基于SAN的网络存储系统研究与实现

摘要

随着Internet的广泛应用，网络数据不断的膨胀，用户对个人数据存储的I/O性能、安全性及灵活性的要求越来越高。由于传统分布式存储模式存在诸多局限性，很难在根本上解决数据存储面临的实际问题。本文讨论的SAN网络存储系统针对传统存储模式的问题提出了新的解决方案。
　　基于存储局域网（SAN Storage Area Network）的存储模式完全具备传统存储模式的各种优势，其采用了光纤通道FC（Fiber Channel）和存储阵列子系统（Dsik Array Subsystem）为基础，使存储网络的性能及安全性能有极大的提高，同时实现了数据的统一控制管理，给异构系统共享应用提供了基础保证。SAN能为网络上的应用系统提供丰富快速简便的存储资源，同时可实现大容量存储设备数据共享、高速计算机与高速存储设备的互联、灵活的存储设备配置要求、数据快速备份、远程数据容灾等功能，成为当今理想的存储和应用模式。
　　本课题的研究内容主要涉及到SAN网络环境中存储设备硬件平台上的网络存储系统的架构设计与网络存储系统中Safety Box子系统的设计，并以Safety Box子系统的设计实现过程为列来说明系统的实现原理。介绍了存储局域网的基本设计与构成三要素。介绍了SAN存储硬件平台的结构与独特性，分析了系统在此平台上的软件架构设计与功能模块。详细介绍了笔者重点研究的Safety Box子系统在整个全局存储系统中的地位、功能作用和实现的一些关键技术。在一年的项目研究中，笔者对网络存储系统的整体架构、功能及如何给用户带来存储性能和安全性灵活性的提高等方面进行了较深入的研究，有了深刻体会，尤其在系统研究过程中收获颇多，主要包括：
　　1.Safety Box子系统所要实现的基本功能及子系统内部的划分实现，以及它与网络存储系统其它部分的关系。
　　2.设计并实现了Safety Box子系统对存储磁盘阵列空间独特的管理。
　　3.设计了Safety Box子系统内部用于存储来自外部业务数据内部数据结构，如何组织子系统内部在Linux内核内存空间的使用。
　　4.子系统内部多线程的设计和实现，及在Linux内核空间中多线程的协作。
　　5.设计了Safety Box子系统功能和性能的测试用例及测试方案。

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第一章绪论

1.1网络存储发展现状

1.2课题背景

1.3课题目标

1.4论文研究内容及组织结构

第二章SAN网络架构概述

2.1 SAN的概念

2.2 SAN的发展及特点和优势

2.3 SAN的主要构成

2.4 本章小结

第三章SAN网络存储系统总体设计

3.1系统设计目标

3.2系统硬件平台设计

3.3系统软件架构设计

3.4系统软件模块设计

3.5 本章小结

第四章Safety Box子系统在存储系统中的设计与实现

4.1子系统的需求分析

4.2子系统的详细设计

4.3 子系统的实现

4.4 本章小结

第五章Safety Box子系统测试

5.1测试环境和方法

5.2功能测试

5.3性能测试

5.4测试结果分析

5.5本章小结

第六章总结与展望

6.1论文总结

6.2后续工作

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果