【摘要】：隨著數(shù)字信息技術(shù)的快速發(fā)展,數(shù)據(jù)信息呈爆炸性增長,促使以網(wǎng)絡為中心的存儲技術(shù)迅速發(fā)展。研究基于iSCSI協(xié)議的網(wǎng)絡存儲技術(shù),是當前存儲領(lǐng)域的一大熱點。構(gòu)建基于iSCSI協(xié)議的iSCSI存儲系統(tǒng)已經(jīng)成為網(wǎng)絡存儲的重要解決途徑。 現(xiàn)在關(guān)于iSCSI技術(shù)的研究,大多是理論研究和協(xié)議層次的分析。本文則主要針對iSCSI技術(shù)的另外一個重要研究領(lǐng)域:緩存機制的改進。本文的創(chuàng)造性研究成果主要有: (1)對影響iSCSI系統(tǒng)性能的各種因素進行了詳細的測試,對于實驗現(xiàn)象,依據(jù)實驗所得的數(shù)據(jù)進行了仔細的分析; (2)設計并實現(xiàn)了一種哈希表緩存機制。在緩存中,運用哈希技術(shù)實現(xiàn)快速定位,利用哈希表項中存儲的鏈頭指針來鏈接一個數(shù)據(jù)鏈表,通過探測性的自適應置換算法進行緩存塊的置換,并及時進行數(shù)據(jù)同步。該緩存機制主要應用于Target服務器端的存儲空間特別巨大的iSCSI存儲系統(tǒng)中,明顯地加快了命令的響應速度; (3)設計并實現(xiàn)了一種映射表緩存機制。在緩存中,建立一張緩存區(qū)中的緩存塊地址與磁盤陣列中的磁盤塊地址一一對應的映射表,運用映射表技術(shù),以O(1)的效率實現(xiàn)快速定位,找到對應的緩存塊,利用使用頻率最低置換算法進行緩存塊的置換,并及時同步數(shù)據(jù)。該緩存機制主要應用于Target服務器端的存儲空間不是特別巨大的iSCSI存儲系統(tǒng)中,顯著的縮短了命令響應時間; (4)基于哈希表緩存機制和映射表緩存機制,提出并實現(xiàn)了一種新的以減少iSCSI系統(tǒng)中Initiator端服務器直接訪問Target端存儲設備次數(shù)的、高性能的iSCSI存儲系統(tǒng)。該系統(tǒng)依據(jù)Linux內(nèi)核的層次結(jié)構(gòu),將Initiator和Target進行分層設計,并嵌入到Linux內(nèi)核中。經(jīng)測試表明,優(yōu)化后的iSCSI系統(tǒng)提高了系統(tǒng)的IOPs和MBPs,極大地提高了iSCSI系統(tǒng)的整體性能; (5)提出了一個iSCSI系統(tǒng)的應用實例,將iSCSI技術(shù)應用于數(shù)字化圖書館,并提出了具體的存儲解決方案。
【圖文】：

儲決方案速網(wǎng)絡環(huán)境下 I/O 的瓶頸，一般有兩種途徑，一是盡量由于存儲設備自身性能的限制，其與 CPU 和網(wǎng)絡傳輸介此存儲設備一直是一個瓶頸；二是協(xié)調(diào)網(wǎng)絡 I/O 和存儲存儲。網(wǎng)絡存儲是將服務器與存儲設備相分離，，用高速設備的資源進行分配和調(diào)度，使系統(tǒng)的整體性能實現(xiàn)最存儲解決方案是直接附加存儲，網(wǎng)絡附加存儲和存儲區(qū)附加存儲廣泛的外置存儲設備主要有磁盤陣列、磁帶庫、光盤庫CSI)線纜或光纖通道的形式直接連接到指定的服務器上，構(gòu)就是直接附加存儲[27]，如圖 2.1 所示。

文件服務器有著自己特有的操作系統(tǒng)。存儲設備一般儲空間支持。NAS 用專用軟件或系統(tǒng)管理存儲設備，將對存開銷轉(zhuǎn)移到管理軟件或系統(tǒng)上，極大的降低了文件服務器的的文件系統(tǒng)，在 NAS 存儲設備和文件服務器之間傳遞的是ile System，NFS)或 CIFS(Common Internet File System，CIFS)支持不同操作系統(tǒng)對文件共享。NAS 的優(yōu)點如下：持即插即用，通過多 NAS 文件服務器的設計來實現(xiàn)高可用的訪問；過 IP 網(wǎng)絡與應用服務器相連，應用方便；文件系統(tǒng)為專用操作系統(tǒng)所支持，并為不同的操作系統(tǒng)提供文的文件系統(tǒng)加速了文件訪問的效率，并且支持多種網(wǎng)絡協(xié)議。以通過其他服務器讀取 NAS 上的數(shù)據(jù)。S 訪問必須要經(jīng)文件系統(tǒng)進行格式轉(zhuǎn)換，因此 NAS 并不支持設備的應用，如數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等。
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：TP333

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