基于iSCSI协议的网络存储技术及数据布局研究

发布时间：2020-08-26 14:28

【摘要】：互联网技术的飞速发展对计算机存储系统性能和数据的可用性提出了越来越高的要求。新的基于IP的网络存储系统逐渐成为业界关注的焦点,在这种新的存储架构下,如何采用有效的数据布局方法来提高数据可用性和磁盘空间的利用率,成为广泛关注的问题。本文分析了基于iSCSI协议的网络存储结构的存储安全现状,发现iSCSI协议虽然提供了在登录阶段的身份认证机制,却没有提供安全机制来保证iSCSI PDU在IP网络中传输时的安全性。设计了一种基于IPSec的iSCSI协议的安全机制策略,能以较低的系统开销实现数据的安全传输,并有效提高iSCSI网络存储系统在数据传输过程中的安全性。其次,对现有网络存储容错技术进行了大量的分析比较,针对现有存储系统规模增大导致的可靠性降低、数据不可恢复等缺点和不足,构建了基于双重奇偶校验的多容错数据布局模型。通过详细的性能分析表明：与其它布局相比,该布局方式在提供相同可靠性的前提下,计算负载小,编码解码简单,易于实现,并且I/O性能有较大幅度的提高,具有很好的实用性。最后,分析了异构存储结构的数据布局、研究现状及存在的问题。针对异构存储结构的性能瓶颈,设计了一种适用于iSCSI网络存储系统的自适应异构存储结构的数据布局算法,并进行了仿真分析。实验结果表明该布局方法能够充分考虑异构磁盘在I/O速度和容量上的差异,提高磁盘异构系统中各磁盘组件的空间利用率,从而改善了异构存储系统的整体I/O性能。
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TP333
【图文】：

协议结构,iSCSI协议

器收到返回的IP数据包后解封，把提取出的SCSI响应和数据交给操作系统处理。当所有请求都被处理完，由启动器主动断开连接，整个会话结束。iSCSI协议结构如图2.1所示。iSCSI启动器iSCSI目标器应应用程序序文文件系统统统 SCSIHBAAA SSSCSIIIIISCSIII iiiSCSIIIIIiSCSIII IIInitiatorrrrrTargettt TTTCPPPPPTCPPP工工 PPPPP工 PPPSCSI磁盘图2， 1isCsl协议结构 2.1.2iSCsl基本通信方式iSCSI协议应用于广域网而不局限于局域网，出于传输可靠性、安全性以及简化协议实现等方面的考虑，iSCSI使用TCP协议而不是UDP协议作为其传输协议。对于iSCSI协议栈中的每一个TCP连接，iSCSI协议赋予其一些必要的属性，这些属性与TCP连接本身无关，TCP连接和iSCSI协议赋予该TCP连接的属性其和称为iSCSI连接。iSCSI协议中，启动机和目标机之间的通信并不直接通过iSCSI连接进行

启动机,目标机,TCP连接,iSCSI协议

1isCsl协议结构通信方式用于广域网而不局限于局域网，出于传输可靠性、面的考虑，iSCSI使用TCP协议而不是UDP协议作栈中的每一个TCP连接，iSCSI协议赋予其一些必本身无关，TCP连接和iSCSI协议赋予该TCP连接，启动机和目标机之间的通信并不直接通过iSCSISI连接建立iSCSI会话，然后通过iSCSI会话进行都需要创建iSCSI会话，iSCSI连接也可以加入到己中的iSCSI连接，iSCSI连接也可以主动从会话中或一个以上的iSCSI连接，特殊状态下则可能不连接、iSCSI会话以及启动机、目标机之间的关系TCP连iiiSCSIII叻叻〕〕

示意图,存储模型,逻辑磁盘,存储交换

换机将连接到iSCSI一SAN中的SCSI磁盘映射到存储交换机，形成一个具有单一地址空间的逻辑磁盘。存储交换机对该逻辑磁盘统一管理，生成若干逻辑卷，并把这些逻辑卷分配给不同的应用服务器使用，模型示意图如图2.4所示。控制雄布铸组图2.4基于isCSI的存储模型该系统模型中，iSCSI存储交换机是整个系统模型的关键所在，它首先具有iSCSI启动机的功能，可以连接到多个iSCSI目标机存储设备，并将目标机中的SCSI磁盘映射为本地的逻辑磁盘，然后通过卷管理软件将这些逻辑磁盘组合为一个具

【引证文献】