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一种iSCSI-SAN目标器的设计与实现

作　者: 杜娟
导　师: 唐雪飞
学　校: 电子科技大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 网络存储 iSCSI网络存储 目标器 多连接
分类号: TP333
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 50次
引　用: 1次
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内容摘要


近年来,互联网不断的发展壮大,随之与日俱增的是网络上数据,面对数据爆炸式的增长,如何对海量数据进行存储,使其有更好的可用性,可靠性变得至关重要。存储需求已经不是扩大几个硬盘就能解决的,这将会带来性能的瓶颈。SAN(Storage area Network )已经成为存储界发展的新焦点。发展比较成熟的是FC-SAN,但其高昂的价格和短距离的使用范围,似乎和互联网这个大背景难以相称。2003年iSCSI标准的通过宣告了存储界的新秀的出世。iSCSI-SAN利用成熟的以太网技术解决了传输距离和价格问题,短短几年时间iSCSI-SAN发展迅速,很多专家预言未来它将会击败FC-SAN。本文重点关注在设计一种通用的高效的iSCSI目标器。Linux内核中对SCSI的实现已经有很好的支持,在分析现有Linux核心SCSI子系统的基础上,把SCSI从总线访问设备扩展到通过以太网来访问存储设备。构建一个通用的iSCSI目标器,采用驱动分层设计的思想使目标器具有更好的通用性可以适用于各种前端。目标器模块化多线程并发处理命令提高了I/O吞吐率。采用了启动器和目标器之间多重连接的方式,数据通过多条TCP/IP连接传输。最后利用第三方测试工具对目标器性能做了测试,对结果分析对比。多重连接改善了一点点性能,然而还有待于加强。性能是iSCSI发展前景的关键因素,我们不断的寻求新的方式提高iSCSI性能,可以通过HBA卡的方式,也可以期待千兆以太网时代来临,当然都是基于优秀高效的软件设计,文中最后提出了几种后期研究的方向有助于建立负载均衡,提高I/O吞吐率。如果性能提高了,那么凭借其本身已经具备的价格,网络优势再加上不错的性能,那么iSCSI-SAN占领SAN市场指日可待。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章 引言  9-14
  1.1 研究背景  9-10
  1.2 国内外发展现状  10-12
    1.2.1 iSCSI 的发展现状  10-11
    1.2.2 iSCSI-SAN 和FC SAN 的较量  11-12
  1.3 研究内容  12
  1.4 论文结构  12-13
  1.5 本章小结  13-14
第二章 存储技术概论  14-21
  2.1 网络存储技术  14-18
    2.1.1 直连式存储  14-15
    2.1.2 网络附属存储  15-16
    2.1.3 存储网络  16-17
    2.1.4 NAS 与SAN 比较  17-18
  2.2 IP SAN 技术概论  18-20
    2.2.1 FCIP(Fiber Channel Over ip)  18-19
    2.2.2 iFCP  19-20
    2.2.3 iSCSI(Internet SCSI)  20
  2.3 本章小结  20-21
第三章 SCSI 与ISCSI 技术分析  21-39
  3.1 SCSI 工作原理  21-22
  3.2 SCSI 命令  22-24
  3.3 LINUX SCSI 子系统分析  24-26
  3.4 ISCSI 技术概述  26-33
    3.4.1 SCSI Over TCP/IP  27-28
    3.4.2 iSCSI 协议层次结构  28-30
    3.4.3 Sessions  30-31
    3.4.4 PDU(Protocal Data Unit) structure  31-33
  3.5 ISCSI 的数据传输  33-38
    3.5.1 登录Session  33-34
    3.5.2 iSCSI session 的生命周期  34-35
    3.5.3 iSCSI 读写数据  35-37
    3.5.4 差错恢复  37-38
  3.6 本章小结  38-39
第四章 ISCSI TARGET 的总体设计  39-55
  4.1 ISCSI 系统模型  39-41
  4.2 ISCSI 启动器设计  41-47
    4.2.1 启动器组织结构  41-45
    4.2.2 启动器Low-Level 设计  45-47
  4.3 目标器结构设计  47-54
    4.3.1 现有目标器分析  47-48
    4.3.2 目标器框架设计  48-51
    4.3.3 线程设计  51-53
    4.3.4 数据结构需求  53-54
  4.4 本章小结  54-55
第五章 ISCSI TARGET 的详细设计与实现  55-75
  5.1 核心数据结构设计  55-59
  5.2 模块内函数设计  59-66
    5.2.1 连接模块内部设计  59-61
    5.2.2 PDU 处理  61-62
    5.2.3 SCSI 任务管理模块  62-63
    5.2.4 MC/S(Multiple Connection per Session)  63-66
  5.3 模块间接口  66-71
    5.3.1 TGT 前端给TGT 中层的接口  66-68
    5.3.2 TGT 中层给TGT 前端的接口  68-71
  5.4 TGT 中层的 I/O 模式  71-74
    5.4.1 通过 queuecmand 接口进行 SCSI 磁盘 I/O  72-73
    5.4.2 通过 scsi_do_req 接口进行 SCSI 磁盘 I/O  73
    5.4.3 通过 SCSI 通用接口进行 SCSI 磁盘 IO  73-74
  5.5 本章小节  74-75
第六章 目标器性能测试及分析  75-84
  6.1 测试环境及方案  75-77
  6.2 测试结果  77-78
  6.3 测试性能分析  78-83
  6.4 本章小结  83-84
第七章 总结  84-86
  7.1 工作总结  84-85
  7.2 工作展望  85-86
致谢  86-87
参考文献  87-90

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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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