支持IP-SAN遠程映射與引導(dǎo)的固件協(xié)議棧模型的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、IP存儲區(qū)域網(wǎng)(IP-SAN)是存儲領(lǐng)域的一項重要技術(shù)，它同時具備IP網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢以及SAN架構(gòu)的強大功能和擴展性。iSCSI協(xié)議是IP-SAN中實現(xiàn)存儲設(shè)備訪問的重要協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。以iSCSI協(xié)議為基礎(chǔ)的遠程啟動技術(shù)，通過利用PCI ROM(如網(wǎng)卡)從遠程的IP-SAN中啟動，簡化了基礎(chǔ)架構(gòu)，使得管理任務(wù)變得集中和簡單。IP-SAN遠程引導(dǎo)技術(shù)支持客戶主機從遠程SAN的映射磁盤上引導(dǎo)啟動系統(tǒng)，就像訪問本地的SCSI設(shè)備一樣簡單。那么如何將分

2、配給某個登錄用戶的存儲卷映射為該遠程用戶主機的本地硬盤？該映射硬盤上的操作系統(tǒng)如何引導(dǎo)？ 本論文針對這些問題，提出了一種基于塊的、面向可靠連接的iSCSI/TCP固件協(xié)議棧模型及設(shè)計實現(xiàn)方法，利用iSCSI協(xié)議對存儲卷進行本地映射，實現(xiàn)了基于IP存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的遠程引導(dǎo)。該技術(shù)的核心是運行在客戶主機平臺上網(wǎng)卡擴展ROM中的固件協(xié)議棧。研究的具體內(nèi)容如下： (1)提出了一種可移植的非路由傳輸層協(xié)議實現(xiàn)原型：簡化設(shè)計了適用于嵌

3、入式系統(tǒng)的傳輸層協(xié)議棧和TCP協(xié)議狀態(tài)機；同時提出了幾種簡化算法來保證協(xié)議棧的性能與可靠性，包括樂觀預(yù)測、固定回避重傳算法和避免協(xié)議棧重入的輸出請求掛起策略。 (2)在仔細分析iSCSI啟動器體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，建立了一種便于操作系統(tǒng)內(nèi)核iSCSI啟動器平滑接管的固件iSCSI啟動器有限狀態(tài)模型；設(shè)計和實現(xiàn)了一個簡潔、高效、穩(wěn)定，且對存儲資源要求很少的iSCSI啟動器；最后設(shè)計了磁盤訪問重定向服務(wù)和引導(dǎo)連接向量，給出了基于IP-S

4、AN的存儲卷遠程映射引導(dǎo)的技術(shù)實現(xiàn)。 (3)對實現(xiàn)的iSCSI/TCP協(xié)議棧擬定了完整的功能、性能和可靠性測試方案；給出了基于該固件協(xié)議棧的IP-SAN遠程啟動方案與其他相關(guān)系統(tǒng)方案的比較；同時提出了進一步優(yōu)化和改進系統(tǒng)性能的可行方案。通過將協(xié)議棧實現(xiàn)代碼嵌入到X86裸機平臺的64K PCI網(wǎng)卡擴展ROM中，實現(xiàn)了基于IP-SAN的網(wǎng)絡(luò)引導(dǎo)。測試結(jié)果表明該固件協(xié)議棧有較好的性能和可靠性，并且使部署、移動和重新分配主機與存儲卷之間