基于MVC的简单学生信息管理功能实现

1、常见的存储技术
DAS：Direct Attached Storage，直接附加存储，存储设备通过SCSI接口电缆直接连接到服务器的，存储设备不带有任何操作系统。它依赖于服务器，存储设备就是将硬件设备堆叠起来的。DAS也可称为SAS（Server Attached storage，即服务器附加存储）。
DAS具有如下特性：
1、DAS设备不带有任何操作系统，文件系统位于服务器端，因此是以块级别进行数据传输
2、它是通过SCSI接口电缆与服务器相连，因此，会增加服务器的I/O操作，占用cpu，降低网络和服务性能。
3、不支持多种系统的数据共享
DAS存储设备一般适用于中小型企业

NAS：Network Attached Storage，网络附加存储，NAS是基于IP协议的文件级数据存储，支持现有的网络技术，比如以太网，FDDI等。NAS设备完全是以数据为中心，将存储设备和服务器彻底隔离，集中管理数据，从而有效释放带宽，大大提高了网络整体性能。
NAS设备是一种特殊的数据存储服务器，它内嵌系统软件，可以提供NFS、SMB/CIFS的文件共享。

NAS设备的特点：
1、由于NAS设备内嵌系统，因此数据是以文件级别的方式进行传输
2、由于是一个单独的存储服务器，因此只负责数据的传输，减少了服务器的I/O操作，因此，大大提高了网络性能。
3、NAS支持标准的网络文件系统，支持跨平台存储。
4、服务器只存储数据，可以实现集中化的管理数据
NAS存储设备适用于中小型企业

SAN：Storage Area Network，存储区域网络，这是一个共享的高速存储网络，存储设备位于服务器的后端，且存储设备和服务器之间一般通过光钎（FC）交换机相连，因此传输速率比较快。当然也可以通过IP网络来继续传输，不过这对于网络带宽来说要求非常大的。对于SAN来说，存储设备和服务器完全分离，服务器通过光钎交换机（或IP网络）与不同地区的各个存储设备相连起来，可以实现集中化的管理。
SAN具有的特点：
1、由于文件系统位于服务器上，本身不带有任何操作系统，因此数据是以块级别的方式进行传输
2、由于存储服务器使用光接口，因此传输速率快、高
3、可以将不同区域的服务器通过光钎交换机相连起来，集中化的进行管理
4、由于存储设备位于不同区域，因此可实现大容量存储数据共享
由于组件一套SAN系统比较昂贵，因此适用于大型企业
如今我们所涉及的 SAN （Storage Area Network），其实现数据通信的主要要求是：
1. 数据存储系统的合并；
2. 数据备份；
3. 服务器群集；
4. 复制；
5. 紧急情况下的数据恢复

实现SAN有2种方式：一是称为FC-SAN，通过光钎交换机来实现SAN系统；另一种称为IP-SAN，通过现有的IP网络来实现SAN系统。
两种实现SAN的方式对比如下：




三种存储技术的对比







SCSI协议
SCSI: Small Computer System Interface，SCSI最初是一种专门为小型计算机系统设计的I/O技术，但由于其架构和协议自身的优点，后被广泛应用于实现DAS以及作为SAN的底层技术。
所有的SCSI设备是通过一根总线将其连接起来，这个线就叫做SCSI总线。SCSI总线是SCSI设备之间传输数据的通路。SCSI总线又被称作SCSI通道。SCSI总线最终会连接到SCSI控制器上，SCSI控制器也称为主机适配器（HBA），它控制着SCSI总线上所有的设备与计算器之间的通信。控制器既可以是插入可用插槽的卡，也可以内置在主板上。
因此，SCSI控制器和SCSI设备的连接方式如下图所示：




在SCSI总线末端上有一个终结器，用来减小相互影响的信号，维持SCSI链上的电压恒定。

SCSI ID
一个独立的SCSI总线按照规格不同可以支持8或16个SCSI目标设备（可以称为Target），每个SCSI目标设备都必须具有唯一的标识符(ID)才能正常工作。SCSI ID实际上就是这些目标设备的地址。
窄SCSI总线最多允许8个、宽SCSI总线最多允许16个不同的SCSI目标设备和它进行连接。但是一般SCSI控制器需要使用一个ID，因此，能使用的ID理论比实际要少一个。

LUN
在每一个SCSI目标设备（Target）下还可以连接多个逻辑设备（如磁盘，卷组等等），为了让系统区分每一个逻辑设备，因此每一个逻辑设备都有一个LUN（Logical Unit Number）来标识自己。每个SCSI ID最多有32个LUN，默认从0开始（不过0被占用了），每一个LUN对应着一个逻辑设备。

SCSI通信模型
SCSI是一个C/S架构，其中client端叫做initiator（启动器），服务器端叫做target（目标设备）。SCSI协议采用了分层的思想，SCSI协议簇从上向下可以分为四层：设备特定命令集，共享命令集，传输协议，互联网层。并且SCSI的数据传输是以块的方式进行的。

iSCSI协议
虽然SCSI控制器可以连接多个存储设备，形成自己的网络，但是它只能与直接相连的存储设备进行通信，只能在在局域网内部使用，不能再以太网上共享。因此，对于SCSI协议来说，传输数据的距离是非常有限的。因此，人们为了利用SCSI协议长距离的传输数据，于是就研发了一种新的技术，就是iSCSI协议.
iSCSI协议是一种新的存储技术，它是将SCSI接口与以太网（Ethernet）技术结合起来工作的，简单的说iSCSI协议是将用户的请求转换成SCSI规则编码，然后再将这些数据封装在IP包中以便在以太网中进行传输的协议。

iSCSI协议的功能
iSCSI:internet Small Computer System Interface的缩写，即Internet小型计算机接口。iSCSI技术是一种由IBM公司研究开发的，是一个供硬件设备使用的可以在IP协议的
上层运行的SCSI指令集，这种指令集合可以实现在IP网络上运行 SCSI协议，使其能够在诸如高速千兆以太网上进行路由选择。它是基于TCP/IP协议的，用来建立和管理IP存储设备、主机和客户机之间的相互连接，并创建SAN。这样使得SAN利用SCSI协议应用在高速数据传输网络成为可能。不过这种传输是以块级别的方式在各个存储设备上进行的。

iSCSI的结构
由于SCSI协议是一个C/S架构，因此iSCSI协议也是一个C/S结构，其中client是initiator,server端为target。iSCSI协议的主要功能是利用TCP/IP网络，在主机系统（可称为initiator）和目标存储设备（称为target）之间进行大量的数据封装和可靠传输过程。此外，iSCSI协议还将SCSI协议封装在IP网络上，并且运行在TCP上。
因此，ISCSI协议的协议栈为下图所示：




iSCSI协议的工作原理
iSCSI协议的工作过程：当iSCSI主机发起数据读写操作后，操作系统会生成一个SCSI指令集，然后该SCSI指令集在iSCSI initiator端被封装成iSCSI消息包，并通过TCP/IP网络传输到存储区域，当存储区域的iSCSI target收到iSCSI消息包时会将其解开，读取其中的SCSI指令，然后再将其SCSI指令传送给SCSI设备执行其指令。当SCSI指令被执行后，返回的数据经过SCSI设备传送给iSCSI target时被封装为iSCSI的响应PDU，然后再通过TCP/IP网络传输给iSCSI initiator端，iSCSI initiator解开其iSCSI PDU包，读取其中的SCSI响应内容，并将其提交给操作系统进行处理，然后操作系统在将其处理后的内容返回给应用程序。

iSCSI的优点
iSCSI最大的优点就是节约成本，利用iSCSI协议构建一个存储网络，除了需要存储设备，交换机、线缆还有以太网接口以外，基本就不需要其他的设备了，只需要在现有的网络上安装iSCSI就可以实现构建一个比较大的存储网络了。对于一个企业来说，这些设备都相同廉价。因此，总体来说，其成本相对比较廉价。

iSCSI实现数据的访问需要的条件：
1、iSCSI客户端
iSCSI客户端为iSCSI initiator，这个是发起I/O操作的启动者。在RedHat Linux系统中可以通过软件来模拟，需要安装iSCSI设备驱动。如iscsi-initiator-utils.rpm
iSCSI initiator具有的特性：
a)、既然是I/O操作的发起者，需要通过发现过程请求远端快设备。
b)、它可以与target进行持久连接
c)、linux中可以通过软件方式来实现

2、iSCSI服务器端
iSCSI服务器端为iSCSI target，这个是I/O操作的执行者。在RedHat Enterprise Linux 5 中可以使用scsi-target-utils软件包来模拟实现。
iSCSI target端具有的特性：
a)、需要导出一个或多个块设备供启动者（initiator）使用
b)、可以通过硬件和软件的方式来实现

3、iSCSI target设备名称
iSCSI target名称必须是全球唯一的，其格式为：iqn.<yyyy-mm>.<tld.domain.some.host>[:<identifier>]
其中：
iqn：iSCSI target名称必须是以iqn开头的
yyyy-mm：表示的是时间
tld.domain.some.host：这个表示的是一个反过来写的域名
identifier：这个可以是任意字符串
如：iqn.2015-03.com.xsl.www:storge.disk1

4、逻辑单元号LUN
LUN ID由iSCSI目标设备（Target）分配。iSCSI 启动端（Initiator）设备当前支持在每个目标设备（Target）中导出最多256个LUN。即最大支持16个target。
对于LUN，比较通俗的理解就是磁盘分区、LVM卷组、RAID等等。

在iSCSI通信中，都有一个发起I/O请求的启动端（Initiator）和响应请求并执行实际I/O操作的目标设备（Target），我们能够提供 BlockLevelI/O 给 Initiator 主机，其目的不外乎是“将硬盘的排线网路化”、“把Target 主机共享磁盘幻化成Initiator 主机的磁碟”以达成更大空间、更高 I/O 速度及具有冗余与高延展度的应用。
Target 即“储存设备”（Storage Device），也就是存放数据的硬盘（以硬盘阵列居多），在使用iSCSI时，会在 iSCSI 储存设备上去建立 LUN（Logical Unit Number）来提供给具备 iSCSI Initiator 功能的主机来存取 数据的。你可以把Target主机看作是服务端，把Initiator主机看作是客户端。LUN 好比是个“逻辑单位磁碟”，为追求效率、冗余与延展性，这个 LUN 通常会是由数个实体磁碟（ RAID 或 LVM 技术的技术实现）所组成。

iSCSI initiator发现iSCSI target的过程：
1、ISCSI initiator按照配置文件/etc/iscsi/iscsid.conf中配置的相应项目利用iSCSI的发现机制在网络中收索目标设备target
2、iSCSI target将返回有效的iqn名称给iSCSI initiator
3、ISCSI target按照配置的验证方式接受initiator的登录并返回目标设备target标识
4、iSCSI initiator发生查询请求给target请求查询target的相关信息
5、target响应initiator的查询请求，并将设备的有关信息返回给initiator
6、initiator创建可以的目标设备target列表

iSCSI设备具有的特性：
1. 支持报头和数据摘要
2. 支持两种挑战握手协议CHAP（ChallengeHandshake Authentication Protocol）的认证方式
3. 目标端支持R2T（ReadytoTransfer)流控制
4. 从RHEL4U2开始支持多通道（multipath）
5. 支持sendtargets发现机制
6. 支持动态目标端发现
7. 具备异步事件通知入口
8. 支持即时数据更新
9. 支持动态设备重配
10.支持自动挂接iSCSI技术
11.支持IPV6技术

iSCSI设备名称
iSCSI设备在iSCSI启动端（Initiator）导入的时候，其内核将按当前的设备情况给
iSCSI设备分配一个本地SCSI设备名（例如/dev/sda或/dev/sdb等），如果导入的iSCSI
设备已被分区，在导入iSCSI设备建立本地SCSI设备的同时也会建立相应的分区设备名
（例如/dev/sda1、/dev/sda5等等），但要主要的是此SCSI设备名并不是每次导入是都是
固定的，比如你的主机之前没有/dev/sda设备，你导入了iSCSI设备，其被内核命名
为/dev/sda;之后你将其取消了导入，并重新挂接了一个热插拔设备（如U盘或移动硬盘），
这个热插拔设备占据的/dev/sda设备；你又从新导入了iSCSI设备，此时其被内核分配的
设备名就成了 /dev/sdb。

服务器端管理配置工具tgtadm的使用
tgtadm是一个模式化的命令，其常见的模式有target、logicalunit、account
1、模式target下的语法格式：
tgtadm --lld <driver> --mode target --op {new|delete|show|update|bind|unbind} [option]
其中driver一般为iscsi --op后面的参数表示要进行的操作
new:表示增加一个target，其new的语法格式为：--tid <id> --targetname <name>
delete：表示删除一个target，其delete的语法格式为：delete --tid <id>
show：表示显示所有的target，后面可以接某个target的id，只显示某个target的信息。其show的格式为：show [--tid <id>]
update：用来修改某个特定的target的参数的。其update的格式为：update --tid <id> --name <param> --value <value>
bind：用来将某个特定的initiator和target绑定在一起，表示只接受特定的initiator的请求。其bind的语法格式为： bind --tid <id> --initiator-address <address>
unbind：表示解绑的意思。其unbind的语法格式为：unbind --tid <id> --initiator-address <address>

2、模式logicalunit下的语法格式：
tgtadm --lld <driver> --mode logicalunit --op {new|delete} [option]
其中driver一般为iscsi --op后面的参数表示要进行的操作
new:表示新建一个lun，其new的语法格式为：new --tid <id> --lun <lun> --backing-store <device-path> --bstype <type> --bsoflags
delete:表示删除一个LUN，其delete的语法格式为：delete --tid <id> --lun <lun>

3、模式account下的语法格式：
tgtadm --lld <driver> --mode account --op {new|delete|bind|unbind} [option]
其中driver一般为iscsi --op后面的参数表示要进行的操作
new:表示新建一个账号和密码，new的语法格式为：new --user <name> --password <pass>
delete:删除某个已有的账号，其格式为：delete --user <name>
bind：表示在某个特定的target上添加账号，其格式为：bind --tid <id> --user <name> [--outgoing]，如果使用了--outgoing选项，将被添加作为出去的账号来使用。
unbind：表示在某个特定的target上删除某个账号。其格式为：account --op unbind --tid <id> --user <name>

在tgtadm命令中，某些长选项可以使用短选项来代理，如：
--lld=-L
--tid=-t
--lun=-l
--backing-store=-b
--initiator-address=-I
--targetname <targetname>=-T

客户端的管理工具iscsiadm
iscsiadm是个模式化的工具，其模式可通过-m或--mode选项指定，常见的模式有discovery、node、fw、session、host、iface几个。这些模式的主要功能如下：
discovery: 用于发现某服务器是否有target输出，以及输出了哪些target；
node: 管理跟某target的关联关系；
session：用于显示所有的活动会话和连接。
fw：显示所有的启动固件值。
host：显示所有的iSCSI主机。
iface：显示/var/lib/iscsi/ifaces目录中的所有ifaces设定。

1、discovery模式下的语法格式
iscsiadm -m discovery [ -d debug_level ] [ -I iface -t type -p ip:port [-l ] ]
discovery模式下可用选项：
-d, --debug 显示debug信息，级别为0-8；
-l, --login 表示登录target的意思
-t, --type 这里可以使用的类型为sendtargets(可简写为st)、slp、fw和 isns，此选项仅用于discovery模式，且目前仅支持st、fw和isns；其中st表示允许每个iSCSI target发送一个可用target列表给initiator；
-p, --portal 指定target服务的IP和端口；
-m, --mode 可用的mode有discovery, node, fw, host iface 和 session

2、node模式下的语法格式
iscsiadm -m node [ -d debug_level ] [ -L all,manual,automatic ] [ -U all,manual,automatic ] [ [ -T targetname -p ip:port -I iface ] [ -l | -u | -R | -s] ] [ [ -o operation ]
node模式下可用选项：
-L ，--loginall 表示登录到所有发现的target设备上。all表示登录到所有的target设备上；manual表示手动登录；automatic表示自动登录。
-T, --targetname 用于指定target的名字
-u, --logout 从target设备上登出
-s, --stats 显示session统计信息
-o, --op：指定针对discoverydb数据库的操作，其仅能为new、delete、update、show和nonpersistent其中之一；
-I, --interface：指定执行操作的iSCSI接口，这些接口定义在/var/lib/iscsi/ifaces中；

3、session模式下的语法结构
iscsiadm -m session -s:显示会话的相关信息

客户端配置文件/etc/iscsi/iscsid.conf
这个文件中的主要参数有如下：
node.startup 设置启动方式，可选的参数有auotmatic 和manual
node.session.auth.authmethod 设置使用CHAP认证方式，默认为NONE
node.session.auth.username target端认证所需initiator提供的用户
node.session.auth.password target端认证所需initiator提供的密码
node.session.auth.username_in initiator端认证所需target提供的用户
node.session.auth.password_in initiator端认证所需target提供的密码
discovery.sendtargets.auth.authmethod 设置使用CHAP认证方式用以发现target端导出的设备，默认为NONE
discovery.sendtargets.auth.username 发现操作时target端认证所需initiator提供的用户
discovery.sendtargets.auth.passwd 发现操作时target端认证所需initiator提供的密码
discovery.sendtargets.auth.username_in 发现操作时initiator端认证所需target提供的用户
discovery.sendtargets.auth.password_in 发现操作时initiator端认证所需target提供的密码

客户端的认证方式
客户端的认证方式有2种：一种是基于ip认证的；另一种是基于用户认证的，使用的认证协议为CHAP。同时iscsi-initiator-utils不支持discovery的认证。
对于用户认证而言，必须先配置基于ip认证，然后才可以配置基于用户认证。

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