[发明专利]虚拟储存网络交换器的封包转送装置与方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种虚拟储存网络交换器 (virtualization switch)的封包转送装置与方法， 可应用于网际网络小型计算器系统接(Internet Small Computer System Interface，iSCSI)连线所 建立的交换器(switch)环境中。

背景技术

储存装置的网络化是网际网络发展的趋势之一， iSCSI传输协议为一新兴起的网络储存技术标准。储存 局域网络(Storage Area Network，SAN)是特指连结 储存设备与服务器的网络，是以网络串联储存设备。 相较于独立磁盘冗余阵列(Redundant Array of Independent Disks，RAID)及小型计算器系统接口 (Small Computer System Interface，SCSI)等将服 务器与储存设备直接连结的技术，网络储存技术除了 具有高速传输能力，也不会因服务器本身而限制储存 设备的扩充与备份，因此扩充性与可靠性佳。

由于极高的频宽需求，光纤信道(fiber channe1) 是目前常用的储存网络连结技术。另一个新兴起的储 存网络技术，就是刚完成标准制定的iSCSI的传输协 议。iSCSI传输协议主要的功能是将SCSI的命令及数 据，通过iSCSI的协议数据单元(Protocal Data Unit， PDU)在IP网络上传送，由iSCSI协议，使IP网络也 可以成为储存网络。对客户端而言，以IP网络作为储 存网络只需将其服务器及储存设备换成iSCSI接口， 使用原有的IP网络的交换设备，就可建置出储存网络。

图1是iSCSI虚拟储存网络的一般的一个实施范 例示意图。如图1所示，客户端102安装iSCSI启 始(initiator)110的驱动程序(driver)与虚拟 服务器(virtualization server)101连结。储存 端103安装iSCSI目标(target)120的驱动程 序与虚拟服务器101连结。虚拟服务器101除了 安装iSCSI启始与目标的驱动程序外，再加上虚拟化 软件层140。

基于此虚拟化软件层140的设定，以iSCSI封 包数据流的角度来观察iSCSI封包栏位的变化。一开 始由虚拟服务器103中交换器的iSCSI目标 (target)120接收到iSCSI封包并解开此封包， 传递给SCSI层130来读取命令，呼叫虚拟化软件层 140转换真实存取位置，产生SCSI存取命令格式， 最后将SCSI命令封装成iSCSI封包传送出去。在这一 系列的转换过程中，iSCSI由最初输(input)的封 包格式，除去表头(header)部分，撷取负载量 (payload)的SCSI命令(CDB)，存取SCSI层，经过 虚拟化软件层对映(mapping)找到数据实际存取 (access)位置，又重新产生SCSI命令，最后再加上 iSCSI header传送。

从输入(input)的iSCSI封包到最后输出(output) 的iSCSI封包，在外观上，两者都是同样协议的iSCSI 封包，但是从虚拟化交换器(virtualization switch) 内部观察，却需要经过多层的软件协助，才能完成此 基于iSCSI连线架构的虚拟化网络储存。最终要送出 的iSCSI封包也重复经过多余的数据搬移动作，包括 一开始的拆解，最后又回到产生等动作。

在既有的技术中，使用iSCSI协议作为连线方式 的虚拟化网络储存技术可归纳为以下几类。

第一类如图2所示，以iSCSI交换器201与 iSCSI使用者主机(host)端202关系来看，管理储 存配置的代理机制(agent)，分散在数据路径(data path)之外，传输的数据不经过储存服务器的交换器， 可以直接到达网络储存装置203上。数据在离开使 用者端后，就马上传送到储存装置203上，数据路 径上没有多余的协议处理与数据复制。然而，在使用 者端与储存装置端需要安装iSCSI代理机制(agent)， 如标号210与220所示，来与储存服务器交换存 取信息。