【摘要】： IP存儲區(qū)域網(wǎng)(IP-SAN)是存儲領(lǐng)域的一項重要技術(shù),它同時具備IP網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢以及SAN架構(gòu)的強大功能和擴展性。iSCSI協(xié)議是IP-SAN中實現(xiàn)存儲設(shè)備訪問的重要協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。以iSCSI協(xié)議為基礎(chǔ)的遠(yuǎn)程啟動技術(shù),通過利用PCI ROM(如網(wǎng)卡)從遠(yuǎn)程的IP-SAN中啟動,簡化了基礎(chǔ)架構(gòu),使得管理任務(wù)變得集中和簡單。IP-SAN遠(yuǎn)程引導(dǎo)技術(shù)支持客戶主機從遠(yuǎn)程SAN的映射磁盤上引導(dǎo)啟動系統(tǒng),就像訪問本地的SCSI設(shè)備一樣簡單。那么如何將分配給某個登錄用戶的存儲卷映射為該遠(yuǎn)程用戶主機的本地硬盤?該映射硬盤上的操作系統(tǒng)如何引導(dǎo)? 本論文針對這些問題,提出了一種基于塊的、面向可靠連接的iSCSI/TCP固件協(xié)議棧模型及設(shè)計實現(xiàn)方法,利用iSCSI協(xié)議對存儲卷進(jìn)行本地映射,實現(xiàn)了基于IP存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程引導(dǎo)。該技術(shù)的核心是運行在客戶主機平臺上網(wǎng)卡擴展ROM中的固件協(xié)議棧。研究的具體內(nèi)容如下: (1)提出了一種可移植的非路由傳輸層協(xié)議實現(xiàn)原型;簡化設(shè)計了適用于嵌入式系統(tǒng)的傳輸層協(xié)議棧和TCP協(xié)議狀態(tài)機;同時提出了幾種簡化算法來保證協(xié)議棧的性能與可靠性,包括樂觀預(yù)測、固定回避重傳算法和避免協(xié)議棧重入的輸出請求掛起策略。 (2)在仔細(xì)分析iSCSI啟動器體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,建立了一種便于操作系統(tǒng)內(nèi)核iSCSI啟動器平滑接管的固件iSCSI啟動器有限狀態(tài)模型;設(shè)計和實現(xiàn)了一個簡潔、高效、穩(wěn)定,且對存儲資源要求很少的iSCSI啟動器;最后設(shè)計了磁盤訪問重定向服務(wù)和引導(dǎo)連接向量,給出了基于IP-SAN的存儲卷遠(yuǎn)程映射引導(dǎo)的技術(shù)實現(xiàn)。 (3)對實現(xiàn)的iSCSI/TCP協(xié)議棧擬定了完整的功能、性能和可靠性測試方案;給出了基于該固件協(xié)議棧的IP-SAN遠(yuǎn)程啟動方案與其他相關(guān)系統(tǒng)方案的比較;同時提出了進(jìn)一步優(yōu)化和改進(jìn)系統(tǒng)性能的可行方案。通過將協(xié)議棧實現(xiàn)代碼嵌入到X86裸機平臺的64K PCI網(wǎng)卡擴展ROM中,實現(xiàn)了基于IP-SAN的網(wǎng)絡(luò)引導(dǎo)。測試結(jié)果表明該固件協(xié)議棧有較好的性能和可靠性,并且使部署、移動和重新分配主機與存儲卷之間的映射關(guān)系變得更加便利;真正實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)啟動和網(wǎng)絡(luò)存儲。
【圖文】：

基于 iSCSI 的 IP-SAN 典型應(yīng)用如圖 1.1 所示。圖 1.1 基于 iSCSI 技術(shù)的 IP-SAN 應(yīng)用方案圖1.1.2 iSCSI 技術(shù)發(fā)展前景iSCSI 技術(shù)的推出使 NAS 的性能得到了大幅度的提高。iSCSI 技術(shù)的使用可以為無法承擔(dān)光纖通道 SAN[5,6]環(huán)境基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)高成本的中間市場客戶提供利用SAN 所帶來的好處。一方面可以作為企業(yè)級光纖通道 SAN 的補充，可以實現(xiàn)不間斷增長集中存儲管理，并且可以和現(xiàn)有的 IP 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行良好的整合；另一方面，隨著網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)的發(fā)展，其將會同 NAS 系統(tǒng)進(jìn)行全面的整合，進(jìn)而成為一個獨立的，與 SAN 系統(tǒng)并駕齊驅(qū)的發(fā)展領(lǐng)域。現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)存儲已經(jīng)成為 IT 行業(yè)的熱點， iSCSI 低廉、便捷、開放、安全、標(biāo)準(zhǔn)的諸多優(yōu)異的品質(zhì)在“未來”必將得到充分的完善與發(fā)展，從而成為一個充滿生機與活力的發(fā)展方向，為廣大的用戶提供最為完善的網(wǎng)絡(luò)存儲服務(wù)。隨著 iSCSI 技術(shù)的完善，數(shù)據(jù)塊級的存儲應(yīng)用將變得更為普遍，存儲資源的通用性、數(shù)據(jù)共享能力都將大大增強，，并且更加易于管理。隨著千兆以太網(wǎng)的成熟以及萬兆以太網(wǎng)絡(luò)的開發(fā)，IP 存儲必然會以其性價比、通用性、無地理限制等優(yōu)勢飛速發(fā)展，聯(lián)合 SCSI、TCP/IP

并按需部署邏輯存儲卷，輔助完成邏輯存儲卷到遠(yuǎn)程主機本地 SCSI 硬映射；iSCSI 目標(biāo)器從 IP-SAN 存儲網(wǎng)絡(luò)接收來自不同遠(yuǎn)程主機的 I/O 命令，解析為存儲系統(tǒng)能夠識別的針對不同邏輯存儲卷的命令然后交給卷管理器，卷管理器完成邏輯存儲卷到物理存儲設(shè)備地址解析，并將 I/O 命令分發(fā)到物理存儲設(shè)備并行執(zhí)行。在設(shè)備處理完 I/O 命令后，卷管理器將 I/O 響應(yīng)提 iSCSI 目標(biāo)器，后者經(jīng)過反向解析將請求數(shù)據(jù)或響應(yīng)通過 IP-SAN 存儲網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程主機，所有的 I/O 過程對于 IP-SAN 遠(yuǎn)程主機完全透明。（2）運行在遠(yuǎn)程主機端操作系統(tǒng)內(nèi)核中的 iSCSI 啟動器（Initiator）驅(qū)動，此驅(qū)動程序在遠(yuǎn)程主機引導(dǎo)過程中隨操作系統(tǒng)內(nèi)核一同下載到遠(yuǎn)程主機端。（3） 嵌入在 PCI 網(wǎng)卡 ROM 內(nèi)的 IP-SAN 擴展 BIOS[24]，該擴展 BIOS 主括支持 IP-SAN 存儲卷遠(yuǎn)程映射與引導(dǎo)的固件協(xié)議棧。本論文主要對支-SAN 存儲卷遠(yuǎn)程映射與引導(dǎo)的固件協(xié)議棧進(jìn)行研究與設(shè)計。iSCSI啟動器iSCSI/TCP協(xié)議棧 Windows/Linux
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：TP333

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 游海峰;何涇沙;張偉;;基于TCP重傳計時器的算法分析[J];電腦知識與技術(shù)(學(xué)術(shù)交流);2007年01期

2 葛志輝,陳志剛;一種新的基于RTT的丟包率估計算法[J];計算機工程與應(yīng)用;2005年19期

3 余勝生,李志峰,周敬利;一種改善iSCSI存儲系統(tǒng)性能的緩沖策略[J];計算機工程;2004年12期

4 李蕾;蘇金樹;張銀福;;iSCSI協(xié)議中錯誤恢復(fù)機制的設(shè)計與實現(xiàn)[J];計算機工程;2006年02期

5 俞建新;楊小虎;;網(wǎng)絡(luò)存儲新技術(shù)評析[J];計算機工程;2006年20期

6 王力生;梅巖;曹南洋;;輕量級嵌入式TCP/IP協(xié)議棧的設(shè)計[J];計算機工程;2007年02期

7 郝克剛;丁劍潔;;層次結(jié)構(gòu)的Petri網(wǎng)[J];計算機科學(xué)與探索;2008年02期

8 周悅芝,張堯?qū)W,王勇;一種用于網(wǎng)絡(luò)計算的可定制啟動協(xié)議[J];軟件學(xué)報;2003年03期

9 許先斌,趙睿;一種改進(jìn)的iSCSI存儲系統(tǒng)中的緩沖策略[J];計算機工程與設(shè)計;2005年08期

10 陳大恒;閆立偉;陳南;端木方方;;基于Windows內(nèi)核模式的iSCSI啟動器設(shè)計[J];計算機工程與設(shè)計;2007年09期

本文編號：2669819