基于iSCSI磁盘阵列在线扩容的研究

摘要

随着信息技术的飞速发展，数字化技术的广泛应用，企业对存储的需求日益突出，而解决该问题的一个较好的方式是采用在线扩容技术。在数据不间断可用性的前提下，如何在线扩容存储系统的容量，如何对数据进行容错性备份和恢复成为信息存储界研究的重点。 iSCSI是一种新型的网络存储技术，它结合了存储领域和网络领域标准成熟的技术：SCSI和IP/Ethernet，将SCSI协议通过TCP/IP网络进行传输。iSCSI使得在普遍部署的IP网络上实现低成本的SAN系统，从而称为网络存储迅速普及的关键技术。 磁盘阵列作为存储系统中的关键设备，在线扩容是其一项必不可少的功能，在线扩容是指在不影响用户正常使用的情况下，添加新的磁盘到系统中，达到扩充阵列容量并提高阵列并行度的目标。本文分别对RAID6在不同算法下对磁盘阵列进行在线扩容，分析前后磁盘阵列的吞吐率。 本文全面介绍了在线扩容的相关理论和技术，包括SCSI和iSCSI的网络体系结构，网络协议层和网络自身具有的独特特点；然后详细阐述了RAID6算法的数学模型，分析磁盘crash之后如何进行恢复，以及采用RAID6算法的磁盘的利用率，对磁盘阵列扩容前后的磁盘的吞吐率进行了分析，并成功的进行了模拟仿真实验。 通过模拟仿真实验，我们得出，在使用大数据块的情况下，RAID6的随机读取性能很好；因为不但要在每硬盘上写入校验数据而且要在专门的校验硬盘上写入数据，RAID6的随机写入性能很差；RAID6的持续写入性能一般，在使用小数据块时表现很好；对于RAID6磁盘阵列扩容后的吞吐率的得到了明显提高。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1高速通道技术分析

1.2 RAID技术分析

1.3课题研究的背景与意义

1.4本文研究的内容与组织

第2章iSCSI协议的技术分析

2.1 linux下SCSI子系统分析

2.1.1 SCSI的演化

2.1.2 SCSI工作原理及其命令

2.1.3 Linux内核中的SCSI架构

2.2 iSCSI协议的分析

2.2.1 iSCSI结构模型

2.2.2 iSCSI协议的交互

2.3 iSCSI通信流程

2.3.1数据传输综述

2.3.2命令标识和完整性检查

2.3.3 Scalable TCP(STCP)

2.3.4 iSCSI顺序和编号

2.4本章小结

第3章磁盘阵列算法分析

3.1Raid6数学原理

3.1.1伽罗瓦域运算

3.1.2里德-所罗门编码

3.2 Raid5 VS.Raid6

3.2.1 RAID的分类概述

3.2.2 RAID6与RAID5冗余原理

3.2.3 RAID6与RAID5数据安全性

3.3 Raid6的应用

3.3.1 RAID6的P+Q校验

3.3.2RAID6的数据恢复

3.4本章小结

第4章一种磁盘阵列在线扩容的策略

4.1 linux内核介绍

4.1.1 linux系统的优势

4.1.2重新编译内核

4.2在线扩容与RAID6的加速

4.2.1在线扩容的原理

4.2.2 RAID6算法的加速

4.3仿真试验

4.3.1测试工具

4.3.2仿真配置

4.3.3实验分析

4.4本章小结

第5章结束语

参考文献

致 谢

附录：在攻读硕士学位期间撰写的论文