相 信對絕大多數的資訊人員來說，「iSCSI」早已經不是個陌生的名詞。自 2001年問世，到 2003年正式通過網際網路工程工作組織 (IETF)的認可，毫無疑問的「iSCSI」已經是儲存產業的一項重要標準。經過數年的發展後，在各家儲存大廠的推波助瀾下，帶動了整個 iSCSI業界的發展。基於 iSCSI技術所建置的 IP儲存區域網路 (簡稱 IP SAN)，大幅地促進了儲存區域網路 (SAN)的普及與應用。但相較於光纖儲存區域網路 (簡稱 FC SAN)，iSCSI雖然有建置成本低廉的優點，卻也被認為存在著許多不足之處，包括網路雜訊碰撞問題、易受攻擊、資訊安全疑慮、可用傳輸頻寬低，且缺乏 高可用性的備援容錯存取機制等。

實際上，如果有正確的架構設定，iSCSI也能實現多重路徑I/O存取 (Multipathing Input/Output，MPIO)與單一網路會談中的多重連接 (Multiple Connections per Session，MC/S)兩種多重路徑存取的高可用性備援容錯機制，可以建立負載平衡 (Load balancing)與故障失效切換 (Failover)等頻寬整合應用，提供更可靠的儲存區域網路環境，這項功能在光纖儲存區域網路 (FC SAN)的環境十分常見。 iSCSI的兩種多重路徑存取機制： MPIO 與 MC/S都是利用多條實體存取傳輸路徑，在伺服器 (iSCSI Initiator端)與儲存設備 (iSCSI Target端)之間建立邏輯的存取通道，透過交互容錯輪替備援的存取動作，可避免單一實體傳輸路徑中斷時，所導致的資料存取中斷以及服務停頓；亦可平衡 多個實體傳輸路徑間的負載傳輸，避免負載傳輸集中在單一實體傳輸路徑上，所形成效能瓶頸。但是這兩種機制間又有所不同：

多重路徑I/O存取 (MPIO)
MPIO 可允許一個 iSCSI Initiator透過多個Session登入同一個 iSCSI Target儲存設備，以便利用多張網路卡或iSCSI HBA啟動負載平衡與故障失效切換機制，也就是Multiple Sessions between a Initiator and a Target。如下圖所示：

單一網路會談中的多重連接 (MC/S)
MC/S可允許在同一個網路會談 (Session)中，在iSCSI Initiator與iSCSI Target間建立多個 TCP/IP的連接，同樣也能讓使用者利用多張網路卡或iSCSI HBA啟動負載平衡與故障失效切換機制。如下圖所示：

簡單來說，MPIO是在更高的網路應用層上運作 (即在 iSCSI層上的 SCSI指令層)，並且其多重存取路徑間的負載平衡機制，是可以針對每一獨立的邏輯磁碟機 (LUN)分別設定運作；而 MC/S則是 iSCSI RFC中所定義的方法，是在 iSCSI層上運作，具有更底層的傳輸驗證能力 (Error Recovery Levels)，此外 MC/S的多重路徑負載平衡機制是「同時」針對單一網路會談中的所有邏輯磁碟機 (LUNs)一同設定運作，無法分開設定，這點也與 MPIO不同。

實現多重路徑存取的三種方式
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/ NIC Teaming/ Link Aggregation的方式，將主機上的多張網路卡群集 (NIC Teaming)成一張虛擬的邏輯網路卡，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，從而實現實體多重路徑連接存取。但問題在於，不是所有網路卡、或是其驅動程式，以及所連接的網路交換器都能支援 NIC Teaming這種方式。但是要注意的是，微 軟建議假如你使用的是微軟 iSCSI Initiator軟體，微軟並不支援在 iSCSI介面上使用網路卡群集 (NIC Teaming)的功能。所以微軟建議，仍然可以在一般網路 (LAN)介面上使用網路卡群集 (NIC Teaming)的功能，只是千萬不要拿來連接到 iSCSI SAN上。

另外，有一些儲存廠商提供的 SAN多重路徑管理軟體，也能協助使用者建立 iSCSI多重路徑存取架構，如：EMC PowerPath、HDS Hitachi Dynamic Link Manager、NetApp SnapDrive、Infortrend EonPath等，但這些專屬的 MPIO軟體通常都只支援專屬且特定廠牌型號的 iSCSI儲存設備。

不過我們不一定要使用網路卡群集的方式來解決，也無須使用到廠商專屬的多重路徑管 理軟體，我們可以直接利用 iSCSI Initiator軟體配合 iSCSI儲存設備來建立多重路徑存取的功能。要利用這種方式建立 MPIO或是 MC/S多重路徑存取機制，都必須滿足下列一定的條件：

(1) iSCSI Initiator端需有多張網路卡或網路埠連接到 iSCSI Target端。
(2) iSCSI Initiator軟體需支援 MPIO或 MC/S多重路徑存取機制。
(3) iSCSI Target儲存設備需支援 MPIO或 MC/S多重路徑存取機制。

其中第 1項是最基本的條件，主機若沒有兩個以上的網路埠 (或兩張以上網路卡/ iSCSI HBA)可供使用，自然談不上多重路徑存取，不過目前多數伺服器都內建了至少兩組的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.x版以後就能支援 MPIO與 MC/S多重路徑存取機制；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項來說，目前 MPIO遠比 MC/S普及，大多數 iSCSI儲存設備都可支援 MPIO，只要能允許同一個 iSCSI認證名稱 (iSCSI Qualifier Name，IQN)所建立的 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軟體、Sun的 Solaris iSCSI Target軟體都不支援。

實做微軟 iSCSI Initiator軟體建立多重路徑存取
以 最普遍使用的微軟 iSCSI Initiator軟體為例，實做如何建立多重路徑存取。首先，當然是要安裝具備多重路徑存取的微軟 iSCSI Initiator軟體，茲分別針對 Windows Server 2008與 Windows Server 2003做安裝說明 。

在Windows Server 2008安裝多重路徑存取的功能
Windows 2008本身內建有 iSCSI Initiator軟體，所以要啟用其多重路徑存取的功能，就必須在 「Add Features」的畫面中，點選「Multipath I/O」的功能並安裝它。

待 Windows重新開機後，在 MPIO管理工具中，啟用「Add support for iSCSI devices」的功能即可。

在Windows Server 2003安裝多重路徑存取的功能
上網下載最新版本的 Microsoft iSCSI Initiator軟體後，在安裝時，記得點選「Microsoft MPIO Multipathing Support for iSCSI」即可。

微軟 iSCSI Software initiator 2.x版最大的特色，就是新增支援多重路徑輸入/輸出 (Multipath Input/Output，簡稱MPIO)技術，可以大幅提升 IP SAN環境下儲存系統的可靠度，防止因單條路徑故障導致服務停頓的情況。而且微軟iSCSI Software initiator 2.x還加入第一級與第二級的錯誤校正功能 (Error recovery level 1/2)，相較於上一版本所支援的第０級，有著更高的錯誤復原能力，進一步提升傳輸資料的可用性。微軟 iSCSI Initiator軟體在 2.0之後的版本都可以支援 MPIO與 MC/S機制，兩種機制都可以提供多種的多重路徑備援容錯機制：

(1) Failover Only (故障失效切換)：除了指定的主要運作 (Active)路徑外，其餘路徑均為待機 (Standby)狀態，沒有負載平衡功能。當主要運作 (Active)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：有四種模式可選：
● Round Robin (循環配置資源)：所有路徑皆處於主要運作 (Active)狀態，系統會嘗試將收到的存取服務請求，循序分散至所有路徑上。
● Round Robin with subset (子群組式循環配置資源)：僅在一子群組的主要運作 (Active)路徑上執行循環配置資源原則。當所有子群組裡的主要運作 (Active)路徑皆無效時，再嘗試依照循環配置資源方式，去尋找與使用其他備用待機的路徑。
● 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機制，在MPIO機制下並不支援。
● Weighted Paths (加權路徑)：可讓使用者指定每個路徑的相對處理的負載比重，所以權重數字越大，意味著路徑優先順序排的越後面。

設定時，須先將 Initiator端伺服器的兩個網路埠直接或透過網路交換器以連接上 iSCSI儲存設備，並於 iSCSI儲存設備上建立 一個邏輯磁碟區 (LUN)、掛載到 Initiator端伺服器，然後再從微軟 iSCSI Initiator軟體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，則可選用「Round Robin」去同時啟動所有可用的網路埠，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在設定程序的前半部分是完全相同的，一樣都是在 iSCSI儲存設備上建立一個邏輯磁碟區 (LUN)，然後再讓 iSCSI Initiator登入到儲存設備的Target Portals。但接下來的後半段設定程序便有所差異：

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，先將 iSCSI儲存設備兩個埠的 IP位址加入「Target Portals」。 

(2) 替 iSCSI儲存設備的 iSCSI埠與前端伺服主機網路埠建立多重路徑傳輸的對應關係： 
打 開 iSCSI Initiator的「 Target」選單，「Log On」到已發現的 Target端之邏輯磁碟區 (LUN)，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 (Source)與目的端 (Target)的 IP埠位置。這個程序須重複進行兩次，以便把伺服主機上的兩個網路埠分別配置給 iSCSI儲存設備上的兩個 iSCSI埠。

(3) 最後便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」對話框中，選擇「Devices」選單裡的 「Advance」選項，從跳出的「Device Details」對話框中選擇「Load Balance Policy (負載平衡政策)」， 最後按下「OK」後就完成了設定。

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) 一開始一樣是需要要把 iSCSI儲存設備加入 Initiator的「Portal群組」，但只要將 iSCSI儲存設備的其中一個埠加入「Target Portals」即可。
(2) 設定傳輸對應關係：
進 入iSCSI Initiator的「Target」選單中，「 Log On」到已發現的 Target端之邏輯磁碟區 (LUN)，在跳出來的對話框中直接點選「 Advanced」選項 (但切記不可啟動「Enable Multi-Path」選項)，將伺服主機端第一個網路埠配置給 iSCSI儲存設備的第一個 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」屬性對話框中，選取「Sessio」選單的 「Connections」選項，並從「Session Connections」對話框中上方的「Load Balance Policy (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」，最後於跳出來的選單中選取「Advanced」，把伺服主機的第二組網路埠與 iSCSI儲存設備的第二個 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，此時系統便會抓取到的 iSCSI儲存設備提供的所有磁碟機，這些磁碟機便都是透過 MC/S機制所連接，並且執行我們剛剛所設定的負載平衡政策。 

iSCSI Failover的時間過長？
很 多使用者在測試 iSCSI的多重路徑存取備援容錯機制時，不管是移除網路線或是停用網路埠，常常會發覺它的故障失效切換時間 (Failover time) 過長，有時候可能會造成伺服器上關鍵應用程服務中斷運作。很多人這時候第一個想起的，可能就是去調整在磁碟機類別 (Class)裡的「TimeOutValue」機碼值，以為修改後，就會有比較好的改善。實際上，這是一個誤解，而且如果任意修改此值，可能會造成更多的問題。

正確的解決方式是，請修改 Windows主機於下列系統登錄位址的「LinkDownTime」機碼值：
HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\Class\{4D36E97B-E325-11CE-BFC1-08002BE10318}\\Parameters

這邊的的數值是從"0000"開始，而且在每個不同的主機系統上可能會有不同的值。這個值代表的是 SCSI匯流排 (Bus)控制器的類別 (Class)，所以如果你的系統有多於一個以上的 SCSI Bus，那麼這個數字也會改變。

所以請針對你的 iSCSI多重路徑備援容錯的環境下修改此系統登錄位址底下的「LinkDownTime」機碼值，預設值是 15秒，建議可以修改為 5秒，以加快故障失效切換時間。修改完後，請記得重新開機，此機碼值才會套用在主機系統上，才會生效。下面則是節錄自「Microsoft iSCSI Software Initiator Version 2.X Users Guide」中，對「LinkDownTime」的定義：

LinkDownTime

This value determines how long requests will be held in the device queue and retried if the connection to the target is lost. If MPIO is installed this value is used. If MPIO is not installed MaxRequestHoldTime is used instead.

當然，還是要提醒大家一下，除非您的儲存設備廠商建議您改變「LinkDownTime」機碼值，否則不建議做任何的修改，因為可能會造成更多的問題。但是，如果只是要進行測試或示範證明，那麼你可以試著修改此值，得到更好的測試結果。

 <參考資料>
1. 崔昊編譯、Rob著，2008，深入了解iSCSI的2種多路徑訪問機制，存儲在線 ，網址：http://www.dostor.com/article/2008/1118/2234706.shtml

2. 微軟，2006，Microsoft iSCSI Software Initiator V 2.0 Datasheet，網址：http://download.microsoft.com/download/9/4/b/94ba64d1-959e-44b8-b221-206297e832bb/iSCSIinitiator.doc

3. 微軟，2008，Microsoft iSCSI Software Initiator Version Users Guide，網址：http://download.microsoft.com/download/A/E/9/AE91DEA1-66D9-417C-ADE4-92D824B871AF/uGuide.doc

來源;http://blog.xuite.net/weirchen/blog/22184665