基于以太網(wǎng)的不對稱iSCSI協(xié)議研究.pdf

1、隨著信息時代的發(fā)展,海量數(shù)據(jù)的存儲處理成為關(guān)鍵問題,計算機系統(tǒng)的中心將逐步向存儲系統(tǒng)轉(zhuǎn)移。因此網(wǎng)絡(luò)存儲得到迅速發(fā)展,特別是基于以太網(wǎng)的存儲系統(tǒng)的出現(xiàn),使得網(wǎng)絡(luò)存儲系統(tǒng)的普及成為可能。目前以太網(wǎng)存儲系統(tǒng)主要是基于TCP協(xié)議的iSCSI系統(tǒng),TCP協(xié)議在實現(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)的不對稱iSCSI協(xié)議研究,即在傳輸層同時使用UDP和TCP,TCP主要用于動態(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)計了UDP緩沖區(qū),并給出可計算模型來對一些特征參數(shù)進行優(yōu)化(緩沖區(qū)大小,傳輸速率等)。對發(fā)送者和接收者的數(shù)據(jù)流及結(jié)構(gòu)和動態(tài)速率控制算法做了細節(jié)描

3、述。同時還給出了緩沖區(qū)數(shù)據(jù)排序算法和優(yōu)化內(nèi)存管理算法,最后從實驗中對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)進行對比分析。
　　 (2)基于高速可靠UDP協(xié)議的iSCSI的改進:對iSCSI協(xié)議的PDU進行擴展以支持UDP數(shù)據(jù)傳輸,并對命令連接忠貞進行補充說明,接著使用有限狀態(tài)機模型和著色Petri網(wǎng)對iSCSI的connection狀態(tài)進行分析簡化。
　　 (3)基于高速可靠

4、UDP協(xié)議的iSCSI設(shè)計和實驗分析:提出基于UDP數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟粚ΨQiSCSI模型,使用iSCSI的數(shù)據(jù)序號和錯誤恢復(fù)機制來保障數(shù)據(jù)可靠,對新的iSCSI的讀寫過程進行了描述,并通過實驗來測試比較不對稱iSCSI與標(biāo)準(zhǔn)的iSCSI性能。
　　 實驗結(jié)果表明,不對稱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ΨQiSCSI協(xié)議