基于光纖通道的SCSI目標(biāo)器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
發(fā)布時(shí)間:2022-10-08 21:30
光纖通道協(xié)議是一種分層的串行連接的標(biāo)準(zhǔn),集成了網(wǎng)絡(luò)和通道的存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn),在服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備間實(shí)現(xiàn)了高速的數(shù)據(jù)傳輸,在光纖通道上既可以傳送IP數(shù)據(jù)包,也可以傳送SCSI CDB(命令描述塊)。其優(yōu)點(diǎn)是傳輸速率高、連接設(shè)備多、傳輸距離遠(yuǎn)、通信開銷小、傳輸可靠性高等,這些優(yōu)點(diǎn)使得FC適合存儲(chǔ)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)交換,被大量用于SAN。FC-SAN中采用建立在主機(jī)上的分布式文件系統(tǒng),用戶可以直接對(duì)存儲(chǔ)設(shè)備上的數(shù)據(jù)塊操作。FC-4層我們采用FCP-4協(xié)議,它是ULP層的SCSI的映射協(xié)議。SCSI系統(tǒng)采用C/S(客戶-服務(wù)器)模型。 受現(xiàn)代信息技術(shù)等各種技術(shù)進(jìn)步的推動(dòng),現(xiàn)代企業(yè)或者個(gè)人的數(shù)據(jù)信息量正在持續(xù)地增長,存儲(chǔ)系統(tǒng)面臨著巨大的挑戰(zhàn)。隨著網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)量的增大,服務(wù)器的性能變得越來越強(qiáng)大,并配置了更大的RAM和Cache以處理大量的來自網(wǎng)絡(luò)的訪問請求。另外,目前磁盤容量和性能增長之間的差距是越來越大,容量和性能的增長速度比接近6:1,而且磁盤性能的增長速度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于RAM和CPU的性能增長速度。由于FC-SAN網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能瓶頸主要在存儲(chǔ)設(shè)備的存儲(chǔ)子系統(tǒng),因此需要研究新的I/O存取機(jī)制改進(jìn)設(shè)備...
【文章頁數(shù)】:87 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 引言
1.1 網(wǎng)絡(luò)化存儲(chǔ)技術(shù)
1.1.1 DAS 和SAN 的比較
1.1.2 SAN 和NAS 的比較
1.2 網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)的國內(nèi)外研究
1.3 本課題的研究內(nèi)容與目標(biāo)
1.4 本課題的內(nèi)容安排
第二章 SCSI 體系結(jié)構(gòu)
2.1 SCSI 目標(biāo)器模型
2.2 SCSI 目標(biāo)器的命令模型
2.2.1 SCSI 任務(wù)管理
2.2.2 SCSI 狀態(tài)
2.3 命令描述塊(CDB)
2.4 SCSI 命令集
2.4.1 塊設(shè)備讀操作
2.4.2 塊設(shè)備寫操作
2.5 小結(jié)
第三章 光纖通道協(xié)議
3.1 光纖通道基礎(chǔ)
3.1.1 光纖通道的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
3.1.2 光纖通道的端口類型
3.1.3 光纖通道的端口地址
3.1.4 光纖通道的內(nèi)在操作原理
3.2 鏈路服務(wù)協(xié)議
3.2.1 FCP 鏈路級(jí)協(xié)議
3.2.2 鏈路參數(shù)協(xié)商階段
3.2.3 進(jìn)程登錄階段
3.3 FCP-SCSI 協(xié)議
3.3.1 SCSI 與FCP 協(xié)議
3.3.2 FCP IU 的使用和格式
3.4 差錯(cuò)檢測與恢復(fù)
3.4.1 交換層錯(cuò)誤檢測
3.4.2 序列層錯(cuò)誤檢測
3.4.3 FCP-SCSI 對(duì)于所有服務(wù)類型的差錯(cuò)檢測
3.4.4 用于錯(cuò)誤恢復(fù)的命令
3.5 本章小結(jié)
第四章 基于光纖通道的SCSI 目標(biāo)器設(shè)計(jì)
4.1 基于光纖通道的SCSI 目標(biāo)器的總體設(shè)計(jì)概述
4.1.1 光纖通道目標(biāo)器總體設(shè)計(jì)方案
4.1.2 FC 目標(biāo)器各子模塊功能簡述
4.2 前端虛擬FCP 端口模塊
4.2.1 FCP_Port 函數(shù)模塊
4.2.2 FC_ELS 函數(shù)模塊
4.2.3 FC_CT 函數(shù)模塊
4.2.4 FrameEngine 函數(shù)模塊
4.3 中端FCP 協(xié)議處理模塊
4.3.1 FCP_CMND 幀處理
4.3.2 包含數(shù)據(jù)的FCP_DATA 幀處理
4.4 目標(biāo)器I/O 操作模塊與I/O 子系統(tǒng)
4.4.1 FCP-SCSI 讀操作
4.4.2 FCP-SCSI 寫操作
4.5 目標(biāo)器配置模塊
4.5.1 存儲(chǔ)資源的申請和映射機(jī)制
4.5.2 邏輯卷單元的信息管理
4.6 異常及差錯(cuò)處理模塊
4.6.1 后臺(tái)備份線程
4.6.2 感測數(shù)據(jù)的返回過程
4.6.3 FCP 命令丟失或數(shù)據(jù)丟失
4.7 小結(jié)
第五章 基于光纖通道的目標(biāo)器的實(shí)現(xiàn)與性能測試
5.1 接口與具體實(shí)現(xiàn)
5.1.1 系統(tǒng)模塊接口
5.1.2 模塊接口
5.1.3 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
5.3 測試平臺(tái)及測試環(huán)境
5.3.1 系統(tǒng)測試配置方案
5.3.3 測試工具介紹
5.4 測試過程及結(jié)果分析
5.4.1 測試步驟
5.4.2 測試結(jié)果
5.4.3 數(shù)據(jù)分析
5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)束語
6.1 本文的工作
6.2 下一步需要做的研究
致謝
參考文獻(xiàn)
攻碩期間取得的研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]一種基于SAN架構(gòu)的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 張建中,陳松喬,方正,王書方. 中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2008(02)
[2]光纖通道磁盤陣列中目標(biāo)器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 譚志虎,萬繼光,劉瑞芳,李明. 小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng). 2008(02)
[3]存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)中磁盤陣列光纖通道接口的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 田磊,馮丹. 計(jì)算機(jī)工程與科學(xué). 2005(07)
本文編號(hào):3688463
【文章頁數(shù)】:87 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 引言
1.1 網(wǎng)絡(luò)化存儲(chǔ)技術(shù)
1.1.1 DAS 和SAN 的比較
1.1.2 SAN 和NAS 的比較
1.2 網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)的國內(nèi)外研究
1.3 本課題的研究內(nèi)容與目標(biāo)
1.4 本課題的內(nèi)容安排
第二章 SCSI 體系結(jié)構(gòu)
2.1 SCSI 目標(biāo)器模型
2.2 SCSI 目標(biāo)器的命令模型
2.2.1 SCSI 任務(wù)管理
2.2.2 SCSI 狀態(tài)
2.3 命令描述塊(CDB)
2.4 SCSI 命令集
2.4.1 塊設(shè)備讀操作
2.4.2 塊設(shè)備寫操作
2.5 小結(jié)
第三章 光纖通道協(xié)議
3.1 光纖通道基礎(chǔ)
3.1.1 光纖通道的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
3.1.2 光纖通道的端口類型
3.1.3 光纖通道的端口地址
3.1.4 光纖通道的內(nèi)在操作原理
3.2 鏈路服務(wù)協(xié)議
3.2.1 FCP 鏈路級(jí)協(xié)議
3.2.2 鏈路參數(shù)協(xié)商階段
3.2.3 進(jìn)程登錄階段
3.3 FCP-SCSI 協(xié)議
3.3.1 SCSI 與FCP 協(xié)議
3.3.2 FCP IU 的使用和格式
3.4 差錯(cuò)檢測與恢復(fù)
3.4.1 交換層錯(cuò)誤檢測
3.4.2 序列層錯(cuò)誤檢測
3.4.3 FCP-SCSI 對(duì)于所有服務(wù)類型的差錯(cuò)檢測
3.4.4 用于錯(cuò)誤恢復(fù)的命令
3.5 本章小結(jié)
第四章 基于光纖通道的SCSI 目標(biāo)器設(shè)計(jì)
4.1 基于光纖通道的SCSI 目標(biāo)器的總體設(shè)計(jì)概述
4.1.1 光纖通道目標(biāo)器總體設(shè)計(jì)方案
4.1.2 FC 目標(biāo)器各子模塊功能簡述
4.2 前端虛擬FCP 端口模塊
4.2.1 FCP_Port 函數(shù)模塊
4.2.2 FC_ELS 函數(shù)模塊
4.2.3 FC_CT 函數(shù)模塊
4.2.4 FrameEngine 函數(shù)模塊
4.3 中端FCP 協(xié)議處理模塊
4.3.1 FCP_CMND 幀處理
4.3.2 包含數(shù)據(jù)的FCP_DATA 幀處理
4.4 目標(biāo)器I/O 操作模塊與I/O 子系統(tǒng)
4.4.1 FCP-SCSI 讀操作
4.4.2 FCP-SCSI 寫操作
4.5 目標(biāo)器配置模塊
4.5.1 存儲(chǔ)資源的申請和映射機(jī)制
4.5.2 邏輯卷單元的信息管理
4.6 異常及差錯(cuò)處理模塊
4.6.1 后臺(tái)備份線程
4.6.2 感測數(shù)據(jù)的返回過程
4.6.3 FCP 命令丟失或數(shù)據(jù)丟失
4.7 小結(jié)
第五章 基于光纖通道的目標(biāo)器的實(shí)現(xiàn)與性能測試
5.1 接口與具體實(shí)現(xiàn)
5.1.1 系統(tǒng)模塊接口
5.1.2 模塊接口
5.1.3 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
5.3 測試平臺(tái)及測試環(huán)境
5.3.1 系統(tǒng)測試配置方案
5.3.3 測試工具介紹
5.4 測試過程及結(jié)果分析
5.4.1 測試步驟
5.4.2 測試結(jié)果
5.4.3 數(shù)據(jù)分析
5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)束語
6.1 本文的工作
6.2 下一步需要做的研究
致謝
參考文獻(xiàn)
攻碩期間取得的研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]一種基于SAN架構(gòu)的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 張建中,陳松喬,方正,王書方. 中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2008(02)
[2]光纖通道磁盤陣列中目標(biāo)器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 譚志虎,萬繼光,劉瑞芳,李明. 小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng). 2008(02)
[3]存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)中磁盤陣列光纖通道接口的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 田磊,馮丹. 計(jì)算機(jī)工程與科學(xué). 2005(07)
本文編號(hào):3688463
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