/VSys/MaterialAKSYS10/Strorage_trends_2010.pdf |titel=Storage Trends 2010 |hrsg=LSI Logic GmbH |datum=2010 |format=PDF; 2,2 MB |abruf=2010-10-20 |archiv-datum=2014-04-24 |archiv-url=https://web.archive.org/web/20140424194543/https://www.zki.de/fileadmin/zki/Arbeitskreise/VSys/MaterialAKSYS10/Strorage_trends_2010.pdf |offline=ja |archiv-bot=2025-07-14 07:04:13 InternetArchiveBot }}</ref>
| {{0}}1,0625 ([[8b10b-Code|8b10b]]-kodiert)
| {{0}}103
| 97,2 %
| 1997
|-
| iSCSI over Gigabit Ethernet<ref name="RFC7143" />
| {{0}}1,000
| {{0}}119
| 94,9 % ([[Maximum Transmission Unit|MTU]] 1500)
| 2004
|-
| Fibre Channel 2GFC<ref name="str2010" />
| {{0}}2,125 (8b10b)
| {{0}}206
| 97,2 %
| 2001
|-
| Fibre Channel 4GFC<ref name="str2010" />
| {{0}}4,25 (8b10b)
| {{0}}413
| 97,2 %
| 2005
|-
| Fibre Channel 8GFC<ref name="str2010" />
| {{0}}8,5 (8b10b)
| {{0}}826
| 97,2 %
| 2008
|-
| Fibre Channel 10GFC<ref name="str2010" />
| 10,52 ([[64b66b-Code|64b66b]]-kodiert)
| 1239
| 97,2 %
| 2004
|-
| Fibre Channel over 10G Ethernet 10GFCoE<ref name="str2010" />
| 10
| 1206
| 96,5 % ([[Maximum Transmission Unit|MTU]] 2500)
| 2009
|-
| iSCSI over 10G Ethernet<ref name="RFC7143" />
| 10
| 1239
| 99,1 % ([[Maximum Transmission Unit|MTU]] 9000)
| 2004
|-
| Fibre Channel 20GFC<ref name="str2010" />
| 21,04 (64b66b)
| 2478
| 97,2 %
| 2008
|}

=== Converged 10 GbE ===
Converged 10 GbE ist ein Standard für Netzwerke, bei denen 10 GbE und 10 GbFC verschmolzen sind. Zum Converged-Ansatz gehört auch das neue FCoE ([[Fibre Channel over Ethernet]]). Dabei werden FC-Pakete in Ethernet gekapselt und für diese dann ebenfalls die Converged-Ethernettopologie genutzt – z. B. sind dann entsprechend aktualisierte Switches (Paketgrößen) transparent für FC- und iSCSI-Storage sowie für das LAN nutzbar.

== Implementierungen ==
{| class="wikitable"
|-
! Betriebssystem
! Erscheinungsdatum
! Version
! Unterstützte Techniken
|-
! [[i5/OS]]
| Oktober 2006
| i5/OS V5R4M0
| Target, Multipath
|-
! [[VMware|VMware ESX]]
| Juni 2006
| ESX 3.0.0, ESX 3.5, ESX 4
| Initiator, Multipath
|-
! [[AIX]]
| Oktober 2002
| AIX 5.2, AIX 5.3, AIX 6.1
| Initiator, Target (nur AIX 5.3 und höher), Multipath [http://publib.boulder.ibm.com/infocenter/aix/v6r1/index.jsp?topic=/com.ibm.aix.commadmn/doc/commadmndita/iscsi_intro.htm IBM iSCSI software initiator and software target on AIX 6.1]
|-
! [[Microsoft Windows|Windows]]
| Juni 2003
| 2000, XP Pro, 2003, Vista, 2008, 7, 8, 2012, 10, 2016, 2019, 2022, 11
| Initiator, Target (nur im Windows Storage Server, Windows Server 2008 R2, Windows Server 2012), Multipath
|-
! [[Novell NetWare|NetWare]]
| August 2003
| NetWare 5.1, 6.5, & OES
| Initiator, Target
|-
! [[HP-UX]]
| Oktober 2003
| HP 11i v1, HP 11i v2
| Initiator
|-
! [[Solaris (Betriebssystem)|Solaris]]
| Februar 2005
| Solaris 10, 11<ref>[https://docs.oracle.com/cd/E23824_01/html/E24456/storage-7.html COMSTAR Replaces iSCSI Target Daemon.] Solaris 11 Dokumentation; abgerufen am 5. Februar 2013.</ref>
| Initiator, Target, Multipath
|-
! [[Linux]]
| Juni 2005
| 2.6.12, ab 2.6.38 [[LIO Unified Target|LIO]]
| Initiator, Target (FCAL, FCoE), Multipath
|-
! [[NetBSD]]
| Februar 2006
| 4.0, 5.0
| Initiator (5.0), Target (4.0), Multipath
|-
! [[OpenBSD]]
| Mai 2011
| ab Version 4.9
| Initiator
|-
! [[FreeBSD]]
| Februar 2008
| 7.0
| Initiator, Target, Multipath
|-
! [[OpenVMS]]
| Februar 2008
| 8.3-1H1
| Initiator, Multipath
|-
! [[Mac OS X]]
| Juli 2008
| 10.4 – 10.5
|[https://www.studionetworksolutions.com/globalsan-iscsi-initiator/ Initiator], [https://www.studionetworksolutions.com/globalsan-xtarget/ Target]
|}

== Ähnliche Standards ==
* [[ATA over Ethernet]]: Bei ATA over Ethernet werden [[ATA/ATAPI]]-Pakete in Ethernet gekapselt. Im Unterschied zu iSCSI erfolgt keine Kapselung in TCP/IP, hieraus resultieren geringe Performancevorteile, ATAoE ist nicht routingfähig.
* Fibre Channel: FC definiert ein nicht routingfähiges Standardprotokoll aus dem Bereich der [[Storage Area Network|Speichernetzwerke]], das als ein Nachfolger von Parallel-SCSI für die Hochgeschwindigkeitsübertragung großer Datenmengen konzipiert wurde. Natives FC ist nicht mit Ethernet kompatibel, es wird eine separate Infrastruktur (NICs, Switches usw.) benötigt.
* Fibre Channel over Ethernet: Bei Fibre Channel over Ethernet werden Fibre-Channel-Pakete in Ethernet gekapselt. Im Unterschied zu iSCSI erfolgt keine Kapselung in TCP/IP, hieraus resultieren geringe Performancevorteile, jedoch ist FCoE nicht routingfähig.
* [[Fibre Channel over IP]]: Bei Fibre Channel over IP werden Fibre-Channel-Pakete zusätzlich in TCP/IP gekapselt. FCoIP ist daher routingfähig.
* [[HyperSCSI]]: Bei HyperSCSI werden SCSI-Pakete in Ethernet gekapselt. Im Unterschied zu iSCSI erfolgt keine Kapselung in TCP/IP, hieraus resultieren geringe Performancevorteile, HyperSCSI ist nicht routingfähig.

== Weblinks ==
{{Commonscat}}
* [http://linux-iscsi.org/ LIO – Linux iSCSI Target und Initiator – Upstream ab 2.6.38]
* [https://www.heise.de/newsticker/meldung/IBM-wagt-neuen-iSCSI-Anlauf-168318.html ''IBM wagt neuen iSCSI-Anlauf''.] [[heise online]], 29. August 2007.
* [https://linux-iscsi.sourceforge.net/ iSCSI Client und Server Implementation Linux-iSCSI] (Open-Source, englisch)
* [https://www.open-iscsi.com/ iSCSI Client Open-iSCSI] (Open-Source, englisch)
* [https://iscsitarget.sourceforge.net/ iSCSI Target] (iSCSI Software Server für Linux, englisch)
* [https://www.risingtidesystems.com/ RisingTide Systems] iSCSI Target und Initiator für Linux basierend auf LIO
* [http://www.storage-insider.de/index.cfm?pid=9500 iSCSI / Internet SCSI – IP-SAN] Lesenwertes über iSCSI
* [https://www.storitback.de/service/iscsi.html Grundlagen zu iSCSI]
* [http://www.microsoft.com/downloads/en/details.aspx?FamilyID=45105d7f-8c6c-4666-a305-c8189062a0d0 Microsoft iSCSI Software Target 3.3 für Windows Server 2008 R2] (englisch)

== Einzelnachweise ==
<references>
<ref name="RFC7143">
{{RFC-Internet |RFC=7143 |Titel=Internet Small Computer System Interface (iSCSI) Protocol (Consolidated) |Datum=2014-04 |Obsoletes=5048}}
</ref>
</references>

[[Kategorie:Protokoll (Hardware)]]
[[Kategorie:Internet-Anwendungsprotokoll]]
[[Kategorie:Abkürzung]]

ISCSI - Versionsgeschichte

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