论文部分内容阅读
在信息海量增长的压力下和人们对计算模式的移动性需求下,存储与计算的分离成为未来计算模式发展的趋势,网络计算是符合存储与计算分离要求的计算模式。iSCSI (internet SCSI)协议作为存储系统的互联协议,结合了SCSI (Small Computer System Interface)协议和TCP/IP协议的优势,是网络存储实施方案的首选协议。本文主要研究了iSCSI网络计算系统中客户主机的远程引导策略和基于iSCSI协议的I/O访问重定向策略,并且提出了iSCSI虚拟存储主机通道的I/O加速技术——iTRM (iSCSI Transparent Reliable Multicast)协议。本文完成的主要研究工作如下:首先,从BIOS的Shadow Memory中读取ISDH (iSCSI Session Data Header)信息,包括本机IP地址和iSCSI会话登录参数,实现了操作系统从处理器实模式下的远程引导向保护模式下远程引导的转换。其次,通过在Windows操作系统内核中实现虚拟SCSI HBA (Host Bus Adapter)和虚拟SCSI磁盘,向操作系统提供了处理器保护模式下的磁盘I/O访问重定向服务,并以TDI (Transparent Driver Interface)客户程序的形式实现了SCSI CDB (Command Descriptor Block)与iSCSI PDU (Protocol Data Unit)之间的转换处理。最后,提出了iSCSI虚拟存储主机通道的I/O加速技术——iTRM协议,将可靠多播协议引入到iSCSI会话中,弥补了iSCSI协议的底层传输协议TCP单播传输的不足;扩展了iSCSI PDU的定义使iSCSI会话能够传输多播会话通告和响应;研究了多播监控代理的多播启动策略,实现了多个客户主机访问共享资源时的多播会话启动;研究了多播会话对数据丢失的请求重传策略,多播传输中丢失的数据由iSCSI会话重传,保证了多播数据传输的可靠性。实验测试表明,iSCSI虚拟存储主机通道能够实现Windows操作系统的远程引导,并且客户主机启动的速度相当于PC机从本地磁盘启动的速度;iSCSI虚拟存储主机通道实现的虚拟SCSI磁盘在功能上等同于本地磁盘,虚拟磁盘的I/O性能不低于本地IDE磁盘;当多台客户主机同时启动时,iTRM协议能够提高客户主机的操作系统启动速度和应用程序加载速度。