【摘要】：隨著計算機和網(wǎng)絡技術的發(fā)展,以及對計算機處理能力和相關數(shù)據(jù)需求的不斷增長,越來越多的信息被數(shù)據(jù)化,如何才能安全高效的存儲這些數(shù)據(jù)成為一個新的課題,此時存儲網(wǎng)絡便應運而生。從此存儲技術也從本地存儲發(fā)展到網(wǎng)絡存儲——存儲區(qū)域網(wǎng)絡(SAN),存儲區(qū)域網(wǎng)絡(SAN)基于光纖通道協(xié)議(Fibre Channel Protocol,FCP),此協(xié)議是專為網(wǎng)絡存儲設計,利用高速光纖通道完成數(shù)據(jù)快速存儲。為了解決光纖網(wǎng)絡與以太網(wǎng)之間的通信成本和傳輸速率等問題,FCoE技術產(chǎn)生了。FCoE技術解決了光纖網(wǎng)絡無法兼容以太網(wǎng)的問題,而實現(xiàn)FCoE技術的便是FCoE交換機。FCoE交換機使用FCoE技術讓光纖通道協(xié)議運行在以太網(wǎng)中,使光纖網(wǎng)絡與以太網(wǎng)的通信成本大大降低并且相互兼容。研究和開發(fā)網(wǎng)絡存儲中的FCoE技術和FCoE交換機具有十分重要的技術意義和廣闊的市場前景。 本文是基于本人實習期間參于的真實項目進行撰寫,主要是針對FC協(xié)議和FCoE協(xié)議進行研究和理解,進而開發(fā)FCoE存儲交換機。課題的主要任務是完成基于FCoE一期項目進行二次開發(fā),實現(xiàn)分布式FCoE交換機,而這其中包括對FC和FCoE協(xié)議的深入研究,對交換機原理的深入理解以及對分布式交換機結構的理解。本項目是以該通信公司的軟件開發(fā)平臺為基礎,進行分布式FCoE交換機的開發(fā)。而作為項目的參與者,本人負責分布式Fabric模塊的設計與實現(xiàn)。主要實現(xiàn)如下功能：響應板插入事件和備用板插入事件進行數(shù)據(jù)同步,保證數(shù)據(jù)實時一致,主控板升級為備用板后完成數(shù)據(jù)一致處理以及主控板,接口板和備用板之間的數(shù)據(jù)通信。整個項目的開發(fā)過程嚴格遵守CMMI4的軟件開發(fā)流程完成軟件的開發(fā)和測試工作,在項目開發(fā)與實現(xiàn)的過程中,運用了大量的C語言軟件開發(fā)技術和技巧,包括回調函數(shù)技術、消息和事件機制和IPC技術等。在本項目的測試階段,主要采用Python腳本語言完成測試用例的編寫,本人全程參與了所有項目測試工作,包括單元測試和系統(tǒng)功能測試等。 本項目開發(fā)出的分布式FCoE交換機,是在原有集中式FCoE交換機基礎之上針對提高可靠性和增強擴展性兩方進行二次開發(fā),使的在一臺交換機上出現(xiàn)了主控板,備用板和接口板三種類型的主機板。備用板提高了交換機可靠性,在主控板出現(xiàn)錯誤時,使備用板升級成主控板,進而讓交換機繼續(xù)正常工作。接口板提高了交換機接口的擴展性,用戶可以根據(jù)自身需要增加或減少接口數(shù)量,使得FCoE交換機功能更加強大。本人開發(fā)的分布式Fabric模塊,實現(xiàn)了需求分析中的所有功能點。由于本項目是一個分布式項目,所以除了對協(xié)議的理解以外,還涉及了使用進程間通信機制——IPC, RPC等技術。因此,本文對了解分布式交換原理具有一定的實用價值,對于不熟悉存儲網(wǎng)絡技術或FCoE交換機的讀者有一定的輔助作用,同時對于同行業(yè)的其他開發(fā)人員也有一定的參考價值。
【學位授予單位】：北京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：TN915.05;TP333
【圖文】：

圖1一1分布式交換機時間的增長，備用板隨之出現(xiàn)，布式設備中原來只有一塊主控但出現(xiàn)備用板后，在主控板故式設備可以繼續(xù)工作，大大提可靠性比起集中式交換機性能了開發(fā)分布式Fabric模塊的oE二期研發(fā)工程中的一個項設計與實現(xiàn)，并對最終軟件產(chǎn)了模塊功能需求分析，概要設試，并在開發(fā)工作開始前完成

此外，F(xiàn)CoE交換機還支持TCP/IP協(xié)議族，可以與以太網(wǎng)中IP交換機組成LAN網(wǎng)絡，并將服務器接入到以太網(wǎng)絡，使服務器可以同時接入到以太LAN網(wǎng)絡和SAN網(wǎng)絡中，達到整合網(wǎng)絡的目的。如圖2一1所示。圖2一 1FCoE交換機組網(wǎng)情景

2.1.3交換機組網(wǎng)目前52、N主要有兩種組網(wǎng)，一種是基于FC(FibreChannel)光纖通道協(xié)組成的SAN網(wǎng)絡—FC一SAN，另一種是基于iSCSI協(xié)議組成的伊SAN網(wǎng)絡，F(xiàn)CSAN是目前為止應用最為廣泛存儲網(wǎng)絡。在SAN網(wǎng)絡中，通信雙方是不對稱的，在傳輸速度和運行性能上有大的不同點，一般來說SAN網(wǎng)絡中一端是網(wǎng)絡服務器，負責用戶的鏈接應用的控制，把用戶的上傳數(shù)據(jù)處理后存儲到存儲設備上，另一端是磁盤存儲設備，根據(jù)服務器請求進行數(shù)據(jù)存取操作。對于FCSAN來說，服務與磁盤之間通過高速光纖通道進行連接，這樣既滿足了存儲設備大容量高率的運行要求，又滿足了服務器對用戶在協(xié)議層面上進行隔離的需求，避了不同類型報文之間的相互影響，提高了整個網(wǎng)絡系統(tǒng)的運行效率。光纖通道的拓撲結構基本類型有3中:點對點(PointtoPoint)、仲環(huán)(ArbitratedLoop)和交換型結構(Fabrie)，分別對應圖2一2、圖2一3圖2一4。

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本文編號：2804757