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iSCSI协议研究及其性能优化

作　者: 罗刚
导　师: 杨木清
学　校: 中南民族大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: iSCSI 网络存储 两级缓存技术 日志磁盘 性能优化
分类号: TP333
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 37次
引　用: 1次
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内容摘要


本文对国内外网络存储技术的发展、研究及其应用进行了全面的介绍。对DAS,NAS,SAN等几种主要网络存储技术进行了阐述,对当前国内外非常关注的iSCSI网络存储技术的应用进行了详细的分析,包括iSCSI的概念,iSCSI体系结构,iSCSI协议的组成,iSCSI包的顺序,iSCSI的工作流程及其运行机制。iSCSI网络存储技术标准自2003年2月IETF宣布正式通过后,以其基于当前IP网络平台,获得传播信息方便,数据存储管理不再受到距离限制,廉价易用等技术优势,迅速地得到应用和推广。对大型资源中心建设,数据中心建设及海量存储等方面起到了重要地技术支撑作用,促进了信息化建设,更加推动了网络技术的应用。iSCSI网络存储技术也存在着不足,本文针对iSCSI通信时,会有很大比例的小数据包在网络上传输造成网络性能降低,不能有效地利用网络带宽,展开了对iSCSI性能优化策略的研究。在基于聚合读写的思想考虑下,构建一个高效的RAM Cache缓存结构(简称RC),通过在系统非分页池开辟一段空间,然后利用一个日志磁盘组成一个双层结构的RC缓存,利用RC缓存结构将大量小数据包聚合成一个大数据包,集合到系统所开辟的非分页池中。然后利用日志文件系统可以快速读写文件的特点,将存放在RAM中的数据快速写入日志磁盘中,组合生成一个大的日志文件,最后将其一次性发送到远程存储系统中。这样就可以充分利用网络带宽资源,提高iSCSI网络存储的效率。同时,对引入RC缓存结构的iSCSI系统这一方法的实现做了详细的分析和阐述。最后,建立了实验测试平台,利用Iometer和PostMark测试工具在千兆网环境下对引入RC缓存结构的iSCSI系统优化方案(RC)进行了测试,对结果进行了分析。结果表明引入RC结构iSCSI存储系统在吞吐量和响应时间方面性能有一定的提高。

全文目录


摘要  8-9
ABSTRACT  9-11
第1章 绪论  11-15
  1.1 研究背景  11-13
  1.2 研究意义  13
  1.3 主要工作  13-14
  1.4 论文结构  14-15
第2章 iSCSI 技术介绍  15-27
  2.1 iSCSI 概念  15
  2.2 iSCSI 体系结构  15-16
  2.3 iSCSI 协议的组成  16-19
    2.3.1 iSCSI 的命名与寻址  16-17
    2.3.2 iSCSI 会话  17-18
    2.3.3 iSCSI 容错  18-19
    2.3.4 iSCSI 安全  19
  2.4 iSCSI 包的顺序  19-20
  2.5 iSCSI 工作流程  20-21
  2.6 iSCSI 的运行机制  21-22
    2.6.1 流量控制  21-22
    2.6.2 错误处理  22
    2.6.3 重发机制  22
  2.7 iSCSI 命名与响应  22-25
  2.8 iSCSI 的优势与不足  25-26
    2.8.1 iSCSI 的优势  25
    2.8.2 iSCSI 的不足  25-26
  2.9 本章小结  26-27
第3章 iSCSI 协议的实现  27-37
  3.1 iSCSI 在 Linux 下的实现  28-33
    3.1.1 iSCSI 在Linux 下的驱动程序  28-29
    3.1.2 iSCSI 启动器端  29-30
    3.1.3 iSCSI 目标器端  30-33
  3.2 iSCSI 在 windows 下的实现  33-35
    3.2.1 过滤驱动模块  33-34
    3.2.2 iSCSI 模块  34-35
    3.2.3 网络模块  35
    3.2.4 SCSI 微端口模块  35
  3.3 iSCSI 的管理  35-36
  3.4 本章小结  36-37
第4章 iSCSI 性能优化方法的实现  37-43
  4.1 iSCSI 性能优化策略  37-38
  4.2 RC 在iSCSI 系统中的实现  38-39
  4.3 RC 的具体设计  39-40
    4.3.1 RAM Cache 结构  39-40
    4.3.2 日志磁盘的组成  40
  4.4 RC 的运行  40-42
    4.4.1 写操作  40-41
    4.4.2 读操作  41
    4.4.3 数据迁移  41-42
  4.5 本章小结  42-43
第5章 RC 性能测试  43-48
  5.1 实验平台  43
  5.2 测试工具  43-44
  5.3 测试结果及分析  44-47
    5.3.1 吞吐量  44-46
    5.3.2 响应时间  46-47
  5.4 本章小结  47-48
第6章 总结与展望  48-49
参考文献  49-52
致谢  52-53
附录A 攻读硕士学位期间发表的论文  53

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 电子数字计算机（不连续作用电子计算机） > 存贮器
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