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iSCSI协议研究及其性能优化

2020-12-07阅读(833)

iSCSI协议研究及其性能优化

论文摘要

本文对国内外网络存储技术的发展、研究及其应用进行了全面的介绍。对DAS,NAS,SAN等几种主要网络存储技术进行了阐述,对当前国内外非常关注的iSCSI网络存储技术的应用进行了详细的分析,包括iSCSI的概念,iSCSI体系结构,iSCSI协议的组成,iSCSI包的顺序,iSCSI的工作流程及其运行机制。iSCSI网络存储技术标准自2003年2月IETF宣布正式通过后,以其基于当前IP网络平台,获得传播信息方便,数据存储管理不再受到距离限制,廉价易用等技术优势,迅速地得到应用和推广。对大型资源中心建设,数据中心建设及海量存储等方面起到了重要地技术支撑作用,促进了信息化建设,更加推动了网络技术的应用。iSCSI网络存储技术也存在着不足,本文针对iSCSI通信时,会有很大比例的小数据包在网络上传输造成网络性能降低,不能有效地利用网络带宽,展开了对iSCSI性能优化策略的研究。在基于聚合读写的思想考虑下,构建一个高效的RAM Cache缓存结构(简称RC),通过在系统非分页池开辟一段空间,然后利用一个日志磁盘组成一个双层结构的RC缓存,利用RC缓存结构将大量小数据包聚合成一个大数据包,集合到系统所开辟的非分页池中。然后利用日志文件系统可以快速读写文件的特点,将存放在RAM中的数据快速写入日志磁盘中,组合生成一个大的日志文件,最后将其一次性发送到远程存储系统中。这样就可以充分利用网络带宽资源,提高iSCSI网络存储的效率。同时,对引入RC缓存结构的iSCSI系统这一方法的实现做了详细的分析和阐述。最后,建立了实验测试平台,利用Iometer和PostMark测试工具在千兆网环境下对引入RC缓存结构的iSCSI系统优化方案(RC)进行了测试,对结果进行了分析。结果表明引入RC结构iSCSI存储系统在吞吐量和响应时间方面性能有一定的提高。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第1章 绪论
  • 1.1 研究背景
  • 1.2 研究意义
  • 1.3 主要工作
  • 1.4 论文结构
  • 第2章 iSCSI 技术介绍
  • 2.1 iSCSI 概念
  • 2.2 iSCSI 体系结构
  • 2.3 iSCSI 协议的组成
  • 2.3.1 iSCSI 的命名与寻址
  • 2.3.2 iSCSI 会话
  • 2.3.3 iSCSI 容错
  • 2.3.4 iSCSI 安全
  • 2.4 iSCSI 包的顺序
  • 2.5 iSCSI 工作流程
  • 2.6 iSCSI 的运行机制
  • 2.6.1 流量控制
  • 2.6.2 错误处理
  • 2.6.3 重发机制
  • 2.7 iSCSI 命名与响应
  • 2.8 iSCSI 的优势与不足
  • 2.8.1 iSCSI 的优势
  • 2.8.2 iSCSI 的不足
  • 2.9 本章小结
  • 第3章 iSCSI 协议的实现
  • 3.1 iSCSI 在 Linux 下的实现
  • 3.1.1 iSCSI 在Linux 下的驱动程序
  • 3.1.2 iSCSI 启动器端
  • 3.1.3 iSCSI 目标器端
  • 3.2 iSCSI 在 windows 下的实现
  • 3.2.1 过滤驱动模块
  • 3.2.2 iSCSI 模块
  • 3.2.3 网络模块
  • 3.2.4 SCSI 微端口模块
  • 3.3 iSCSI 的管理
  • 3.4 本章小结
  • 第4章 iSCSI 性能优化方法的实现
  • 4.1 iSCSI 性能优化策略
  • 4.2 RC 在iSCSI 系统中的实现
  • 4.3 RC 的具体设计
  • 4.3.1 RAM Cache 结构
  • 4.3.2 日志磁盘的组成
  • 4.4 RC 的运行
  • 4.4.1 写操作
  • 4.4.2 读操作
  • 4.4.3 数据迁移
  • 4.5 本章小结
  • 第5章 RC 性能测试
  • 5.1 实验平台
  • 5.2 测试工具
  • 5.3 测试结果及分析
  • 5.3.1 吞吐量
  • 5.3.2 响应时间
  • 5.4 本章小结
  • 第6章 总结与展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 附录A 攻读硕士学位期间发表的论文

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