基于InfiniBand的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與卷分配策略研究
發(fā)布時(shí)間:2022-02-21 08:27
面對(duì)網(wǎng)絡(luò)化環(huán)境下數(shù)據(jù)快速增長與存儲(chǔ)容量的急劇膨脹,存儲(chǔ)系統(tǒng)的I/O(輸入/輸出,Input/Output)性能成為衡量外存儲(chǔ)系統(tǒng)的主要指標(biāo)。由于InfiniBand(無限帶寬,簡稱IB)具有高帶寬、低延遲的優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于高性能計(jì)算節(jié)點(diǎn)的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò),如果將該網(wǎng)絡(luò)連接拓展到存儲(chǔ)系統(tǒng)中,一方面可以顯著提高存儲(chǔ)系統(tǒng)的I/O性能,另一方面便于將計(jì)算節(jié)點(diǎn)間的網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一起來,給集群系統(tǒng)的管理提供了極大的方便。本文基于此目的,主要研究InfiniBand網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與存儲(chǔ)卷的分配策略。研究內(nèi)容如下:網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方面,基于SRP(SCSI RDMA Protocol)協(xié)議,將InfiniBand體系映射到SCSI體系,概括出InfiniBand存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的I/O路徑,利用通信隊(duì)列對(duì)、內(nèi)核旁路技術(shù)、遠(yuǎn)程直接存取技術(shù)設(shè)計(jì)了一個(gè)基于InfiniBand的存儲(chǔ)系統(tǒng)目標(biāo)模擬器。實(shí)驗(yàn)表明,遠(yuǎn)程主機(jī)通過InfiniBand網(wǎng)絡(luò)連接訪問目標(biāo)器存儲(chǔ)卷的I/O帶寬比通過光纖通道連接或千兆以太網(wǎng)連接的I/O帶寬高得多,甚至比主機(jī)本地磁盤訪問的I/O帶寬高5倍。研究還得出了目標(biāo)器I/O帶寬利用率受RAID卡帶寬...
【文章來源】:湖南大學(xué)湖南省211工程院校985工程院校教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:77 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)概述
1.3.1 直接依附存儲(chǔ)(Direct Attached Storage, DAS)
1.3.2 網(wǎng)絡(luò)附屬存儲(chǔ)(Network Attached Storage,NAS)
1.3.3 存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(Storage Area Network, SAN)
1.4 論文的主要研究內(nèi)容
第2章 基于InfiniBand 的存儲(chǔ)目標(biāo)器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
2.1 引言
2.2 InfiniBand 簡介
2.3 InfiniBand 存儲(chǔ)系統(tǒng)I/O 路徑
2.3.1 SCSI 體系結(jié)構(gòu)映射
2.3.2 存儲(chǔ)系統(tǒng)I/O 路徑
2.4 InfiniBand 存儲(chǔ)通信管理
2.4.1 發(fā)現(xiàn)SRP 目標(biāo)器端口
2.4.2 建立連接
2.4.3 釋放連接
2.4.4 數(shù)據(jù)寫出與讀入操作
2.5 目標(biāo)器設(shè)計(jì)原理
2.5.1 通信隊(duì)列對(duì)
2.5.2 RDMA 旁路技術(shù)和多任務(wù)并發(fā)處理
2.5.3 SCSI Target 映射
2.6 目標(biāo)模擬器實(shí)現(xiàn)
2.6.1 目標(biāo)器工作流程
2.6.2 RDMA 讀寫命令處理
2.7 小結(jié)
第3章 基于GUID 動(dòng)態(tài)映射的授權(quán)訪問算法與屏蔽策略
3.1 授權(quán)訪問與屏蔽概念
3.2 授權(quán)訪問主要實(shí)現(xiàn)方式
3.3 GUID 動(dòng)態(tài)映射實(shí)現(xiàn)LUN 授權(quán)訪問與屏蔽
3.3.1 InfiniBand GUID
3.3.2 邏輯卷的授權(quán)分配與屏蔽
3.3.3 配置管理軟件
3.4 系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)
3.5 小結(jié)
第4章 IB-SAN 卷共享策略研究
4.1 SAN 中的數(shù)據(jù)共享問題
4.2 主要的解決方案
4.2.1 分布式
4.2.2 集中式
4.3 存儲(chǔ)共享管理器
4.3.1 設(shè)備映射算法
4.3.2 I/O 響應(yīng)過程
4.3.3 共享管理功能模塊
4.3.4 系統(tǒng)性能評(píng)測(cè)
4.4 小結(jié)
第5章 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析
5.1 Iometer
5.2 實(shí)驗(yàn)環(huán)境
5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
5.3.1 實(shí)驗(yàn)一
5.3.2 實(shí)驗(yàn)二
5.4 下一步改進(jìn)方案
5.4.1 存儲(chǔ)系統(tǒng)硬件組成
5.4.2 改進(jìn)方案
5.5 小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及參加的科研項(xiàng)目
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]橋梁連續(xù)型控制顫振理論研究[J]. 徐家云,劉科,常英,王雄江. 華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(05)
[2]InfiniBand統(tǒng)一數(shù)據(jù)中心[J]. 冰原. 每周電腦報(bào). 2006(26)
[3]網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)環(huán)境下基于RADIUS的DH-CHAP方案[J]. 劉祥濤. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2006(02)
[4]RAID中零拷貝技術(shù)研究[J]. 劉瑞芳,萬繼光,譚志虎. 華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2005(S1)
[5]一種高可擴(kuò)展存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)TH-MSNS的研究與實(shí)現(xiàn)[J]. 舒繼武,薛巍,李必剛,鄭緯民. 計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào). 2005(03)
[6]Design and Implementation of a Fibre Channel Target Driver Supporting SCSI[J]. 吳昊,舒繼武,溫冬嬋,鄭緯民. Tsinghua Science and Technology. 2005(01)
[7]Design and Implementation of a Storage Virtualization System Based on SCSI Target Simulator in SAN[J]. 李必剛,舒繼武,鄭緯民. Tsinghua Science and Technology. 2005(01)
[8]SAN存儲(chǔ)系統(tǒng)的I/O路徑控制與管理[J]. 付長冬,舒繼武,吳昊,沈美明. 小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng). 2004(05)
[9]一種基于SAN共享存儲(chǔ)的自適應(yīng)存儲(chǔ)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)[J]. 何統(tǒng)洲,王國強(qiáng). 高等函授學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2004(02)
[10]SAN互聯(lián)新技術(shù)——InfiniBand[J]. 謝長生,李書成. 計(jì)算機(jī)工程. 2003(20)
本文編號(hào):3636878
【文章來源】:湖南大學(xué)湖南省211工程院校985工程院校教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:77 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)概述
1.3.1 直接依附存儲(chǔ)(Direct Attached Storage, DAS)
1.3.2 網(wǎng)絡(luò)附屬存儲(chǔ)(Network Attached Storage,NAS)
1.3.3 存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(Storage Area Network, SAN)
1.4 論文的主要研究內(nèi)容
第2章 基于InfiniBand 的存儲(chǔ)目標(biāo)器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
2.1 引言
2.2 InfiniBand 簡介
2.3 InfiniBand 存儲(chǔ)系統(tǒng)I/O 路徑
2.3.1 SCSI 體系結(jié)構(gòu)映射
2.3.2 存儲(chǔ)系統(tǒng)I/O 路徑
2.4 InfiniBand 存儲(chǔ)通信管理
2.4.1 發(fā)現(xiàn)SRP 目標(biāo)器端口
2.4.2 建立連接
2.4.3 釋放連接
2.4.4 數(shù)據(jù)寫出與讀入操作
2.5 目標(biāo)器設(shè)計(jì)原理
2.5.1 通信隊(duì)列對(duì)
2.5.2 RDMA 旁路技術(shù)和多任務(wù)并發(fā)處理
2.5.3 SCSI Target 映射
2.6 目標(biāo)模擬器實(shí)現(xiàn)
2.6.1 目標(biāo)器工作流程
2.6.2 RDMA 讀寫命令處理
2.7 小結(jié)
第3章 基于GUID 動(dòng)態(tài)映射的授權(quán)訪問算法與屏蔽策略
3.1 授權(quán)訪問與屏蔽概念
3.2 授權(quán)訪問主要實(shí)現(xiàn)方式
3.3 GUID 動(dòng)態(tài)映射實(shí)現(xiàn)LUN 授權(quán)訪問與屏蔽
3.3.1 InfiniBand GUID
3.3.2 邏輯卷的授權(quán)分配與屏蔽
3.3.3 配置管理軟件
3.4 系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)
3.5 小結(jié)
第4章 IB-SAN 卷共享策略研究
4.1 SAN 中的數(shù)據(jù)共享問題
4.2 主要的解決方案
4.2.1 分布式
4.2.2 集中式
4.3 存儲(chǔ)共享管理器
4.3.1 設(shè)備映射算法
4.3.2 I/O 響應(yīng)過程
4.3.3 共享管理功能模塊
4.3.4 系統(tǒng)性能評(píng)測(cè)
4.4 小結(jié)
第5章 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析
5.1 Iometer
5.2 實(shí)驗(yàn)環(huán)境
5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
5.3.1 實(shí)驗(yàn)一
5.3.2 實(shí)驗(yàn)二
5.4 下一步改進(jìn)方案
5.4.1 存儲(chǔ)系統(tǒng)硬件組成
5.4.2 改進(jìn)方案
5.5 小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及參加的科研項(xiàng)目
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]橋梁連續(xù)型控制顫振理論研究[J]. 徐家云,劉科,常英,王雄江. 華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(05)
[2]InfiniBand統(tǒng)一數(shù)據(jù)中心[J]. 冰原. 每周電腦報(bào). 2006(26)
[3]網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)環(huán)境下基于RADIUS的DH-CHAP方案[J]. 劉祥濤. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2006(02)
[4]RAID中零拷貝技術(shù)研究[J]. 劉瑞芳,萬繼光,譚志虎. 華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2005(S1)
[5]一種高可擴(kuò)展存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)TH-MSNS的研究與實(shí)現(xiàn)[J]. 舒繼武,薛巍,李必剛,鄭緯民. 計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào). 2005(03)
[6]Design and Implementation of a Fibre Channel Target Driver Supporting SCSI[J]. 吳昊,舒繼武,溫冬嬋,鄭緯民. Tsinghua Science and Technology. 2005(01)
[7]Design and Implementation of a Storage Virtualization System Based on SCSI Target Simulator in SAN[J]. 李必剛,舒繼武,鄭緯民. Tsinghua Science and Technology. 2005(01)
[8]SAN存儲(chǔ)系統(tǒng)的I/O路徑控制與管理[J]. 付長冬,舒繼武,吳昊,沈美明. 小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng). 2004(05)
[9]一種基于SAN共享存儲(chǔ)的自適應(yīng)存儲(chǔ)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)[J]. 何統(tǒng)洲,王國強(qiáng). 高等函授學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2004(02)
[10]SAN互聯(lián)新技術(shù)——InfiniBand[J]. 謝長生,李書成. 計(jì)算機(jī)工程. 2003(20)
本文編號(hào):3636878
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