ATA over Ethernet

首先，ATA在AoE中被当成一种硬盘用的线路协定，数据写入硬盘后若要进行读出，则会以一个或一个以上的块状型态进行回传，且每块的容量尺寸大小（Block size）固定一致，此可称为传输区块（Block），AoE的技术基础即是此种「区块性传输」。

接着，AoE协定直接、简单地将ATA指令（ATA command）送入低级网络封包内，此种方式使以太网路线（ethernet cable）能有效取代ATA接口的接线（或称：排线，ribbon cable），AoE可以在以太网路所及的各处进行数据区块的搬运与传输，而以太网路上的各端点可以是硬盘（硬盘柜）或电脑。

对ATA标准中的ATA排线而言，它不用去理会自身所传输的是何种数据区块，这对AoE标准而言也是相同，AoE标准所用的以太网路线不用去了解它所传输的是何种数据区块，用户可以读出、写入任何想要的区块数据，只不过在多数情况下，文档系统将比传输区块更适合用来进行数据的组织与结构化运用。

就传统而言，用户是以文件系统的方式来使用电脑中的硬盘，如ext3、XFS、以及NTFS等文件系统皆是以此种想定所设计、运用。

然而在使用AoE时，由于AoE运用以太网路来取代ATA排线，这就有可能破坏此种想定用法，改以AoE方式运作对传统文件系统而言是一件危险的事，有可能导致文件系统的错乱，或造成操作系统的内核错愕（kernel panic）。

对此，AoE是用集群式的文件系统来避免这些问题，使AoE硬盘、硬盘柜的区块性保存、传输的设备设备，能够同时供多部电脑访问使用，跳脱过往ATA技术只能让硬盘、硬盘群专供单一部电脑访问使用的限制。若就实际的功效运作来说，能够访问AoE硬盘柜的服务器自身就如同是加入集群系统的一部集群电脑，是以集群的共享机制来共同取用保存资源，而AoE硬盘柜即是一个可供共享的区块性保存设备。

至于具集群功效的文件系统有哪些，常见的有GFS、OCFS2等。

AoE的目标端是个硬盘（集中放于AoE硬盘柜内），或者必须被视为一颗硬盘（用其他非硬盘的保存媒体来乔装顶替），对此有几项与与硬盘关连的要项必须关心留意：

• 访问速度主要取决于盘片的转速，转速单位为RPM，RPM值愈高，硬盘读写头（head，俗称：磁头）的旋转等待时间（rotational latency）就愈短，硬盘性能就愈高。其次读写头的移动速度愈快，搜轨时间（seek time）就愈短，此也会影响硬盘的传输快慢，其他还有磁录密度（magnetic density）、磁头入轨的精准度、盘片上的数据配置分布情形、以及碟机上的数字信号处理器、接口控制电路等也都会影响硬盘的性能表现。
• 硬盘的随机访问速度完全主导了搜索时间
  • 完整随机访问的时间比连续访问慢上1,000倍
  • 就一般而言，单颗硬盘的连续访问速度为50MB/Sec—80MB/Sec。
  • 运用磁盘数组（RAID）技术多半可提高随机访问及连续访问的传输性能。
  • 主控端操作系统及其文件系统必须尽可能将数据以连续访问的方式写入硬盘，如此有助于整体访问性能的提升。

• AoE封包是用以太网路中的MAC地址来决定封包从何处发出以及要传往何处。不过MAC地址只能在单一的以太网路中使用，因为MAC地址是以网域为范畴进行广播式发送。
• 现有的以太网路硬件多具有流量控制（flow control）的功效机制，能够使封包重新发送（packet retransmission）的带宽需求降至最低。
• 以太网路使用循环冗余校验（CRC）算法来确保封包完整送达。

当使用以太网路来进行区块性传输时，将能够获得以下的几项潜在益处：

• 保存的空间、容量等资源可以很容易地扩展延伸。
• 容量扩展的上限几乎是无限。
• 可以将以太网路创建成ad hoc的型态，借此来对访问传输进行控制。
• 保存设备的硬件及其资源可以从专属个用、单用转变成公用、共享型态。
• 数据备份更加容易。
• 与保存设备、保存资源相同的，保存的数据也可以从专用改成共享。

当同时间有一部以上的服务器对AoE硬盘柜进行访问，此时传输运作就会发生冲突，因为AoE硬盘柜不能确认哪一部服务器拥有真正的访问主控权，为了解决这个问题，AoE协定中具备一种协调机制，通过此种机制来排解冲突，使同时性的访问纠纷可以化解，此外该机制也能维持与保护共享数据的一致性，避免数据发生矛盾，举例来说，当一部服务器取得AoE硬盘柜的访问主控权时，特别是服务器正将新的数据写入硬盘时，机制上会自动对正在写入的保存区块进行保护，防止其他的服务器也对该区块进行写入，待原有的服务器完成写入后才将保护解除，并允许下一个获得主控权的服务器对该区块进行读出或写入。

若进一步探究，AoE允许用两种方式来实现此种排解机制，一种是由已经获得访问主控权的服务器，由该服务器以TCP/IP协定的方式对其他服务器发送消息，告知哪个区块正在访问使用中，请勿对该区块进行重复性访问，以免造成访问冲突与数据矛盾等问题，等于让多部服务器间自行进行访问上的讨论与知会。

另一种作法是由AoE硬盘柜自己来决定哪个服务器可以进行访问，AoE协定也支持此种作法，在AoE协定中具有一种组态字符串（Config String[3]）的功效机制，即是在AoE硬盘柜上设置一个组态字符串，由各部服务器来对此字符串进行设置（对字符串的保存区进行写入），设置成功的服务器即拥有访问传输的主控权，反之失败的服务器只能等候与再次尝试设置，而同时间只会有一个服务器能成功设置。