iSCSI存储系统及其性能改进方法研究

摘要

在分析当前流行的网络存储体系结构及存储协议的基础上,对iSCSI协议作了深入研究.采用了纯软件方式实现iSCSI协议,它主要由启动端(initiator)/目标端(target)组成,启动端发出请求,目标端响应请求,从而实现两者之间的通信.iSCSI在Linxu下的源代码是公开的,通过分析Linux和Windows2000环境下的SCSI设备驱动程序的不同,采用SCSI微端口驱动程序加过滤驱动程序的方法将iSCSI客户端移植到Windows2000下,使之更加方便用户使用.由于iSCSI协议的特点,iSCSI通信会有很大比例小的数据包在网络上传输,这就造成了网络性能降低.为克服这一缺点,设计并实现了一种利用RAM缓存(RC)技术来改善和提高iSCSI性能的方案,RC系统是在内存非分页池开辟的一部分空间.在设计与实现的过程中,重点研究了RC的安全性与一致性.在百兆与千兆网络环境下对iSCSI的性能进行了测试,结果表明在百兆与千兆网络环境下,iSCSI的平均传输速率分别达到8.3MBps与23.6MBps,接近于本地SCSI硬盘的性能.在千兆网络环境下对加RC系统iSCSI存储系统进行了测试,结果表明性能有较大的提高.

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1网络存储是存储应用发展的结果

1.2网络存储技术

1.3构建存储区域网SAN的存储协议

1.4本课题的研究内容

1.5本章小结

2SCSI协议与iSCSI协议的对比分析

2.1 SCSI协议的概述

2.2 SCSI协议的分析

2.2.1体系结构（SAM）

2.2.2SCSI命令模型

2.2.3异常和错误处理

2.2.4任务管理

2.2.5任务集管理

2.2.6SCSI命令

2.3 iSCSI协议的分析

2.3.1iSCSI的起源

2.3.2iSCSI协议栈

2.3.3iSCSI会话

2.3.4iSCSI包的顺序

2.3.5iSCSI名字与发现机制

2.3.6iSCSI的安全机制

2.3.7iSCSI PDU的结构

2.3.8iSCSI命令和响应

2.3.9iSCSI的处理

2.4本章总结

3iSCSI协议的实现

3.1 iSCSI在linux下的实现

3.1.1linux下的驱程

3.1.2linux下的SCSI

3.1.3iSCSI目标器端

3.1.4iSCSI启动器端

3.2 iSCSI windows 2000环境下的实现

3.2.1Windows2000概述

3.2.2Windows2000驱动程序模型（WDM）

3.2.3iSCSI在Windows2000下的实现

3.3 iSCSI的管理

3.4本章总结

4ISCSI的安全缓存技术

4.1体系结构

4.2基本操作

4.3 RC设计实现

4.4本章总结

5测试结果与性能分析

5.1测试结果

5.2结果分析

5.3本章总结

6全文总结

致谢

参考文献

附录1攻读硕士学位期间发表的学术论文