本文關(guān)鍵詞：基于iSCSI的分布式軟件定義存儲(chǔ)局域網(wǎng)研究

  更多相關(guān)文章： iSCSI 分布式存儲(chǔ) 軟件定義存儲(chǔ) 遺傳算法

【摘要】：隨著當(dāng)今數(shù)據(jù)的爆炸性增長和數(shù)據(jù)的重要性不斷增加，數(shù)據(jù)快速準(zhǔn)確存儲(chǔ)的要求越來越高。傳統(tǒng)的集中式的存儲(chǔ)硬件設(shè)備已經(jīng)不能滿足數(shù)據(jù)中心的存儲(chǔ)要求，因此分布式的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)硬件設(shè)備被廣泛應(yīng)用，但由于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在各個(gè)物理位置不同的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)上，存儲(chǔ)工作需要大量的調(diào)度和部署優(yōu)化。另一方面，現(xiàn)有的存儲(chǔ)局域網(wǎng)協(xié)議iSCSI（Internet Small Computer System Interface）在實(shí)際應(yīng)用中通常需要使用較為昂貴的專業(yè)硬件性能要求，導(dǎo)致預(yù)算和維護(hù)成本高。因此，設(shè)計(jì)一種基于分布式體系結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)局域網(wǎng)優(yōu)化具有十分重要的意義。 目前，軟件定義存儲(chǔ)被公認(rèn)為是存儲(chǔ)技術(shù)新的發(fā)展方向。所謂軟件定義存儲(chǔ)就是將硬件驅(qū)動(dòng)從存儲(chǔ)技術(shù)中抽取出來，轉(zhuǎn)而用軟件驅(qū)動(dòng)的技術(shù)，它將與存儲(chǔ)相關(guān)的控制工作都放置在相對于物理存儲(chǔ)硬件的外部軟件中。本論文基于目前高性能通用計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，設(shè)計(jì)一種針對iSCSI的分布式的軟件定義存儲(chǔ)局域網(wǎng)模型（iSCSI-Distributed Software Defined Storage Area Network,iSCSI-DSDSAN）替代由原來集中式、依靠特定硬件來提高存儲(chǔ)性能的傳統(tǒng)架構(gòu)，并進(jìn)行了數(shù)據(jù)在分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)上的優(yōu)化部署和iSCSI存儲(chǔ)局域網(wǎng)訪問性能優(yōu)化。 本論文首先著重研究了iSCSI協(xié)議的工作原理，，參數(shù)意義，設(shè)計(jì)了一系列實(shí)驗(yàn)來研究不同iSCSI模式和參數(shù)對讀寫性能的影響，找出iSCSI讀寫的性能最優(yōu)參數(shù)表。然后設(shè)計(jì)了iSCSI-DSDSAN的體系結(jié)構(gòu)和組成模塊。提出了一種基于遺傳算法的分布式存儲(chǔ)部署模型，它在數(shù)據(jù)部署時(shí)對數(shù)據(jù)存儲(chǔ)位置進(jìn)行優(yōu)化。利用Matlab仿真，對比它和隨機(jī)式和啟發(fā)式部署模型，驗(yàn)證其調(diào)度的高效性。同時(shí)提出了iSCSI讀寫性能優(yōu)化流程，它在讀寫數(shù)據(jù)時(shí)對讀寫性能進(jìn)行優(yōu)化。在Ubuntu系統(tǒng)下，采用java和shell編程對其進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析表明，基于遺傳算法的分布式存儲(chǔ)部署模型將訪問延時(shí)和遷移成本總體降低了15%。同時(shí)iSCSI-DSDSAN性能在存儲(chǔ)訪問尤其是寫操作上具有顯著提高，寫帶寬平均提高36%。
【關(guān)鍵詞】：iSCSI 分布式存儲(chǔ) 軟件定義存儲(chǔ) 遺傳算法
【學(xué)位授予單位】：東華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TP333;TP393.1
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-21
• 1.1 課題研究背景與現(xiàn)狀11-18
• 1.1.1 iSCSI研究現(xiàn)狀11-12
• 1.1.2 分布式存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀12-15
• 1.1.3 軟件定義存儲(chǔ)研究現(xiàn)狀15-18
• 1.2 基于iSCSI的分布式軟件定義存儲(chǔ)研究意義18-19
• 1.3 論文研究內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)19-20
• 1.4 論文組織結(jié)構(gòu)20-21
• 第二章 iSCSI存儲(chǔ)技術(shù)21-33
• 2.1 iSCSI協(xié)議體系結(jié)構(gòu)21-22
• 2.2 iSCSI節(jié)點(diǎn)命名規(guī)則22-23
• 2.3 iSCSI PDU23-28
• 2.3.1 iSCSI登錄/登出PDU24-26
• 2.3.2 iSCSI讀/寫命令PDU26-27
• 2.3.3 iSCSI NOP In/NOP Out PDU27-28
• 2.4 iSCSI會(huì)話管理28-30
• 2.4.1 iSCSI登錄階段28-29
• 2.4.2 iSCSI全功能階段29-30
• 2.5 iSCSI差錯(cuò)處理30-31
• 2.6 iSCSI安全性31
• 2.7 本章小結(jié)31-33
• 第三章 iSCSI讀寫性能實(shí)驗(yàn)33-45
• 3.1 本地RAMdisk讀寫實(shí)驗(yàn)33-34
• 3.2 本地Harddisk讀寫實(shí)驗(yàn)34
• 3.3 網(wǎng)絡(luò)Harddisk讀寫實(shí)驗(yàn)34-41
• 3.3.1 網(wǎng)絡(luò)Harddisk讀實(shí)驗(yàn)34-37
• 3.3.2 網(wǎng)絡(luò)Harddisk寫實(shí)驗(yàn)37-41
• 3.4 網(wǎng)絡(luò)RAMdisk讀寫實(shí)驗(yàn)41-42
• 3.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果總結(jié)42-43
• 3.6 本章小結(jié)43-45
• 第四章 基于iSCSI的分布式存儲(chǔ)局域網(wǎng)優(yōu)化模型設(shè)計(jì)45-57
• 4.1 模型體系結(jié)構(gòu)45-49
• 4.1.1 存儲(chǔ)對象48
• 4.1.2 存儲(chǔ)實(shí)體48-49
• 4.1.3 存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)49
• 4.1.4 FAC49
• 4.2 基于遺傳算法的分布式存儲(chǔ)部署模型49-53
• 4.2.1 模型約束條件50-51
• 4.2.2 模型優(yōu)化目標(biāo)51-52
• 4.2.3 模型算法流程52-53
• 4.3 iSCSI讀寫性能優(yōu)化算法流程53-55
• 4.4 本章小結(jié)55-57
• 第五章 基于iSCSI的分布式軟件定義存儲(chǔ)局域網(wǎng)系統(tǒng)仿真和實(shí)現(xiàn)57-73
• 5.1 基于遺傳算法的分布式存儲(chǔ)部署模型設(shè)計(jì)57-64
• 5.1.1 基于遺傳算法的分布式存儲(chǔ)部署模型仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)置58-60
• 5.1.2 比較算法設(shè)計(jì)60-61
• 5.1.3 仿真算法的實(shí)現(xiàn)61-62
• 5.1.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及對比62-64
• 5.2 iSCSI讀寫性能優(yōu)化軟件設(shè)計(jì)64-71
• 5.2.1 Ubuntu及Java簡述64-65
• 5.2.2 FAC模塊65-66
• 5.2.3 iSCSI Target模塊66-67
• 5.2.4 iSCSI Initiator模塊67-68
• 5.2.5 iSCSI讀寫性能優(yōu)化軟件實(shí)現(xiàn)68-71
• 5.3 本章小結(jié)71-73
• 第六章 軟件運(yùn)行結(jié)果及性能分析73-81
• 6.1 軟件單元運(yùn)行結(jié)果73-77
• 6.1.1 socket連接73-74
• 6.1.2 iSCSI Target Ready74-76
• 6.1.3 iSCSI Initiator讀寫76-77
• 6.2 軟件整體運(yùn)行結(jié)果77-78
• 6.3 軟件運(yùn)行的讀寫性能分析78-80
• 6.4 本章小結(jié)80-81
• 第七章 總結(jié)和展望81-83
• 7.1 總結(jié)81-82
• 7.2 展望82-83
• 參考文獻(xiàn)83-87
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果87-88
• 致謝88

【參考文獻(xiàn)】

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