1、10GbE/GbE 助力 iSCSI 挑战 FC 与 InfiniBand前言：网络底层技术进步让 iSCSI 迅猛发展谈及“iSCSI” ，相信在今日的 IT 界已是无人不知、无人不晓，但各位可曾知道 iSCSI 也有一段酝酿沈潜的乏问期？事实上，早在 2001 年 6 月 IBM 就发表了 IP Storage 200i 的 iSCSI 存储设备，同时 Cisco 也呼应推出 SN5420 的iSCSI 路由器（用于异地备援） ，但市场及用户反应却极有限。虽然 IBM 在发表 iSCSI 方案产品后，也将 iSCSI 的技术规格提案交付给IETF 审议，期望让 iSCSI 成为 Inter
2、net 的标准，但在 2001 年2002 年间的审议作业阶段，iSCSI 仍被人视为是 IBM 自行提出的特规专属方案，直到 2003 年2 月 IETF 敲定通过 iSCSI，并颁布为 RFC 3720。iSCSI 才正式成为中立超然的网络化存储标准。不过，2003 年初的标准通过，也未立即反应至市场，原本 IDC 推估 2003 年的 iSCSI 市场规模为 2 亿 1,600 万美元，结果同为 IDC 之后的实际调查却只有1,800 万美元，相对的 Fibre Channel SAN 却高达 100 亿美元，iSCSI 虽开始受注视而摆脱乏问，但商机依旧清淡。然而 iSCSI 的发展可
3、说是愈来愈走俏，在成为 IETF 标准后，隔月Microsoft 也随即表明支持 iSCSI，并在同年年中释出支持的驱动程序（Microsoft iSCSI Initiator 1.0） ，这对国内硬件业者可说是一大鼓舞，因为国内硬件业者一向等 Microsoft 表态后才有跟进意愿。接着 2004 年 iSCSI 的支持产品数明显增加，今后数年更是不可限量，甚至在中程发展上已威胁Fibre Channel（以下简称：FC） ，远程更可能波及 InfiniBand（以下简称：IB） 。所以，国内的存储系统设计者，必须积极评估及研究 iSCSI 技术及其设计方式，以因应即将到来的高成长需求，对此
4、本文以下将列举与讨论数种 iSCSI 应用的实现法，望能对各位在参考评估时提供些许帮助。iSCSI 是以 Ethernet/Internet 为实体基础环境，以 TCP/IP 为运作协定，再往上加搭的 SCSI 数据传输及 SCSI 控制指令，使硬盘资源及运用达到通透于LAN/WAN 分享的目的附注：iSCSI 具有 Internet SCSI、IP Storage、IP SAN、SCSI over IP、SCSI protocol over the Internet 等含意。附注：iSCSI 正式商品化是在 2001 年，但先期研究可回推至 1996 年，当时由 IBM 研究以 Ethern
5、et 为基础的 SAN 技术，包括SCSI/TCP、SCSI/IP、SCSI/Ethernet 等，1998 年 IBM 完成 SCSI/TCP 技术的雏形品（Prototype） ，之后于 199899 年间将 SCSI/TCP 技术与 NFS 技术进行比较测试，发现 SCSI/TCP 在 CPU 的运算占用上比 NFS 少上 3、4 倍，且这个阶段已用上 TOE 技术（将于后述） ，19992000 年 IBM 与 Cisco 共同研拟日后将交付 IETF 审议的 iSCSI 草版规格。同时 2000 年开始 IETF 也成立 ips（IP Storage）工作小组，进行 iSCSI 核心
6、协议的研拟。以及由 SNIA 组织制订iSCSI 所需的相关 API。iSCSI 相关规格标准在开始之初，笔者要先向各位提醒，除了 RFC 3720 的 iSCSI 基础主体规格外，也有许多与其关连的标准规范必须多所了解，包括：RFC 3721iSCSI Naming and Discovery（iSCSI 命名与探搜）RFC 3722String Profile for iSCSI Names（iSCSI 命名的字符串型态）RFC 3723Securing Block Storage Protocols over IP（IP 环境中进行区块层级的存储传输所实施的安全防护）RFC 3783SC
7、SI Command Ordering Considerations with iSCSI（iSCSI的 SCSI 指令顺序考虑）RFC 3347iSCSI Requirements and Design Considerations（iSCSI 需求与设计考虑）RFC 4018Finding iSCSI Targets and Name Servers using Service Location Protocol version 2（SLPv2）（使用 SLPv2 协议来探搜 iSCSI 目标及名称服务器，关于 iSCSI 目标将于后述）RFC 4171Internet Storage N
8、ame Service（iSNS）（将 SNS 的存储名称服务协议运用于 TCP/IP 环境，SNS、iSNS 皆用于探搜网络上的存储装置）RFC 4173Bootstrapping Clients using the iSCSI Protocol（客户端装置运用 iSCSI 协议进行开机，即客户端装置的机内并无硬盘，透过 iSCSI 实现远程遥控式开机）IBM 早在 1996 年即进行 iSCSI 的技术研究，并于 2001 年推出 iSCSI 商业化产品：IP Storage 200i 存储设备，外观与 IBM 的 NAS 产品无异，且有塔型（Tower）、机架型（Rack）两款，图为塔型
9、机种，200i 于 2003 年停产，2004年由 IBM TotalStorage DS300 接替上述主要是主体规格的补充、在 TCP/IP 环境下能用何种方式进行 iSCSI 装置的探搜、辨识、登入，以及传输编密、远程开机等，除此之外，iSCSI 也必须支持现有 Internet 上常用的权限验证机制及标准，包括：RFC 1510Kerberos v5RFC 1994Challenge Handshake Authentication Protocol（CHAP）RFC 2025Simple Public Key Mechanism（SPKM1/SPKM2）RFC 2945Secure
10、Remote Password（SRP）附注：要达到 IP 型态的 SAN，不一定要用 iSCSI（以 TCP/IP 为基础来传递SCSI 指令），也有两种以 FC 基础环境为出发的作法，即 FCIP（RFC 3821，Fibre Channel over TCP/IP）与 iFCP（RFC 4172，A Protocol for Internet Fibre Channel Storage Networking），前者以建议传输隧道（tunnel）的方式实现，后者则以各装置皆 IP 化寻址实现，不过各有缺点，前者效能与稳定不佳，后者支持业者过少，且要同时传输 FCP 协议与 IP 协议，过度
11、耗占频宽，因此两种作法都仅被小量使用，如用在异地备援（Disaster Recovery，DR）的远程数据传输上（在超出长波光纤的 10km 以上距离时）。iSCSI 架构中的角色及专词用语接着我们要了解 iSCSI 架构中的角色与专词，iSCSI 的存储设备称为 iSCSI Target（或称 iSCSI Target Device） ，例如 iSCSI 磁盘阵列柜、iSCSI 磁带柜等，而 iSCSI 卡称为 iSCSI HBA（Host Bus Adapter） ，与 FC 卡称呼相同，但与 Ethernet 卡称呼不同，一般称网络卡为 NIC（Network Interface Car
12、d） ，也与 IB 卡称呼不同，IB 卡称为 HCA（Host Channel Adapter） 。当然，iSCSI 允许使用一般 Ethernet NIC 卡（网络卡，为了效率多半是 GbE以上等级）与 Ethernet Switch（交换器） ，若使用一般 GbE 卡，则还需要搭配软件才能让 GbE 卡收发 iSCSI 协议，此软件称为 iSCSI Initiator，事实上iSCSI HBA 的角色也等同于 iSCSI Initiator。此外还有 iSCSI Router（路由器） ，不过，目前似乎只有 Cisco 一家提供，这是在需要以 iSCSI 进行异地备援传输时才会使用。至于
13、iSCSI Gateway（网关器）则在接口转换时才需要，例如让 iSCSI 网络与 FC 网络接轨，就需要iSCSI-to-FC Gateway，或将网络型的 iSCSI 转换成本地端的传统 SCSI，这时则用 iSCSI-to-SCSI Gateway，iSCSI Gateway 也不见得用硬件方式实现，用CPU 执行特定的转换程序，效用与角色等同于 iSCSI Gateway。很明显的，一般的设计需求会集中在 iSCSI Initiator（iSCSI Initiator Software、iSCSI HBA）及 iSCSI Target（iSCSI Disk Array、iSCSI T
14、ape Library）两者，至于 iSCSI Switch 即 Ethernet Switch，无须更动，而 iSCSI Router 则较少运用。iSCSI 运作架构中的各种角色连接与配置附注：Intel 推出的 iSCSI HBA 卡称为 PRO/1000 T IP Storage Adapter。附注：除了 iSCSI Initiator 能以软件方式实现外，iSCSI Target 也能以软件方式实现。且 iSCSI Bridge/Gateway/Router 也被视为一种 iSCSI Target，Bridge 与 Gateway 等皆属转换功效，只是负责的层级不同，一般而言Bri
15、dge 为低层次转换，Gateway 为高层次，然有时也经常混称合用，无太大差别。如何实现一个 iSCSI Initiator？（软件法）要想实现一个 iSCSI Initiator，最简单也最省钱的作法即是在服务器上安装 iSCSI Initiator 软件，并运用服务器原有的 GbE 卡来收发 iSCSI 协议。不过，使用 iSCSI Initiator 软件必须多加权衡，由于它运用服务器的 CPU来进行 iSCSI 协议的编解运算，会折损服务器的本务运算效能（即伺服应用服务的运算） ，一般而言会折损 1、2 颗 CPU 的效能，所以不建议在 2 CPU 的服务器上使用此法，建议在 4 C
16、PU 以上的服务器才使用，且也要多斟酌效能冲击性，也不建议直接以服务器内唯一的 GbE 网埠来传发 iSCSI 协议，因为这将阻碍服务器原有对前端服务的能力（即 Internet/LAN 与 SAN 的传输交迭影响） ，所以多会额外加装第二张 GbE 网卡，以另一专属区网（SAN）的作法来传输 iSCSI。使用软件式的 iSCSI Initiator 不单要考虑 CPU、NIC 的效能折损，也要考虑操作系统支持性及取得成本，操作系统也还要注意硬件架构的差别，同样是Windows，在 IA-32（即俗称的 i386）硬件上与在 x64（即 x86-64、AMD64、EM64T）硬件上的驱动程序并
17、不相同，甚至 IA-64 硬件上的也不同，Solaris 也类似，Solaris 支持 SPARC、IA-32、x64，三者的驱动程序也不相同。目前 iSCSI Initiator 多采免费下载或免费随附的策略，Microsoft 已针对IA-32、IA-64、x64 等不同硬件架构的 Windows 都提供了 iSCSI Initiator 软件，新版为 2.0，支持更高层次的 iSCSI 传输错误修正功能（从 ERL0 提升至ERL1、ERL2，ERL 为 Error Recovery Level） ，以及多径传输（Multi-Pathing I/O；MPIO）功能，2.0 于 2005
18、年 6 月 12 日释出，之前的版本为1.0/1.05/1.06，另也可搭配下载 iSNS Server 3.0（TCP/IP 环境下探搜 iSCSI装置之用的伺服应用程序） 。Sun 方面也相同，其 Solaris Express（快捷版）及 Solaris 10 Update 1（类似 Service Pack 1）也免费提供 iSCSI Initiator 软件，包括SPARC（64-bit） 、IA-32、x64 都支持，且能支持 10GbE NIC，并计划将软件的原始程序代码公布于 OpenSolaris.org 网站。自由软件阵营也不落后，名为“Linux-iSCSI”的原码开发项
19、目即是撰写Linux 2.4 版以上所用的 iSCSI Driver（驱动程序，即 iSCSI Initiator）及iSCSI Daemon（同于 Demon，原意是魔鬼，但在此是指泛 UNIX 操作系统的背景常驻执行程序） ，开发过程中也与 Open-iSCSI 项目合并，目前为 4.0.x 版。此外还有 UNH 所释出的“UNH-iSCSI”的开放项目，一样是 Linux 上的 iSCSI Initiator 软件，目前为 1.6.0 版。附注：UNH 是新汉普郡大学（University of New Hampshire）的缩写，该校的研究运算中心（Research Computing
20、 Center）附属一个互通实验室（InterOperability Laboratory；IOL） ，负责各类信息连接标准的测试。其它如 HP HP-UX 11i v1、IBM AIX 5.2、Novell NetWare 6.5 等也都支援iSCSI Initiator。至于 Mac OS X 也有 SBE 公司能提供 Xtend SAN iSCSI Initiator for Mac OS X（收并自 PyX 公司） ，但此要付费取得，或随 SBE 的硬件套件方式一并购买。至于软件表现的强弱如何？此可透过实际的 CPU 运算占用（占用百分比愈低愈好） 、I/O 传输表现（每秒完成多少个
21、I/O 处理，即 IOPS）来评断，另外要重视支持的 GbE 层级、错误修正层级，如 10GbE 优于 1GbE，以及 ERL2 优于 ERL1优于 ERL0。以及是否支持 MPIO，MPIO 指的是一部服务器内有一张以上的 GbE NIC 时，可同时运用多张 NIC 卡进行传输，以负载平衡（Load Balance）方式尽快完成传递，或在某一 NIC 卡故障失效时，其工作也可转由其它仍正常运作的 NIC 卡来接手。如何实现一个 iSCSI Initiator？（硬件法）软件法的缺点就是耗占原有硬件资源及效能，所以也有众多业者提出硬件实现法，有的是推出 iSCSI 控制芯片（如 SilverB
22、ack Systems） ，然后由硬件设计者购回芯片以做成 iSCSI HBA 卡，或嵌于主机板上，让主机板直接具备iSCSI 硬件支持，或者有的业者虽有自研的 iSCSI 控制芯片，但视为独门秘方，不对外单售芯片，只售使用上自有芯片实现成的 iSCSI 板卡（如Adaptec、iStor Networks） ，或芯片与卡都提供（如Alacritech、QLogic、iVivity） 。与前述的软件实现法相比，硬件法可就相当复杂多样，为避免混淆难懂，须在正式说明前建立好先前概念才行。Alacritech 自研的因特网协议处理芯片（Internet Protocol Processor，IPP）
23、：1000x1，此芯片运用该公司特有 SLIC（Session-Layer Interface Control）技术，由 IPP 芯片来加速 TCP/IP、iSCSI 等执行，使用此芯片所形成的适配卡 Alacritech 称为 TNIC，其实即是 TOE GbE NICiSOE iSCSI HBA首先我们先要了解 Ethernet 卡的过往，早在 1982 年 Sun 的第一部工作站出货时就已具 Ethernet 功能，在 Ethernet 卡发展的初期，由于计算机 CPU 效能（此处的计算机指的是工作站、个人计算机）仍不足，所以当时的 Ethernet 卡都有专责处理 TCP/IP 程序的
24、芯片及电路，不需耗用 CPU 效能，然之后计算机CPU 效能跃增，使 Ethernet 芯片网卡开始被设计成只负责部分工作，而非过去的全部工作，舍去处理的部分改由 CPU 与执行搭配软件来负责。然而今日 iSCSI 的出现，倘若是使用 iSCSI Initiator 软件，服务器 CPU 除了要执行 iSCSI 的传送、接收等程序外，就连 GbE NIC 的 TCP/IP 编解工作也是由 CPU 来负担，倘若 CPU 效能不足，或软件反应不够快（程序撰写不佳，或操作系统架构特性使然） ，过重的负担就会影响 iSCSI 的传输表现。因此，要加速 iSCSI 传输，第一种作法即是使用 iSCSI
25、HBA 卡，iSCSI HBA卡主要是担负 iSCSI 程序的处理执行，如此 CPU 可以卸下此方面的工作，但仍要执行 TCP/IP 方面的工作，不过已有加速效用，此称为 iSOE（iSCSI Offload Engine） 。第二种作法，是使用“较尽责”的 GbE NIC 卡（或控制芯片） ，能完整包办 TCP/IP 层面的运算，不需 CPU 操烦，CPU 可以专心处理 iSCSI 程序，此称为 TOE（TCP/IP Offload Engine） ，由于仍是个 NIC 卡芯片，所以依然需要 iSCSI Initiator 软件的辅助，但一样有加速效果。第三种作法则是让 iSCSI HBA
26、卡（芯片）既负责 TCP/IP 工作也负责 iSCSI工作，那么 CPU 就更加轻松，也可如第一种作法般地舍去 iSCSI Initiator 软件，加速效果也胜过前两者。再者，如果是重视 iSCSI 传输安全性者，则希望在 TCP/IP 环境中再添入IPSec 的加密，然而 IPSec 一样要耗用 CPU 来编解运算，若能用特有芯片来承担此一运算，卸除 CPU 的负担，自然又可以更快，此称为 SOE（Security Offload Engine） 。当然！若不使用 IPSec 则与第三法无所差别。有了上述概念后，在此就以 QLogic 的 iSCSI 芯片为例作说明，QLogic 的ISP
27、3010 芯片只是颗具 TOE 效果的 Ethernet 加速芯片，依旧是 GbE NIC 卡/芯片，搭配 iSCSI Initiator 软件即可加速 iSCSI 的传输执行，此即是第二法。接着，QLogic 的 ISP4010 芯片是个 TOE 的 GbE NIC 芯片，也是个 iSCSI 芯片，等于将 TCP/IP、iSCSI 等执行工作都一手包办，不需倚赖 CPU 参与运算，但若用上 IPSec 传输加密则还是要倚赖 CPU 来运算，此为第三法。然后，QLogic 也提供一颗 ISPSEC1000 的辅助芯片，专责处理 IPSec 运算，可搭配前述的 ISP3010 或 ISP4010
28、 使用，若搭配 ISP4010 则属于我们前述的第四法，若搭配 ISP3010 虽没有前述的对应法，但也只剩 iSCSI 收发程序要交由CPU 负责，一样要搭配 iSCSI Initiator 软件。Adaptec 的 iSCSI HBA 卡：7211F，F 即 Fiber 之意，使用 1Gbps 以太光纤连接，控制芯片则是由 Adaptec 自行研发，能卸载 CPU 的 TCP/IP、iSCSI 等运算负荷，另有 7211C，C 即 Copper，使用 1Gbps 以太铜线上述的四、五法是较常见的几种，但不代表全部，例如 Intel 的 iSCSI HBA卡：PRO/1000 T IP St
29、orage Adapter（2003 年 7 月提出，2005 年 1 月停供）则又是另一种作法，该卡使用一套 IOP310 的 I/O 处理芯片组（由一颗 80200 处理控制芯片与一颗 80312 辅助芯片所组成）及一颗 82544EI 的 GbE MAC 控制芯片，这些都是较中性、泛用取向的芯片，并未针对任何应用调整过功能规格，但以此再搭配软件（驱动程序）执行，一样可以实现 iSCSI 效用，不过 CPU 负荷的卸载性在此不得而知。关于此法，就笔者的观点看，虽然以泛用芯片的搭配组合来实现，较无设计变更与制造供货的顾虑，但中性的结果却是介于纯软件法与上述其它特有硬件芯片实现法间，软件法属成
30、本取向，特有硬件芯片法则属效能取向，中性芯片组合在成本与效能上都不易讨好，笔者认为此法日后被实行的机会将相对减少。另外还有一种更“高深”的实现法，即是运用 10GbE 标准及 RDMA 规范中的iSER 协议，此方式是最新锐高阶作法，速度最佳但也最昂贵，关于此我们将在后头更深入说明。QLogic 的 ISP4010 芯片（点击放大） ，以 64bit PCI/PCI-X 与系统主存储器相连，ROM 方面使用 8-bit 宽、2MB16MB 的闪存，RAM 方面使用 72-bit 宽（含查核位） 、16MB256MB 的 SDRAM，另有 36-bit 宽（含查核位） 、2MB 的额外程序/数据
31、存储器（使用 SRAM，很明显是扮演快取加速功效） ，ISP4010 芯片具备 TCP/IP 卸载及 GbE 接口上述我们只是将“基本”实现法说完，尚未谈到细部与进阶，在细部方面，目前最容易犹豫的就是接口问题，眼前正处于 64-bit PCI 2.2/2.3（已有 3.0版） 、PCI-X 1.0/2.0、PCI Express 1.1 并存的时刻，虽然往未来看以 PCI Express 最具发展，不过业者现在提供的 iSCSI 芯片多以 PCI-X 1.0/2.0 为主，并向下兼容 64-bit PCI，PCI Express 仍属少数，所以主要多实行 PCI-X，64-bit PCI 则是
32、因应较过往的服务器需求才需启用。其次，iSCSI 既可使用光纤（Fiber，IEEE 802.3z 的 1000Base-LX、1000Base-SX）也可使用铜线（Copper，IEEE 802.3z 的 1000Base-CX 及IEEE 802.3ab 的 1000Base-T） ，设计时必须先选定，或者在一张卡上两种并存，提供购买用户选用的弹性，或者在同一张 iSCSI HBA 上提供双埠（Dual Port） ，好实现前述的 MPIO 功能，此法与两张单埠 iSCSI HBA 卡相较更能省成本与插槽数，如 QLogic ISP4022 芯片即以单颗芯片同时提供两个 iSCSI 埠的平
33、行处理功效。如何实现一个 iSCSI Target（软件法）iSCSI Initiator 可用软件方式实现，同样的 iSCSI Target 也行，不过优劣特点也相近，即是偏成本取向且不易达到专属硬件的效能。且要更注意的是，iSCSI Initiator 软件确实多半采随附的放送策略，而 iSCSI Target 软件则不同，多数的 iSCSI Target 都要收费，仅少数免费，如 UNH-iSCSI 项目中除了iSCSI Initiator 软件开发也有 iSCSI Target 软件开发，虽免费但也多半用于测试验证之用，少用于实际的商务运作。此外，有一个 iSCSI Enterpris
34、e Target 开放项目能提供 iSCSI Target 软件，但目前仅在 0.4.x 版，连 1.0 正式版都还有段距离。现阶段真正成熟运用的 iSCSI Target 多半由商业软件业者提供，如DataCore Software 的 SANmelody/SANmelody Lite，或 FalconStor Software的 iSCSI Server for Windows，或 String Bean Software 的 WinTarget 等，颇为玩味的，三者都是只能安装在 Windows 伺服操作系统上，这似乎与节费有些违背（纯就操作系统的软件授权费，Windows 向来高于 L
35、inux、UNIX） 。或许在意效能，或许在意花费（反正软法、硬法都要钱） ，多数用户仍倾向使用硬件方式来实现 iSCSI Target，事实上过去也有业者推出能让泛用服务器转变成 SAN 或 NAS 存储设备的软件，但与实际的 SAN、NAS 存储硬件出货数相较实不成比例，同样的情形也反应在 iSCSI Target 软件上，软件式 RAID 也类似，RAID 软件的真实运用量远低于 RAID 硬件。简而言之用户对 iSCSI Initiator软件的接受度大于 iSCSI Target 软件。另外，iSCSI Target 有许多种类型，撇开 iSCSI Router/Gateway/Br
36、idge等非存储角色不谈，存储上常见的有 iSCSI Disk Array 与 iSCSI Tape Library，对国内设计者而言只有 iSCSI Disk Array 具有意义，因为国内几乎没有业者在发展以磁带机为主的相关应用。信息硬件产品中只要牵涉到高度机械性的部分国内业者就会全面束手，小至软盘机、中至光驱、大至磁带机皆是。QLogic 的 ISP3010 芯片仅为 TOE 而不具 iSOE，可当一般 GbE NIC 之用，亦可加速存取 NAS，而 ISP4010 芯片则为 iSOE，可加速对 iSCSI Target 的存取上述的软件实现法，都属于资管、网管人员自身就可完成的方式，只
37、要找一部泛用型服务器并对应安装软件即可。然而也有些软件方案并非供信息人员所用，而是供网储系统设计者所用，此即是嵌入式的伺服软件方案，过去Microsoft 就有 WSS（Windows Storage Server） ，WSS 包含嵌入式的 Windows操作系统以及 NAS 伺服应用程序，设计者运用此套软件便可快速实现一台NAS，不过！硬件业者若要量产使用 WSS 的 NAS 存储硬设备，Microsoft 将逐台收取授权费。而依据 Microsoft 的展望规划，日后将比照现有 NAS 作法，推出专供实现 iSCSI 存储设备的新版 WSS。当然！除 Microsoft 外，其它 iSCS
38、I Target 软件业者也多半欢迎存储硬件业者的接触以促成嵌入式合作，例如 2005 年 10 月三星电子（Samsung Electronics）推出的 ZSS-100 iSCSI 存储设备，即是以 DataCore 的SANmelody 内嵌而实现，且 ZSS-100 的硬件组件相当平凡常见，如 3.6GHz 的Pentium 4、SATA 硬盘（多颗合计的原生总容量达 1TB）等，并无特别过人之处。相同的类例，HP 的 ProLiant DL100 Storage Server 与 DL100 G2（第二代）是使用 WSS 所形成的 NAS，然也提供选用功能，可追加 iSCSI 功能于
39、其上，等于一部存储设备兼具 NAS 与 iSCSI 功效，其中 iSCSI 功效是将 FalconStor iSCSI Server for Windows 进行内嵌而达成。附注：还有两种特别的商业版 iSCSI Target 软件，如 Wasabi Systems 的Storage Builder 1500i，此是将 iSCSI Target 软件搭配嵌入式操作系统（推测为 BSD） ，一并存于 IDE 接口的 Compact Flash 记忆卡内，只要将此卡插置于一般 x86 硬件，即可让该硬件转变成 iSCSI Target。另一则是 RocketDivision的 StarWind 与
40、 StarPort，前者为 iSCSI Target 软件，后者为 iSCSI Initiator 软件，使用于 Windows 操作系统上，但作用不在仿真硬盘，而在仿真光盘。如何实现一个 iSCSI Target（硬件法）接着是硬件实现法，我们完全锁定在如何实现一个 iSCSI Disk Array 上，但即便如此，实现方式也依然是形形色色、百家争鸣。首先是从头设计到尾，前述用于 iSCSI HBA 中的芯片在 iSCSI Target 中也都适用，也统统要用，包括 GbE NIC（TCP/IP）芯片、iSCSI 芯片、IPSec 芯片等，而且用量也比 iSCSI HBA 多，iSCSI H
41、BA 可能用 12 颗 GbE 芯片或 iSCSI芯片，但 iSCSI Target 会用到 24 颗，理由是一部 iSCSI Target/Disk Array 要服务多个 iSCSI Initiator/iSCSI HBA，传输量较大，所以要多个相同并行组态以增进效能，另外也可充当备援组件，增加运作的坚稳可用性。当然！上述这些芯片也可以部分舍弃不用，但道理一样：请改采软件方式来弥补，且代价是消耗部分的 CPU 运算力。在这些之外，iSCSI Disk Array 的重点当然是 RAID 控制芯片（RAID Controller） ，透过 RAID 芯片及其支持接口以连接各式硬盘。要提醒的是
42、，虽然设计目标为 iSCSI，但不表示我们只能用 SCSI 硬盘或 SAS硬盘，其实也可使用 ATA 硬盘、SATA 硬盘，或 FC 硬盘等，这并不相抵触，重点只在于 RAID 芯片支持何种硬盘接口，RAID 芯片与 CPU 连接，CPU 与 iSCSI 芯片连接，过程中 CPU 会进行运作中所需的各种数据转换，这也是 iSCSI Target的设计实现不必限定非使用 SCSI/SAS 硬盘的缘故。如果认为各环节都自主设计太久太累，那可以考虑以半成品为基础再行往上发展，例如 iStor Networks 所提供的 GigaStorATX 系统板，该板用上 iStor 所自研的特用芯片：iSNP
43、8008（iSNPIP Storage Network Access Processor） 、8 个 1GbE 网埠（iSCSI 传输，另有支持 10GbE 的系统板） 、16 个 SATA 埠（可接16 颗 SATA 硬盘） 、4GB 高速缓存，并已具备 RAID 0,1,10,5 等数组组态，只要再搭配硬盘与些许设计，便可快速实现一部 iSCSI Disk Array。iStor 的 GigaATX 系统板是专为加速 iSCSI Target 设计所提出，该系统板上使用 iStor 自研的 iSNP8008 处理器另一种半成品作法是用 LSI Logic 的 iMegaRAID iSCSI
44、 套件，这套件包含软硬两部分，硬件方面是一张 LSI Logic 的 MegaRAID SATA 300-8X 或 300-8XLP的磁盘阵列控制卡，用来形成 SATA 磁盘阵列，软件部分则是 LSI Logic 的iMegaRAID RAS Software，将控制卡装入一部使用 Linux 操作系统的计算机，且该计算机已具备 GbE NIC 功能，再安装上 iMeagaRAID 软件，即可完成一部iSCSI Disk Array。严格来说，LSI Logic 提供的方式不太能算是硬件作法，应是软件作法，只是该软件相依于该公司自有的磁盘阵列控制卡上，非配装该卡才能发挥，其余部分都是以纯软件方
45、式实现，例如 iSCSI 运算、TCP/IP 运算等，只要iMegaRAID 软件舍弃与自家控制卡的相依性，而能适用于任何数组控制卡，就是一个地道的软件 iSCSI 方案。说穿了，此法只是让 LSI Logic 用来增加既有RAID 控制卡的价值与运用范畴。不过，使用现成的 iSCSI HBA 卡、现成的 RAID 卡，甚至使用泛用的主机板等，确实是较快便的实现法，进而将研发心力更专注在韧体、驱动程序、嵌入式操作系统等层面，但相对的也必须牺牲硬件层面的最佳化设计。用一部 x86 计算机，安装 Linux 操作系统及一张 GbE NIC，再安装上 LSI Logic 的磁盘阵列控制卡：MegaR
46、AID SATA 300-8x，以及 LSI Logic 的 iSCSI Target 软件：iMegaRAID RAS，即可让 x86 计算机摇身变成 iSCSI Disk Array如果认为以半成品来进行设计还是过于麻烦，也还有更轻松行事的方式，甚至完全只要手工就能完成，无须任何电子工程设计，如 ATTO Technology 的iPBridge 系列的 iSCSI 桥接器，提供 iSCSI-to-SCSI 与 iSCSI-to-FC 的桥接，可让过去采直接附连（Direct Attached，如 SCSI、FC 接口）的磁盘阵列柜（Disk Array，JBOS、DAS）或磁带设备（Au
47、toloader、Tape Library）转变成iSCSI Target。又如 SANRAD 的 V-Switch 系列（iSCSI Gateway，也称 iSCSI Bridge）也是直接取用既有 DAS、JBOD 等直接附连式存储设备，重新转化成 iSCSI，以保障企业用户在既有存储设备上的投资。也因为只要手动转接与相关调设，所以资管、网管者可自行完成转化程序。iSCSI 外的更精省路线：AoE（ATA over Ethernet）以上大体是 iSCSI 设计的各种实现要则，以下我们将给各位在 FC、iSCSI 之外的更综观网储（网络化存储）技术趋势介绍，包括 AoE、iWARP 等。先
48、说明 AoE，企业用户选择 iSCSI 的动机，可能是希望简化管理（全面导入IP 化，以 Ethernet 管理方式统管一切，不需额外学习 Fibre Channel 领域的管理法） ，也可能是希望降低基础建设成本（将昂贵的光纤卡、光纤线、光纤交换器替换成低廉的以太卡、以太铜线、以太交换器） ，而且以后者因素较高，既然如此，实际上还有比 iSCSI 更节费的技术方案，此即是 AoE（ATA over Ethernet，而非 Age of Empires 世纪帝国） 。AoE 的概念与 iSCSI 相近，但协议堆栈更简化，iSCSI 需要四、五层以上的协议，而 AoE 却只有三层，协议简易自然使
49、传输更具效率，不过也因为协议过于精简使其运用有所限制，例如 AoE 已去除 TCP 层与 IP 层，只倚赖与运用Ethernet 的基础布建，因而失去了路由绕径能力，完全只能在 LAN 环境内使用，此点与 FC 相同。另外 AoE 也去舍 IPSec，使安全性较受顾虑。不过，以 AoE 技术来实现存储资源共享，确实可比 iSCSI 方式更低廉。目前 Solaris、Linux、FreeBSD 等操作系统都已支持 AoE，也有 Coraid 公司推出 AoE 的 Disk Array，算小有推展，但响应与知名仍远不及 iSCSI 或 FC。笔者认为未来 Thin Client 很适合使用 AoE 作法，如此可保持数据集中于后端的一致化维护管理优点，同时可大幅强化前端程序执行的流畅性（长久以来用户一直很在意 Thin Client 的执行流畅性） ，但此仍需要 LAN 传输的配套拓宽，以及传输安全性的强化，尤其是安全，近年来积极导入 Thin Client 的用户不再是重视 TCO 的大型企业（大体都已实行或评估过） ，而是重视信息安全的传统企业或中小企业。AoE 强调堆栈协议的简洁，图为 AoE 堆栈协议与 iSCSI 堆栈协议的比较，严格来说 IPSec 与 IP 应属同层，但因 IPSec 的加解密程序会增加演算负荷，在此被视为多一层
