一種多協(xié)議融合的統(tǒng)一存儲網(wǎng)絡(luò)

一種多協(xié)議融合的統(tǒng)一存儲網(wǎng)絡(luò)

1網(wǎng)絡(luò)存儲sa主要用于網(wǎng)絡(luò)用戶it技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了三次浪潮：第一浪潮以處理技術(shù)為中心，以處理器開發(fā)為核心，導(dǎo)致計算機(jī)工業(yè)，促進(jìn)計算機(jī)的快速普及和應(yīng)用。第二個浪潮以傳輸技術(shù)為中心，以網(wǎng)絡(luò)發(fā)展為核心。這兩個浪潮極大地加速了信息數(shù)字化進(jìn)程，將人類信息活動轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字形式，導(dǎo)致數(shù)字化信息的隱性增長，并導(dǎo)致第三個it技術(shù)發(fā)展浪潮：存儲技術(shù)的浪潮。存儲技術(shù)浪潮的核心是基于網(wǎng)絡(luò)的存儲技術(shù)。現(xiàn)在，流行的網(wǎng)絡(luò)存儲系統(tǒng)主要包括網(wǎng)絡(luò)存儲（nas）和存儲空間網(wǎng)絡(luò)（sna）。根據(jù)存儲網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)工業(yè)（sna）的定義，nas可以直接連接到網(wǎng)絡(luò)上，并向用戶提供文件級服務(wù)。它是一個使用filter窗口和其他互聯(lián)協(xié)議進(jìn)行連接的網(wǎng)絡(luò)。它使用硬件和軟件有效結(jié)合，并提供出于網(wǎng)絡(luò)的文件服務(wù)。它具有良好的開放性、開放性和可擴(kuò)展性。sun技術(shù)的存儲設(shè)備是通過特定的網(wǎng)絡(luò)連接的。這個網(wǎng)絡(luò)是基于光纖通道協(xié)議。由于光通道數(shù)據(jù)通道數(shù)據(jù)存儲網(wǎng)絡(luò)與lan分離，并且具有良好的性能，因此它只能提供文件級數(shù)據(jù)。（2）由于數(shù)據(jù)采集能力低，日志僅訪問數(shù)據(jù)級，因此磁盤訪問能力只能包含在大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)區(qū)域。其他輸入和輸出性能受到限制。（3）由于它提供了這種優(yōu)秀的性能，它已成為企業(yè)存儲的重要技術(shù)。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，由于它的快速發(fā)展和數(shù)字信息的隱性增長，我們需要滿足三個需求。例如，nas設(shè)備存在以下缺陷：（1）由于數(shù)據(jù)速度緩慢，因?yàn)閚as只能提供文件級數(shù)據(jù)，而不是內(nèi)容級數(shù)據(jù)；（2）數(shù)據(jù)采集能力低。要在數(shù)據(jù)采集中使用大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)區(qū)域?qū)挾?，并且其他輸入和o型性能將受到影響。（3）僅管理一個nas，因此很難管理多個nas的內(nèi)部管理。（3）管理和維護(hù)成本高。公司需要努力培訓(xùn)一支具有不同環(huán)境的專業(yè)管理人員和維護(hù)人員。（4）nt只能共享存儲容量，而不能共享異構(gòu)環(huán)境下的文件共享。針對NAS和SAN的優(yōu)缺點(diǎn),目前出現(xiàn)了多種新的網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù),如:NASGateway(NAShead)、基于IP的SAN技術(shù)、對象存儲技術(shù).NAS網(wǎng)關(guān)能將SAN連結(jié)到IP網(wǎng)絡(luò),使IP網(wǎng)絡(luò)用戶能通過NAS網(wǎng)關(guān)直接訪問SAN中的存儲設(shè)備,所以NAS網(wǎng)關(guān)具有以下優(yōu)點(diǎn):能使NAS和SAN互連在同一LAN中,突破了FC拓?fù)涞南拗?允許FC設(shè)備在IP網(wǎng)絡(luò)使用;減少了光纖設(shè)備的訪問成本,允許訪問未有充分利用的SAN存儲空間.基于IP的SAN互連技術(shù)主要包括:FCIP(IPtunneling)、iFCP、iSCSI、Infiniband、mFCP,其代表技術(shù)是iSCSI技術(shù).iSCSI技術(shù)原理是將SCSI協(xié)議映射到TCP/IP之上,即將主機(jī)的SCSI命令封裝成TCP/IP數(shù)據(jù)包,在IP網(wǎng)絡(luò)上傳輸,到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)后,再恢復(fù)成封裝前的SCSI命令,從而實(shí)現(xiàn)SCSI命令在IP網(wǎng)絡(luò)上的直接、透明傳輸,使訪問遠(yuǎn)程的SCSI盤可以像本地的硬盤一樣方便.存儲對象具有文件和塊二者的優(yōu)點(diǎn):象數(shù)據(jù)塊一樣在存儲設(shè)備上被直接訪問;通過一個對象接口,能象文件一樣,在不同操作系統(tǒng)平臺上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享.NASGateway雖實(shí)現(xiàn)了NAS和SAN在IP的融合,但不是真正的融合,因?yàn)樗荒軐AS設(shè)備和SAN設(shè)備融合起來向用戶提供統(tǒng)一的存儲池,用戶也只能以文件I/O的方式訪問存儲設(shè)備.對象存儲雖具有NAS和SAN的優(yōu)點(diǎn),但需要設(shè)計專門的對象存儲接口,需要對現(xiàn)有的文件系統(tǒng)進(jìn)行修改,這阻礙了它的進(jìn)一步普及推廣.本文提出并實(shí)現(xiàn)了一種在IP協(xié)議下融合iSCSI、NAS、SAN的統(tǒng)一存儲網(wǎng)絡(luò)(簡稱USN).在USN中,NAS設(shè)備、iSCSI設(shè)備和SAN設(shè)備并存,用戶可以塊I/O的方式訪問USN中的iSCSI設(shè)備和SAN存儲設(shè)備,也可以文件I/O方式訪問USN中的NAS存儲設(shè)備和SAN存儲設(shè)備,整個USN是一個統(tǒng)一的存儲池.并且,USN能同時提供服務(wù)器通道和附網(wǎng)高速通道向客戶機(jī)提供數(shù)據(jù),減少了服務(wù)器瓶頸,提高系統(tǒng)的I/O速度.USN既有NAS的優(yōu)點(diǎn)(低成本、開放性、文件共享),又有SAN的優(yōu)點(diǎn)(高性能、高擴(kuò)展性).USN同NASGateway(NAShead)技術(shù)、基于IP的SAN技術(shù)、對象存儲技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)勢.2pla和ns的特點(diǎn)USN系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示.USN由NAS設(shè)備、iSCSI設(shè)備和SAN設(shè)備,以及元數(shù)據(jù)服務(wù)器和應(yīng)用服務(wù)器組成.用戶可以文件I/O的方式訪問USN中的NAS設(shè)備和經(jīng)過NAS頭訪問SAN中的存儲設(shè)備,也可以塊I/O的方式訪問USN中的iSCSI設(shè)備和SAN中的存儲設(shè)備.USN同時向用戶提供服務(wù)器通道和附網(wǎng)高速通道,對于元數(shù)據(jù)和小數(shù)據(jù)請求都經(jīng)過服務(wù)器通道完成,對于大數(shù)據(jù)請求則經(jīng)過附網(wǎng)高速通道完成,這樣大大提高整個系統(tǒng)的I/O速度,減少服務(wù)器瓶頸.整個USN是用基于IP的技術(shù)構(gòu)建,可以兼容現(xiàn)有的存儲系統(tǒng),添加和刪除存儲設(shè)備都很方便.所以,整個系統(tǒng)的性能、擴(kuò)展性都很好.USN真正實(shí)現(xiàn)了NAS和SAN的統(tǒng)一,即同一存儲網(wǎng)絡(luò)中既有NAS設(shè)備,又有SAN結(jié)構(gòu);實(shí)現(xiàn)文件I/O和塊I/O的統(tǒng)一,即用戶可以文件I/O方式(文件為單位)也可以塊I/O方式(塊為單位)訪問USN中的設(shè)備;實(shí)現(xiàn)了文件協(xié)議和塊協(xié)議在TCP/IP協(xié)議上的統(tǒng)一,用戶可以NFS(Unix用戶)和CIFS(Windows用戶)訪問USN,也可以SCSI(iSCSI用戶)訪問USN.圖2是USN的軟件結(jié)構(gòu)圖,其中GMPFS是全局多協(xié)議文件系統(tǒng),位于USN系統(tǒng)中的各個應(yīng)用服務(wù)器上,它支持使用CIFS協(xié)議的Windows用戶對USN的訪問,支持使用NFS協(xié)議的UNIX用戶對USN的訪問,也支持使用iSCSI協(xié)議的塊協(xié)議用戶對USN的訪問.GMPFS通過對目前存儲系統(tǒng)所使用的元數(shù)據(jù)進(jìn)行擴(kuò)展,采用啟發(fā)式的方法,收集用戶應(yīng)用信息,為用戶提供統(tǒng)一、方便、快捷的存儲訪問接口以及合理的數(shù)據(jù)存儲方案.ASA是自主存儲代理模塊,它能夠自動地發(fā)現(xiàn)海量存儲系統(tǒng)中存儲設(shè)備的種類和可利用的各種資源,自主地對這些存儲設(shè)備和資源進(jìn)行有效的統(tǒng)一管理和優(yōu)化.ASA根據(jù)應(yīng)用的不同和應(yīng)用的具體需求,安排與應(yīng)用相適應(yīng)的存儲設(shè)備種類、性能以及可靠性和可用性等級等,并為I/O請求選擇合適的數(shù)據(jù)通道,使應(yīng)用得到最優(yōu)的存儲資源分配,從而使整個系統(tǒng)的性能達(dá)到最佳.3a.asasi存儲技術(shù)USN是一個復(fù)雜的系統(tǒng),涉及到許多復(fù)雜的技術(shù),本文主要論述其核心技術(shù)的設(shè)計和實(shí)現(xiàn),即GMPFS、ASA和iSCSI系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn).GMPFS可以駐留在多種操作系統(tǒng)平臺上(UNIX,Windows,Linux),支持各種協(xié)議用戶的訪問(NFS,CIFS,iSCSI),為用戶或應(yīng)用程序提供對網(wǎng)絡(luò)存儲系統(tǒng)的數(shù)據(jù)訪問服務(wù).ASA將多種存儲技術(shù)(這些存儲技術(shù)各有所長,也各有所短)整合為一個統(tǒng)一的海量存儲系統(tǒng),充分發(fā)揮各種存儲技術(shù)的優(yōu)勢,使得該存儲系統(tǒng)對特定的應(yīng)用程序而言服務(wù)性能達(dá)到最優(yōu),有效地滿足多方面的應(yīng)用需求.iSCSI真正的實(shí)現(xiàn)了塊I/O和文件I/O在IP網(wǎng)絡(luò)上的統(tǒng)一,文件協(xié)議和塊協(xié)議在IP協(xié)議上的統(tǒng)一.3.1文件卷存儲模式GMPFS保留了分布式文件系統(tǒng)的靈活性和高性能的優(yōu)點(diǎn),而克服了其在不同I/O協(xié)議支持方面的缺陷,能同時支持NFS、CIFS和iSCSI協(xié)議用戶的訪問.GMPFS在提供文件存取的方法和文件目錄結(jié)構(gòu)的同時,還為每種存儲卷提供特定的存儲模式.每種存儲模式包含某種文件系統(tǒng)的元數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),操作接口(文件類型和數(shù)據(jù)塊類型),功能函數(shù)集(格式化,檢索等),優(yōu)化方法(cache方法和預(yù)取等)和存儲空間分配回收方法及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu).對于文件卷而言,存儲模式包含實(shí)現(xiàn)POSIX語義的操作函數(shù)和文件目錄結(jié)構(gòu);對于分區(qū)卷而言,存儲模式必須面向特定分區(qū)類型,如NTFS,ext3.所有的存儲模式都必須在元數(shù)據(jù)服務(wù)器中的ASA系統(tǒng)中注冊,以便ASA為用戶的I/O請求進(jìn)行通道選擇.GMPFS的結(jié)構(gòu)如圖3所示.其中協(xié)議轉(zhuǎn)換接口主要通過NFS的擴(kuò)展程序模塊和samba模塊的組合對NFS協(xié)議和CIFS協(xié)議的支持,并通過iSCSI目標(biāo)器驅(qū)動程序的擴(kuò)展對iSCSI協(xié)議的支持.啟發(fā)式數(shù)據(jù)管理接口主要是用啟發(fā)式方法獲得用戶對存儲數(shù)據(jù)的需要,如性能、使用率以及安全性等.GMPFS數(shù)據(jù)組織邏輯界面提供數(shù)據(jù)組織的邏輯視圖,這一點(diǎn)正是針對傳統(tǒng)文件系統(tǒng)文件目錄結(jié)構(gòu)對于海量數(shù)據(jù)難以管理的弱點(diǎn),在增加元數(shù)據(jù)信息的前提下,通過查詢和檢索,按照用戶需要提供各種類型文件視圖,例如根據(jù)文件創(chuàng)建的用戶和時間進(jìn)行分類.擴(kuò)展的文件或卷操作接口、數(shù)據(jù)組織與分配管理、元數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)和I/O定向器等主要是保證與傳統(tǒng)的文件系統(tǒng)操作語義兼容,實(shí)現(xiàn)程序級的數(shù)據(jù)訪問.應(yīng)用程序無需修改就可以使用USN系統(tǒng)中的數(shù)據(jù).提供與元數(shù)據(jù)服務(wù)器中的ASA及存儲資源的接口和通訊,能充分利用ASA系統(tǒng)所掌握的存儲資源,合理組織數(shù)據(jù),滿足用戶或應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)存儲的多方面、個性化要求.如通過同時提供服務(wù)器通道和附網(wǎng)高速通道,改善用戶的I/O性能服務(wù),減少服務(wù)器瓶頸.3.2實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程scsi與遠(yuǎn)程scsi的無縫融合,方便了網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)iSCSI協(xié)議定義的是SCSI到TCP/IP的映射,即將主機(jī)的SCSI命令封裝成IP數(shù)據(jù)包,在IP網(wǎng)絡(luò)上傳輸,到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)后,再恢復(fù)成封裝前的SCSI命令,從而實(shí)現(xiàn)SCSI命令在IP網(wǎng)絡(luò)上的直接、透明傳輸.它整合了現(xiàn)有的存儲協(xié)議SCSI和主流網(wǎng)絡(luò)協(xié)議TCP/IP等兩種主流協(xié)議,實(shí)現(xiàn)了存儲和網(wǎng)絡(luò)的無縫融合.從應(yīng)用的角度看,iSCSI一方面通過SCSI命令的遠(yuǎn)程傳送,實(shí)現(xiàn)了和遠(yuǎn)程存儲設(shè)備的命令級交互,使用戶訪問遠(yuǎn)程的SCSI設(shè)備像本地的SCSI設(shè)備一樣方便,而且具有高速度;另一方面也可用于改造傳統(tǒng)的NAS、SAN技術(shù),實(shí)現(xiàn)NAS和SAN的融合.iSCSI系統(tǒng)是USN系統(tǒng)的核心部分之一,iSCSI的設(shè)計實(shí)現(xiàn)了基于IP的數(shù)據(jù)塊訪問機(jī)制.目前iSCSI的實(shí)現(xiàn)方式可以考慮采用以下三種方式:純軟件方式、智能iSCSI網(wǎng)卡實(shí)現(xiàn)方式、iSCSIHBA卡實(shí)現(xiàn)方式.由于我們是設(shè)計USN的原形系統(tǒng),所以只采用純軟件方式,iSCSIHBA卡方式是下一步產(chǎn)品化我們將實(shí)現(xiàn)的目標(biāo).iSCSI系統(tǒng)整體設(shè)計模型如圖4所示(不包括管理模塊).服務(wù)器端(Target)采用linux操作系統(tǒng),客戶端(Initiator)采用Windows2000.SCSI微端口驅(qū)動在系統(tǒng)中生成一個虛擬的SCSI磁盤,過濾驅(qū)動截獲系統(tǒng)發(fā)給SCSI磁盤的SCSI命令,通過核心態(tài)的網(wǎng)絡(luò)接口發(fā)給服務(wù)器處理.3.3為用戶提供統(tǒng)一的存儲方案自主存儲代理ASA的一端面對海量存儲系統(tǒng).目前的存儲系統(tǒng)有DAS(直連存儲)、NAS、SAN、iSCSI等,ASA能夠自動地發(fā)現(xiàn)海量存儲系統(tǒng)中存儲設(shè)備的種類和可利用的各種資源,自主地對這些存儲設(shè)備和資源進(jìn)行有效的統(tǒng)一管理和優(yōu)化;根據(jù)應(yīng)用的不同和應(yīng)用程序的具體需求,安排與應(yīng)用程序相適應(yīng)的存儲設(shè)備種類、性能以及可靠性和可用性等級等,使應(yīng)用程序得到最優(yōu)的存儲資源分配.ASA的另一端面對應(yīng)用程序(GMPFS).ASA通過對目前存儲系統(tǒng)所使用的元數(shù)據(jù)進(jìn)行擴(kuò)展,采用啟發(fā)式的方法,收集用戶應(yīng)用信息,為用戶提供統(tǒng)一、方便、快捷的存儲訪問接口以及合理的數(shù)據(jù)存儲方案;根據(jù)用戶I/O請求所涉及數(shù)據(jù)的屬性,選擇客戶端與存儲設(shè)備交互數(shù)據(jù)的通道,即元數(shù)據(jù)(目錄、卷信息等)和小數(shù)據(jù)I/O請求,選擇服務(wù)器通道,對大數(shù)據(jù)I/O請求選擇高速附網(wǎng)通道.大、小數(shù)據(jù)I/O請求由ASA自主地根據(jù)整個系統(tǒng)的I/O信息量進(jìn)行調(diào)整.ASA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖5所示.4pcp數(shù)據(jù)讀取USN系統(tǒng)中包括三類用戶:Windows文件I/O用戶(使用CIFS協(xié)議),Unix文件I/O用戶(使用NFS協(xié)議),iSCSI塊I/O用戶(使用iSCSI協(xié)議).用戶在客戶端與USN系統(tǒng)交互流程與圖6所示.塊I/O客戶的具體的數(shù)據(jù)讀寫流程為(如圖6):(1)客戶1上的應(yīng)用程序發(fā)出的塊I/O命令(SCSI命令)經(jīng)iSCSI設(shè)備驅(qū)動層和TCP/IP協(xié)議棧之后,封裝成IP數(shù)據(jù)包,在IP網(wǎng)絡(luò)上傳輸;(2)封裝后的SCSI命令達(dá)到USN服務(wù)器之后,經(jīng)解封裝,恢復(fù)成封裝前的SCSI命令,USN服務(wù)器利用這些SCSI命令對iSCSI存儲設(shè)備發(fā)出塊I/O讀寫請求;(3)被請求的數(shù)據(jù)塊經(jīng)iSCSI設(shè)備中的iSCSI層和TCP/IP協(xié)議棧封裝成PDU,iSCSI設(shè)備傳送的PDU到客戶端可經(jīng)兩個途徑:一種是經(jīng)過服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā),一種是經(jīng)過高速附網(wǎng)通道直接傳到客戶端;(4)PDU經(jīng)IP網(wǎng)絡(luò)上傳輸返回到客戶1后,PDU經(jīng)客戶1解封裝并由其文件系統(tǒng)組合成文件.當(dāng)USN系統(tǒng)提供FileI/O服務(wù)時,其數(shù)據(jù)讀寫過程(如圖6所示):(1)客戶2(文件I/O)向USN服務(wù)器發(fā)出文件讀寫請求(其工作方式和傳統(tǒng)的NAS相同);(2)USN服務(wù)器接到客戶端的文件讀寫請求后:一方面,將該I/O請求發(fā)給對應(yīng)的NAS設(shè)備或NAS頭,NAS設(shè)備或NAS頭將所請求數(shù)據(jù)傳給USN服務(wù)器,再經(jīng)USN服務(wù)器傳到客戶端;另一方面USN服務(wù)器不把文件I/O請求傳到NAS或NAS頭,而是將NAS或NAS頭的IP地址傳給客戶端,客戶端通過該IP地址直接與NAS或NAS頭進(jìn)行數(shù)據(jù)交互.這里的NAS頭主要是支持FC協(xié)議的SAN設(shè)備能直接掛到TCP/IP網(wǎng)絡(luò),支持NFS/CIFS用戶的訪問,NAS頭也可安裝iSCSI目標(biāo)器驅(qū)動程序支持iSCSI用戶的訪問.不論是塊I/O請求還是文件I/O請求,都可通過附網(wǎng)高速通道實(shí)現(xiàn)客戶端與存儲設(shè)備的數(shù)據(jù)交互.5本測試項(xiàng)的功能從客戶端對構(gòu)建USN的各子存儲系統(tǒng)以及整個USN進(jìn)行功能和性能評測,并作進(jìn)一步的比較.我們從兩個方面對統(tǒng)一存儲網(wǎng)進(jìn)行測試:功能測試和性能測試.功能測試包括:(1)構(gòu)建100M及1000M以太網(wǎng)環(huán)境,將iSCSI存儲設(shè)備與服務(wù)器連接;在服務(wù)器操作系統(tǒng)中安裝iSCSI軟件包后,使用戶能夠通過網(wǎng)絡(luò)獲得iSCSI存儲設(shè)備提供的存儲空間,并能象使用本地硬盤一樣對其進(jìn)行操作.本測試項(xiàng)測試服務(wù)器端iSCSI盤安裝、設(shè)置、管理和使用等各項(xiàng)功能;(2)iSCSI存儲設(shè)備作為NAS頭的存儲設(shè)備,與NAS頭組成一個NAS存儲系統(tǒng),本測試項(xiàng)測試iSCSI盤在NAS中的安裝、設(shè)置、管理和使用等各項(xiàng)功能;(3)iSCSI盤與本地盤、FC-RAID盤構(gòu)成各種冗余度的RAID,本測試項(xiàng)測試各種存儲盤在RAID中的安裝、配置、管理和使用等各項(xiàng)功能;(4)多個NAS、iSCSI設(shè)備、NAS頭連接FC-RAID通過多GMPFS和ASA構(gòu)建成USN海量存儲系統(tǒng),本項(xiàng)測試測試GMPFS和ASA系統(tǒng)在融合NAS、iSCSI和SAN的系統(tǒng)中的安裝、配置及使用等各項(xiàng)功能.性能測試包括:測試在100M和1000M網(wǎng)環(huán)境中不同工作負(fù)載下NAS存儲設(shè)備、iSCSI存儲設(shè)備、FC-RAID、本地硬盤以及它們組成的海量USN系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸性能:包括單位時間內(nèi)的IO次數(shù)、一次IO的平均響應(yīng)時間、數(shù)據(jù)傳輸率和CPU利用率.該項(xiàng)測試的主要思想是針對不同的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用環(huán)境,對各種存儲設(shè)備和各種傳輸通道進(jìn)行頻繁的IO處理,在確定時間內(nèi)統(tǒng)計并計算IO率、數(shù)傳率、響應(yīng)時間、CPU利用率等性能參數(shù),從而得到的各種性能評估.5.1windows、linux等pc設(shè)備iSCSI存儲設(shè)備:P42.0GHzCPU,256MBDRAM,IBMDPSS-31835018G硬盤,RedhatLinux9.0操作系統(tǒng);LINUX服務(wù)器:Pentium42.66GHz(FC-PGA)CPU,256MBDRAM,80GBUltraATA/1007,200rpm硬盤,RedhatLinux9.0操作系統(tǒng);WINDOWS服務(wù)器端:XEON3.06GHzCPU,512MDRAM內(nèi)存,SmartArray6i(板載)存儲控制器,QlogicQLA2300PCIFCAdapter光纖適配器,IBM36.4GB(32P0726)10Krpm硬盤,MicrosoftWindows2003操作系統(tǒng);FC-RAID:NexStor4000S,CPU600MHZ,512MSDRAM,10×ST314680FC硬盤;普通NAS存儲設(shè)備:P42.66GHzCPU,512MBDDR,Maxtor160G硬盤,RedhatLinux9.0操作系統(tǒng).網(wǎng)絡(luò)連接:iSCSI設(shè)備和普通NAS設(shè)備都使用100M以太網(wǎng)卡RealtekRTL8139;Windows服務(wù)器使用1000M以太網(wǎng)卡HPNC7782GigabitServerAdapter;Linux服務(wù)器使用1000M以太網(wǎng)卡.HPNC7782GigabitServerAdapter.5.2系統(tǒng)的主要功能根據(jù)測試流程,功能測試包括三個方面的內(nèi)容:(2)平臺的統(tǒng)一,即在Windows下能通過單一目錄樹方式訪問多個存儲節(jié)點(diǎn),功能與Linux下的pvfs相似;(2)協(xié)議的統(tǒng)一,即通過Windows的“計算機(jī)管理”和Initiator發(fā)起端(iSCSI客戶端)可以管理FC-RAID和iSCSITarget及普通的NAS設(shè)備,并利用“動態(tài)磁盤機(jī)制”實(shí)現(xiàn)多種冗余;⑶設(shè)備的統(tǒng)一,即iSCSITarget通過和initiator配合,使得該Target成為NAS系統(tǒng)中的一個存儲設(shè)備.5.3性能試驗(yàn)5.3.1信息化環(huán)境下多網(wǎng)融合技術(shù)測試采用第三方的IOMETER測試軟件進(jìn)行的測試.IOMETER是INTEL公司專門開發(fā)的用于測試系統(tǒng)I/O性能的測試程序.它的測試參數(shù)比較全面,能非常全面的反映服務(wù)器的I/O性能.為了說明USN存儲系統(tǒng)的性能,在相同條件下測試以下項(xiàng)目進(jìn)行對比分析:(1)對USN服務(wù)器本地硬盤讀寫性能測試;(2)100M以太網(wǎng)環(huán)境下FC-RAID盤讀寫性能測試;(3)100M以太網(wǎng)環(huán)境下遠(yuǎn)程iSCSI盤讀寫性能測試;(4)100M以太網(wǎng)環(huán)境下FC-RAID盤和遠(yuǎn)程iSCSI盤構(gòu)建的各級RAID盤的讀寫性能測試;(5)1000M以太網(wǎng)環(huán)境下遠(yuǎn)程iSCSI盤讀寫性能測試;(6)100M以太網(wǎng)環(huán)境下USN系統(tǒng)的讀寫性能測試.5.3.2本地usb存儲的性能比較本地IDE硬盤、100MiSCSI硬盤、1000MiSCSI硬盤、FC-RAID、FC-RAID與iSCSI構(gòu)成的RAID0及USN系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸率性能比較如圖7所示.本地IDE硬盤、100MiSCSI硬盤、1000MiSCSI硬盤、FC-RAID及FC-RAID與iSCSI構(gòu)成的RAID0,以及USN的IO/s性能比較如圖8所示.本地IDE硬盤、100MiSCSI硬盤、1000MiSCSI硬盤、FC-RAID及FC-RAID與iSCSI構(gòu)成的RAID0,以及USN的平均響應(yīng)時間性能比較如圖9所示.本地IDE硬盤、100MiSCSI硬盤、1000MiSCSI硬盤、FC-RAID及FC-RAID與iSCSI構(gòu)成的RAID0,以及USN的CPU占用率比較如圖10所示.5.4結(jié)果分析5.4.1強(qiáng)調(diào)包大小對進(jìn)程的影響,根據(jù)提取包大小對請求包大小的影響,結(jié)果如下從圖7、圖8和圖9中單條曲線的走勢可以看出,當(dāng)請求文件或數(shù)據(jù)塊較大時,從目的盤或系統(tǒng)上讀寫數(shù)據(jù)耗費(fèi)的時間長,通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臅r間也相應(yīng)增加,所以:小包的平均響應(yīng)時間<大包的平均響應(yīng)時間,小包的IOps>大包的IOps.請求包大時,針對一個請求包所進(jìn)行的額外操作較請求包小時少,連續(xù)的讀寫所耗費(fèi)的時間小于小包讀寫所耗費(fèi)的時間,因此:小包的MBps<大包的MBps.服務(wù)器端iSCSI盤的各項(xiàng)性能表現(xiàn)趨勢在100M以太網(wǎng)和千兆以太網(wǎng)環(huán)境中不同請求包大小的情況下符合上述規(guī)律,本地IDE硬盤、FC-RAID和USN系統(tǒng)也符合上述述規(guī)律.5.4.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析從圖7、圖8和圖9可以看出,I/O請求在1k～128kB時,USN系統(tǒng)的I/O請求響應(yīng)速度比本地IDE硬盤、FC-RAID、100M遠(yuǎn)程iSCSI硬盤和1000MiSCSI硬盤快的多.當(dāng)I/O請求大于128kB時,USN系統(tǒng)的I/O請求響應(yīng)速度比FC-RA