基于以太網(wǎng)的不對(duì)稱iSCSI協(xié)議研究.pdf

1、隨著信息時(shí)代的發(fā)展,海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)處理成為關(guān)鍵問題,計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的中心將逐步向存儲(chǔ)系統(tǒng)轉(zhuǎn)移。因此網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)得到迅速發(fā)展,特別是基于以太網(wǎng)的存儲(chǔ)系統(tǒng)的出現(xiàn),使得網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)的普及成為可能。目前以太網(wǎng)存儲(chǔ)系統(tǒng)主要是基于TCP協(xié)議的iSCSI系統(tǒng),TCP協(xié)議在實(shí)現(xiàn)方面比較保守,使得iSCSI系統(tǒng)利用傳輸帶寬較低,CPU資源占用較多。iSCSI協(xié)議開銷過高導(dǎo)致系統(tǒng)性能降低,因此改善傳輸協(xié)議性能有利于提高iSCSI存儲(chǔ)系統(tǒng)性能。
　　 基于以

2、上原因,本文提出了基于以太網(wǎng)的不對(duì)稱iSCSI協(xié)議研究,即在傳輸層同時(shí)使用UDP和TCP,TCP主要用于動(dòng)態(tài)速率控制和重傳處理,并把它們作為iSCSI協(xié)議棧的并行傳輸層。
　　 本文完成的主要研究工作如下:
　　 (1)高速可靠UDP協(xié)議:可靠UDP位于應(yīng)用層,在內(nèi)核與應(yīng)用層都設(shè)計(jì)了UDP緩沖區(qū),并給出可計(jì)算模型來對(duì)一些特征參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化(緩沖區(qū)大小,傳輸速率等)。對(duì)發(fā)送者和接收者的數(shù)據(jù)流及結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)速率控制算法做了細(xì)節(jié)描

3、述。同時(shí)還給出了緩沖區(qū)數(shù)據(jù)排序算法和優(yōu)化內(nèi)存管理算法,最后從實(shí)驗(yàn)中對(duì)本文描述的高速可靠UDP協(xié)議與其他的基于UDP的協(xié)議(Hurricane、UDT等)進(jìn)行對(duì)比分析。
　　 (2)基于高速可靠UDP協(xié)議的iSCSI的改進(jìn):對(duì)iSCSI協(xié)議的PDU進(jìn)行擴(kuò)展以支持UDP數(shù)據(jù)傳輸,并對(duì)命令連接忠貞進(jìn)行補(bǔ)充說明,接著使用有限狀態(tài)機(jī)模型和著色Petri網(wǎng)對(duì)iSCSI的connection狀態(tài)進(jìn)行分析簡化。
　　 (3)基于高速可靠

4、UDP協(xié)議的iSCSI設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)分析:提出基于UDP數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟粚?duì)稱iSCSI模型,使用iSCSI的數(shù)據(jù)序號(hào)和錯(cuò)誤恢復(fù)機(jī)制來保障數(shù)據(jù)可靠,對(duì)新的iSCSI的讀寫過程進(jìn)行了描述,并通過實(shí)驗(yàn)來測試比較不對(duì)稱iSCSI與標(biāo)準(zhǔn)的iSCSI性能。
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,不對(duì)稱iSCSI能提高大概23％～32％的讀吞吐率,19％～27％的寫吞吐率。并且降低了5％～17％的CPU利用率。充分說明了基于高速可靠UDP數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟粚?duì)稱iSCSI協(xié)議