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移植到Windows平台的嵌入式iSCSI启动端驱动实现

作　者: 郑小元
导　师: 余胜生
学　校: 华中科技大学
专　业: 计算机系统结构
关键词: 互联网小型计算机系统接口 小型计算机系统接口设备驱动 Storport驱动接口 智能输入/输出 分离设备驱动 消息单元 主机总线适配器
分类号: TP333
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要


在计算机科学领域,数据存储一直以来都是研究的重点。网络存储由于所采用的技术和协议不同,逐渐形成了不同类型的网络存储架构,其中附网存储光纤通道存储区域网是应用最为成熟和广泛的两种技术。iSCSI(internet Small Computer System Interface,互联网小型计算机系统接口)协议的产生,得以将两种技术的优点结合在一起,可以构建出更加具有性价比的存储区域网。iSCSI存储系统分为启动端和目的端两部分。启动端和目标端通过TCP/IP网络互连传递数据包和命令包。传统的iSCSI启动端是用软件方式实现的,运行在启动端的应用服务器上。随着网络传输速度超过1Gbps,主机在耗时的TCP/IP协议和iSCSI协议的处理工作上花了大量的时间,这严重影响了服务器的I/O性能。为了减轻启动端主机的协议处理负担,各大厂家推出了智能I/O的体系架构,并制定了相应的规范智能I/O协议。已经在Linux应用服务器上实现的智能I/O协议嵌入式iSCSI启动端,能够将iSCSI协议和TCP/IP协议处理卸载到嵌入式平台IQ80321上,降低了主机负载。为了让该嵌入式iSCSI启动端能够应用到Windows应用服务器,就得开发Windows主机端相应的驱动。为此,在熟悉了IQ80321硬件开发平台和认真分析智能I/O规范及iSCSI协议的基础上,给出了在Windows Server2003应用服务器下的该嵌入式iSCSI启动端主机端驱动的设计与实现。在百兆网络环境下对移植后的嵌入式iSCSI启动端与软件实现的iSCSI启动端进行了相应的比较和理论分析,并进行了性能测试,结果基本达到了课题预期的目标,但性能还不够理想,需要在今后的研究中对其做进一步的改进。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
1 绪论  8-15
  1.1 课题背景  8-13
    1.1.1 存储技术的发展历程  8-10
    1.1.2 网络存储的研究现状  10-13
  1.2 课题主要研究工作  13-14
  1.3 主要内容及结构安排  14-15
2 硬件开发平台分析  15-23
  2.1 开发板硬件体系架构  15-16
  2.2 地址转换单元ATU  16-17
  2.3 消息单元MU  17-22
    2.3.1 MU 操作原理  18
    2.3.2 循环队列  18-22
  2.4 本章小结  22-23
3 关键技术分析  23-34
  3.1 iSCSI 协议分析  23-25
    3.1.1 SCSI 协议分析  23-24
    3.1.2 iSCSI 协议分析  24
    3.1.3 iSCSI 协议层次模型  24-25
  3.2 I2O 协议分析  25-29
    3.2.1 I2O 的目标  26-27
    3.2.2 I2O 通讯模型  27-28
    3.2.3 系统环境  28-29
  3.3 Linux 系统 iSCSI 启动端分析  29-33
    3.3.1 Linux 的SCSI 子系统  29-30
    3.3.2 Linux 软件iSCSI 启动端分析  30-31
    3.3.3 Linux 嵌入式iSCSI 启动端分析  31-33
  3.4 小结  33-34
4 嵌入式启动端的移植  34-54
  4.1 Windows 的 SCSI 驱动模型分析  34-39
    4.1.1 存储设备类驱动  35-36
    4.1.2 Storport 驱动  36-38
    4.1.3 Miniport 驱动  38-39
  4.2 移植分析  39-42
  4.3 IOP80321 主机端硬件驱动  42-45
    4.3.1 硬件资源访问以及初始化  42
    4.3.2 Inbound 操作实现  42-43
    4.3.3 Outbound 操作实现  43-45
  4.4 I2O 协议实现  45-49
    4.4.1 重要的数据结构  45-47
    4.4.2 消息通信机制实现  47-49
  4.5 Miniport 驱动实现  49-53
    4.5.1 重要的数据结构  49-50
    4.5.2 向上提供的接口  50-53
  4.6 小结  53-54
5 系统性能测试与分析  54-63
  5.1 理论分析  54-59
    5.1.1 iSCSI 启动端各环节分析  54-56
    5.1.2 数据传输率分析  56-58
    5.1.3 主机工作负载分析  58-59
  5.2 性能测试  59-60
    5.2.1 测试环境  59
    5.2.2 测试结果  59-60
  5.3 结果分析  60-62
  5.4 小结  62-63
6 全文总结  63-65
  6.1 全文总结  63
  6.2 后续工作  63-65
致谢  65-66
参考文献  66-68

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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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