iSCSI能把NAS存储变本地硬盘,我的ITX机箱存储是不是有救了?

我家里用的主力台机是一台微星海皇戟3,当时不想要太笨重的大机箱,在寻找itx主机的时候刚好看到这款,立马被它的造型吸引,工业设计也确实帅,审美在我的点上,见下图:

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这种itx机箱放在桌上不占地儿,但是的缺点也很明显。年初的时候学习ComfyUI,因为机器配置跟不上,淘单风扇显卡淘了好久,然后要增加一个固态硬盘专门用来存大模型,发现没有多余盘位。

原机C盘固态512G,装系统和主要软件已经差不多了,D盘是一个2.5寸机械盘,装了大量绿色软件和游戏,当我把这张机械盘换下来,装上固态盘之后,桌面一堆软件和游戏的快捷方式都变白块块了,这就尴尬了,我只好用USB3.0硬盘盒把原来的D盘拖出来外挂着用了。

前段时间飞牛NAS上线iSCSI功能,看到不少用飞牛的小伙伴叫好,据说它可以将NAS存储空间挂载成本地硬盘,不是webdav或者smb那种共享文件夹,而是是真正的可以在磁盘管理器里格式化然后用来装游戏甚至装系统的硬盘。

这不正好是为我准备的么,由于我之前对这个iSCSI不太了解,动手之前,决定先做好功课,这里也分享一下给大家,帮有同样需求的小伙伴了解一下。

一、iSCSI 是什么?

iSCSI的全称是Internet Small Computer System Interface。可以把它理解为一种基于 IP 网络的 存储协议。它允许计算机通过网络(局域网甚至广域网)将另一台设备提供的硬盘空间,识别并挂载为本地物理硬盘。

简单来说,iSCSI 在网络上“模拟”了一条硬盘数据线,让远在天边的硬盘,看起来和用起来都像直接插在你的电脑上一样。

二、它是如何做到的?

要理解 iSCSI,需要先了解两个核心角色:

iSCSI Target(目标器):这是“服务端”,是提供存储空间的设备。它可以是专门的存储服务器(如 NAS、SAN)、一台安装了 iSCSI 目标软件(例如 Windows Server 的 iSCSI Target、FreeNAS/TrueNAS、StarWind等)的电脑,或者是专业的存储阵列。

iSCSI Initiator(发起者):这是“客户端”,是想要使用远程硬盘的计算机。你的 Windows、Linux 或 macOS 电脑就可以作为发起者。它通过操作系统自带的或第三方的 iSCSI 发起程序,去连接网络上的 Target。

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挂载流程也非常简单,发现-连接-格式化-使用”,没有什么技术难度。大致步骤如下:

  1. 发现:在 Initiator 端,输入 iSCSI Target 的 IP 地址和端口(默认 3260),去发现可用的 Target。
  2. 连接与认证:找到目标后,如果需要,输入正确的用户名和密码(CHAP认证)进行连接。
  3. 识别为新硬盘:连接成功后,在 Initiator 的磁盘管理中,你会看到一块全新的、未初始化的硬盘。操作系统会认为这是一块真实的、直接连接在主板上的物理硬盘。
  4. 初始化和格式化:就像对待新买的硬盘一样,需要对它进行初始化、创建分区、然后格式化。
  5. 使用:完成格式化后,这块“网络硬盘”就会像一个真正的本地磁盘(如 C:, D:)一样出现在“我的电脑”里,你可以像使用本地硬盘一样在上面安装软件和游戏、存储文件等。

三、与“网络共享”的区别

有小伙伴可能要问了,都是将网络上的存储挂载到本地使用,那么 iSCSI 和 SMB 或 NFS 有什么区别呢?

特性 iSCSI(块级别存储) 网络共享/SMB/NFS(文件级别存储)
传输单位 “块” “文件”
工作层级 磁盘底层 文件系统上层
操作系统视角 看到的是“一块裸硬盘” 看到的是“一个网络文件夹”
格式化 需要客户端自己格式化 不需要,由服务器端格式化
文件系统 客户端决定(如 NTFS) 服务器端决定(客户端不可见)
性能与功能 更高性能,可安装操作系统、运行数据库 性能相对较低,主要用于文件存储和共享
比喻 你租了一整间空的毛坯房(硬盘),自己装修(格式化)、摆放家具(存文件)。 你租了酒店的一个房间(文件夹),可以直接入住使用,但不能改变房间格局。

四、iSCSI 的优点和缺点

优点:

  1. 高性能:由于是块级传输,避免了文件级协议的开销,延迟更低,吞吐量更高,尤其适合数据库、虚拟机等 I/O 密集型应用。
  2. 透明性:对应用程序和操作系统完全透明,它们不知道也不关心文件实际存储在哪里。
  3. 集中管理:一处存储,多机挂载(非同时),不同的主机均可连接到这块硬盘,使用里面的游戏,程序和数据。

缺点:

  1. 独占性:一个 iSCSI Target 在同一时间通常只能被一个 Initiator 挂载和读写,否则会导致数据损坏。
  2. 配置稍复杂:需要分别在服务端和客户端进行配置,比设置一个简单的网络共享文件夹要复杂。
  3. 网络依赖性:性能严重依赖于网络质量和带宽。如果网络出现拥堵或中断,可能会导致存储I/O卡顿甚至断开,影响使用。
  4. 安全风险:如果不配置认证,网络上的任何主机都可能直接连接到你的Target。

iSCSI使用解惑

基本了解了iSCSI之后,对于使用上还有一些疑问,想必也是大家比较关心的:

问题1:
当使用iSCSI挂载NAS存储空间给电脑使用,如果电脑或者NAS任一方出故障,这块硬盘的数据能否取回?

解答: 数据实际是保存在NAS上的,任意电脑都可挂载,所以当电脑出现故障,可以通过另一台电脑挂载该硬盘继续使用。但是如果NAS存储出了故障,该数据可能会丢失或不容易找回。

问题2:
使用iSCSI将NAS的存储空间挂载为本地硬盘,速度如何?

解答:因为是使用网络传输协议,传输速度受限于局域网组网链路上的每个环节,存在短板效应。一般家庭内网如果全千兆组网,理论传输速度上限大约125MB/s,全2.5G组网,如果是和固态硬盘比较,那肯定没有可比性,理论传输速度上限大约312.5MB/s,而普通SATA2.0机械硬盘读写速度大约300MB/s。

也就是说只有在全2.5G以上组网的情况下,iSCSI挂载的硬盘,传输速度勉强可以接近本地SATA2.0机械硬盘的速度,对组网环境要求还是比较高的。

Jony家里网络,从路由器到NAS再到PC主机,都是千兆,看来如果使用iSCSI,这效果也不会太好啊!连SATA1.0的水平都达不到。看来不一定能满足预期呀。

不管怎么说,飞牛给出了这个选项,那好歹也尝鲜试一下,下期更新一下千兆组网下的iSCSI使用体验,分享给大家做个参考。

小伙伴们,如果你也有一台支持 iSCSI 的 NAS和更高的局域网环境,碰巧也有这个需求,那也可以动手尝试一下,看看这玩意儿可勘大任否。