建立高效率、高可靠的iSCSI網路

經過數年的發展後，iSCSI已成為IP SAN的代名詞，大幅促進了儲存區域網路（SAN）的普及應用。但相較於FC SAN，iSCSI雖然有建置價格低的優點，但也被認為存在著許多不足，包括易受攻擊、可用頻寬低，且缺乏高可用性的冗餘存取機制等。

事實上，若有適當的環境配合，iSCSI也能實現多路徑I/O（Multi-Path Input/Output，MPIO）與多重連結（Multiple Connections per Session，MC/S）兩種多重路徑存取的機制，可建立負載平衡、故障失效切換等頻寬聚合應用，提供更可靠的儲存網路環境。

SCSI的2種多路徑存取機制
MPIO與MC/S都是利用多條實體存取通道，在伺服器（iSCSI Initiator段）與儲存設備（iSCSI Target端）之間建立邏輯通道，可透過輪替的存取動作，避免單一實體通道中斷時，連帶導致存取中斷；或是平衡多個實體通道間的傳輸負載，避免傳輸負荷集中在單一實體通道上。但2種機制間又有所不同：

多重路徑MPIO
MPIO可允許1個iSCSI Initiator透過多個Session登入同1個iSCSI Target設備，以便利用多張網路卡或iSCSI HBA啟用負載平衡與故障失效切換機制，也可稱作Multiple Sessions per Initiator。

一作業階段多重連接MC/S
MC/S可允許在同一個Session中，在iSCSI Initiator與iSCSI Target間建立多個TCP/IP連接，同樣也能讓使用者利用多張網路卡或iSCSI HBA啟用負載平衡與故障失效切換機制。

簡而言之，MPIO是在更高的網路堆疊層上運作（即在iSCSI層上的SCSI指令層），且多條存取路徑間的負載平衡機制，是針對1個指定的獨立邏輯磁碟機（LUN）運作；而MC/S則是iSCSI RFC中所定義的方法，是在iSCSI層上運作，具有更好的傳輸驗證能力（Error Recovery Levels），另外MC/S的負載平衡是「同時」針對所有的邏輯磁碟機運作，這點也與MPIO不同。

實現多路徑存取的3種方式
iSCSI的底層是IP與乙太網路，理論上可直接從網路卡下手，利用Port Trunking/Teaming/Link Aggregation的方式，將主機上的多張網路卡綑綁在1個IP下，再連接到iSCSI儲存設備上，搭配iSCSI儲存設備傳輸埠上的對應設定，從而實現實體多路徑連接。但問題在於，不是所有網路卡都能支援這種方式。

另外，有一些儲存廠商提供的SAN路徑管理軟體，也能協助使用者建立iSCSI多路徑存取環境，如EMC PowerPath、HDS的Hitachi Dynamic Link Manager、NetApp SnapDrive、Infortrend EonPath等，但這些軟體通常都只支援特定廠牌型號的iSCSI設備。

不過我們也可跳過網路卡這一層，亦無須使用路徑管理軟體，直接利用iSCSI Initiator軟體配合iSCSI設備建立多路徑存取。要利用這種方式建立MPIO還是MC/S，都必須滿足一定條件：

（1）iSCSI Initiator端需有多張網路卡或網路埠連接到Target端。

（2）iSCSI Initiator軟體需支援MPIO或MC/S。

（3）iSCSI Target設備需支援MPIO或MC/S。

其中第1項是最基本的條件，主機若沒有2個以上的網路埠（或2張以上網路卡/iSCSI HBA）可用，自然談不上多路徑存取，不過目前多數伺服器都內建了至少2組GbE網路埠，這點通常不會成為太大問題。

第2項條件則視不同環境而定，目前各主要作業系統廠商提供的iSCSI Initiator軟體中，目前以Windows的支援較為齊全，如微軟的iSCSI Initiator 2.06版以後就能支援MPIO與MC/S；Sun則有OpenSolaris MPxIO程式可支援Solaris環境的MPIO；Linux環境同樣也能支援MPIO。

而就第3點來說，目前MPIO遠比MC/S普及，大多數iSCSI儲存設備都能支援MPIO，只要能允許同一個iqn建立的session即可。

但能支援MC/S的產品就少了許多，在軟體式的iSCSI Target方面，目前能支援的也不多，如微軟的iSCSI Target、Sun的Solaris iSCSI Target都不支援。


點小圖看大圖利用微軟iSCSI Initiator建立多路徑存取
我們以最普及的微軟iSCSI Initiator軟體為例，說明如何建立多路徑存取。2.0版以後的微軟iSCSI Initiator軟體都能支援MPIO與MC/S機制，兩種機制都可提供幾種多路徑機制：

（1）Failover Only：除了指定的現用（active）路徑外，其餘路徑均為待命狀態，沒有負載平衡功能。當現用路徑失效時，系統將依循環配置方式尋找可用路徑。

（2）負載平衡：有4種模式可選：

● Round Robin（循環配置資源）：所有路徑皆為active，系統會嘗試將收到的存取請求，均衡分散至所有路徑。

● Round Robin with subset（帶有子集的循環配置資源）：僅在現用的路徑上執行循環配置資源原則。當所有現用路徑無效時，再嘗試按照循環配置資源方式，去尋找與使用備用路徑。

● Least Queue Depth （最小佇列深度）：將較多的 I/O 請求分散給負載較輕的處理路徑，以補償不平衡的負載。這個模式只適用於MC/S，在MPIO下不支援。

● Weighted Paths（加權路徑）：可讓使用者指定每個路徑的相對處理負載，加權數字越大，意味著路徑優先順序排的越後面。

設定時，須先將Initiator端伺服器的2個網路埠直接或透過交換器連上iSCSI儲存設備，並於iSCSI儲存設備上建立1個磁碟區、掛載到Initiator端伺服器，然後再從微軟iSCSI Initiator執行相應的設定即可。

如果只需要故障失效切換，則負載平衡政策設定上選擇Failover Only即可，若想要提高傳輸效率，則可選擇同時啟動所有可用的網路埠，則選用Round Robin，若有更精細的政策設定需求，可選擇其他模式。

MPIO與MC/S設定差異
MPIO與MC/S在設定程序的前半段是完全相同的，同樣都是在iSCSI儲存設備上建立1個磁碟機，然後再讓iSCSI Initiator登入儲存設備的Target Portals。但接下來的程序便有所差異：

MPIO
（1）首先必須將iSCSI儲存設備的iSCSI埠加入iSCSI Initiator的Portal群組。

啟動微軟iSCSI Initiator，在Discovery選單的Target Portals中，將iSCSI儲存設備2個埠的IP位址加入Target Portals。

（2）替iSCSI儲存設備的iSCSI埠與前端主機網路埠建立多路徑傳輸的對應關係。

到iSCSI Initiator的Target選單， Log On進已找到的Target，在跳出來的對話框中點選Enable Multi-Path選項。再進入對話框的Advanced選項，設定來源端與Target端的IP埠位置。這個程序須進行2次，以把伺服器上的2個網路埠分別配置給iSCSI儲存設備上的2個iSCSI埠。

（3）最後是設定負載平衡模式。

回到iSCSI Initiator的Target選單選取Details功能項，接下來在Target屬性對話框選擇Devices選單的Advance選項，從跳出的Device Details對話框中選擇負載平衡模式，就完成了設定。

回到Windows的磁碟管理介面中重新尋找磁碟，此時抓取到的新磁碟就是以MPIO運作。

MC/S
（1）一開始同樣是要把iSCSI儲存設備加入Initiator的Portal群組，但只要將儲存設備的1個埠加入Target Portals即可。

（2）設定傳輸對應關係。

到iSCSI Initiator的Target選單Log On已找到的Target，在跳出來的對話框中直接點選Advanced選項（不可啟動Enable Multi-Path選項），將主機端第1個網路埠配置給iSCSI儲存設備的第1個iSCSI埠。

（3）選擇負載平衡模式。

回到iSCSI Initiator的Target選單選取Details功能項，接下來在Target屬性對話框選取Session選單的Connections選項，從Session Connections對話框中上方的負載平衡政策中選擇需要的模式，再於對話框下方的「The device has the following path…」選單中，選取Add，於跳出來的選單中選取Advanced，把主機的第2組網路埠與iSCSI設備的第2個iSCSI埠加入，即完成了設定。

接下來回到Windows的磁碟管理介面，重新搜尋新磁碟，此時系統抓取到的iSCSI設備提供的所有磁碟機，便都是透過MC/S連接，並執行我們剛剛設定的負載平衡政策的磁碟機。文⊙張明德