本文關(guān)鍵詞：基于SBB架構(gòu)冗余磁盤陣列控制器間通信信道的設(shè)計與應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：SNIA(Storage Networking Industry Association)指出,全球存儲數(shù)據(jù)每年增長一倍,各種新應(yīng)用,諸如電子商務(wù),數(shù)據(jù)量巨大的媒體服務(wù),數(shù)據(jù)倉庫,Internet網(wǎng)站鏡像,電信計費,OSS(Operation Support System)以及BSS(Business Support System)都帶來海量的數(shù)據(jù)存儲。IT的瓶頸當前不是計算而是存儲,網(wǎng)絡(luò)正在從以計算為中心轉(zhuǎn)為存儲為中心的架構(gòu)。存儲系統(tǒng)的架構(gòu)各有不同,但是最基礎(chǔ)的單位即是包含各種接口技術(shù)(SAS,SATA,FC以及PCIe)硬盤的磁盤陣列。因此,對于磁盤陣列控制器管理固件的設(shè)計與開發(fā)也成為存儲系統(tǒng)開發(fā)的重要部分。本論文對基于熱插拔冗余控制器架構(gòu)的磁盤陣列的關(guān)鍵技術(shù)進行了分析和討論,并基于SBB(Storage Bridge Bay)技術(shù)規(guī)范,根據(jù)SES(Storage Enclosure Service)技術(shù)協(xié)議,在兩個符合SBB技術(shù)規(guī)范的控制器之間設(shè)計與實現(xiàn)一條相連接的通信信道。通過這條信道,向上提供磁盤陣列管理固件所需要的高層接口,向下可通過適配的方式接入各種物理鏈路。首先,論文介紹了SBB(Storage Bridge Bay)規(guī)范。重點分析和討論SBB的技術(shù)特點與體系結(jié)構(gòu),并提出一個符合SBB規(guī)范的磁盤陣列控制器的設(shè)計基本準則。不同品牌的磁盤陣列在外觀、性能和技術(shù)參數(shù)上存在很大差別,為磁盤陣列柜與識別該陣列柜身份的控制器之間的機械與電子界面制定一種新標準,是sbb技術(shù)規(guī)范的初衷。只要所有的存儲廠商都愿意采用這種標準,就能完美的解決不同廠商所生產(chǎn)的磁盤陣列柜與控制器之間的兼容性問題,同時硬件與固件的研發(fā)成本和周期也會大幅度減少。符合sbb技術(shù)規(guī)范的控制器可以裝入、連接并且協(xié)同工作于任何一個基于sbb規(guī)范設(shè)計的磁盤陣列。接著,論文討論和研究了ses(storageenclosureservice)協(xié)議并著重分析ses協(xié)議的技術(shù)特點。scsi箱體服務(wù)(scsienclosureservices,簡稱ses)是現(xiàn)時大多數(shù)磁盤陣列擴展柜(enclosure)、服務(wù)器主機或電腦主機所支持的硬件控制命令服務(wù)。通過scsi箱體服務(wù),scsi主機端可以透過scsi命令去存取磁盤陣列擴展柜的電源、冷卻裝置與其他跟資料傳輸無關(guān)的信息。磁盤陣列控制器必須基于ses協(xié)議開發(fā)管理固件,并根據(jù)ses所指定的數(shù)據(jù)傳輸格式與服務(wù)器端的raid(redundantarraysofinexpensivedisks)控制器以及hba(hostbusadapter)進行信息交互。然后,論文基于上述分析和研究的內(nèi)容,設(shè)計了一款適用于在兩個符合sbb規(guī)范基于ses協(xié)議的冗余磁盤陣列控制器之間進行通信傳輸?shù)耐ㄐ判诺�。本文定義了該通信信道的物理接口,協(xié)議分層,容錯算法以及重傳機制,還研究了通信信道的總體結(jié)構(gòu),制定了信道的工作流程,規(guī)定了通信信道中各模塊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及代碼實現(xiàn)方法;并在上述工作的基礎(chǔ)上,進行了利用該通信信道進行上層應(yīng)用的開發(fā)研究。最后,論文利用一個上層應(yīng)用案例具體驗證了本文所提出的通信信道的實現(xiàn)可行性。驗證表明該通信信道能在兩個符合sbb規(guī)范基于ses協(xié)議的冗余磁盤陣列控制器之間進行通信傳輸并具備相應(yīng)的技術(shù)性能,達到了設(shè)計的目的。論文對研究內(nèi)容進行了總結(jié),也分析了目前存在的不足,并從技術(shù)發(fā)展的角度出發(fā)提出進一步完善的方向。
【關(guān)鍵詞】：磁盤陣列 冗余控制器 SBB規(guī)范 SES協(xié)議 抽象信道
【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TP333
【目錄】：

• 摘要3-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-12
• 1.1 論文選題及其研究意義10-11
• 1.2 論文主要研究內(nèi)容11-12
• 第二章 基于SBB規(guī)范的磁盤陣列控制器的設(shè)計12-20
• 2.1 SBB技術(shù)規(guī)范的介紹12-13
• 2.1.1 SBB規(guī)范的提出12-13
• 2.1.2 SBB規(guī)范的設(shè)計要點13
• 2.2 SBB背板的互聯(lián)要求13-16
• 2.3 磁盤柜管理要求16-20
• 第三章 SCSI箱體服務(wù)SES20-28
• 3.1 SES標準的介紹20-23
• 3.1.1 SES標準的提出20
• 3.1.2 SCSI箱體服務(wù)模型20-22
• 3.1.3 SCSI箱體服務(wù)的上報模式22-23
• 3.2 SES命令、診斷頁以及元素23-28
• 3.2.1 SES命令23
• 3.2.2 SES診斷頁23-25
• 3.2.3 SES元素25-28
• 第四章 基于SBB架構(gòu)冗余磁盤陣列控制器間通信信道的設(shè)計28-56
• 4.1 冗余磁盤陣列控制器間通信信道28-30
• 4.1.1 冗余磁盤陣列控制器間通信信道的意義28-29
• 4.1.2 冗余磁盤陣列控制器間通信信道的設(shè)計分層29-30
• 4.2 硬件接口層30-31
• 4.3 數(shù)據(jù)鏈路層31-35
• 4.3.1 幀格式32
• 4.3.2 字符轉(zhuǎn)義32-33
• 4.3.3 接收確認33
• 4.3.4 數(shù)據(jù)鏈路層接收緩存33-35
• 4.4 協(xié)議層35-39
• 4.4.1 消息格式35-36
• 4.4.2 控制器尋址36
• 4.4.3 功能號36-37
• 4.4.4 序列號37
• 4.4.5 結(jié)果代碼37
• 4.4.6 協(xié)議層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與接口定義37-39
• 4.5 信道抽象層39-56
• 4.5.1 信道抽象層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)39-41
• 4.5.2 發(fā)送隊列的管理41-45
• 4.5.3 發(fā)送跟蹤進程45-47
• 4.5.4 接收分發(fā)進程47-48
• 4.5.5 應(yīng)用層與信道抽象層之間的接口設(shè)計48-51
• 4.5.6 抽象信道的驗證51-56
• 第五章 驗證抽象信道的設(shè)計56-57
• 5.1 驗證實例56-57
• 第六章 全文總結(jié)57-59
• 6.1 主要結(jié)論57-58
• 6.2 研究展望58-59
• 參考文獻59-61
• 致謝61-62
• 攻讀碩士學位期間已發(fā)表或錄用的論文62-64

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