Unix系统SCSI冗余路径驱动程序的设计和实现

在主机和存储系统之间连接多条SCSI路径，在路径发生故障时RDP驱动程序将I／O切换到其他路径，以增加系统的可用性。通过将I／O负载均衡分布在各SCSI路径，能增加系统带宽。讨论了在Unix系统中RDP设备驱动程序的设计原理和实现。     

一种新结构的DM-multipath与动态负载平衡

对于存储设备,Linux 在多路径 I/O方面主要有两种类型的解决方案：位于I/O调度器之上的顶层方案(BIO映射器)和位于底层的子系统具体方案(如IDE,SCSI)。因为实施它们的所在存储堆栈中的位置不同,每种方案各有优势。通过与第一种方案比较,介绍具体硬件子系统之上的另一种解决方案,新结构中重点实现移动内核当前多路径层——多路径设备映射器 (dm-multipath)到I/O调度层之下,这种方案能够有效地支持动态的负载平衡。     

一个Linux多路径磁盘过滤驱动程序

研究Linux系统中多路径磁盘过滤驱动程序的设计和实现。驱动程序将物理磁盘的多路径封装为一个虚拟没备。虚拟设备的I／O请求转发到磁盘设备上执行，由路径选择算法将主机的负载均衡地分配到各路径上。当路径发生故障时由驱动程序将失败的I／O请求切换到其它路径，屏蔽了路径故障。驱动程序利用多路径改善了主机的I／O性能，提高了系统的可用性。     

一种高可扩展存储网络系统TH-MSNS的研究与实现

网络存储系统对海量信息的存储与处理、数据的可伸缩性访问与可用以及数据的服务质量与存储安全等都具有重要意义．该文基于FCP设计并实现了一种可扩展存储区域网络系统TH—MSNS,该系统可通过双HBA卡增加带宽和可用性,通过双I／O节点机增加可靠性和可用性,通过多I／O节点扩展容量至260TB等．该文介绍了TH—MSNS的体系结构、SCSI目标模拟器、嵌入式操作系统EOS和存储管理的设计技术与实现方法．该系统SCSI目标模拟器采用分层设计并提供规范接口,可扩充不同的SCSI设备以及不同的网络连接协议;设计的核心软件在嵌入式操作系统的核心态通过内核模块实现,提高了效率;存储管理软件采用分布式结构,独立于操作系统,实现了对象管理、设备自动发现、访问控制、日志等管理功能．与同类系统相比,该系统具有效率高、扩展方便、易维护和兼容性好的特点．     

SAN存储系统的I/O路径控制与管理

介绍SAN存储系统的I／O路径控制与管理技术．首先阐述基于QLA2300 HBA的在目标器和启动器模式下的固件和驱动程序的I／O通信过程；并进一步介绍SAN存储设备的LUN到SCSI启动器的动态映射和基于设备号的固定映射实现；最后说明一种基于I／O路径的高可用性技术;基于主从热备用的FAILOVER的实现方法．     

使用聚集I/O传输的方法提高网络存储系统的性能

网络存储技术为存储系统提供了更高的扩展性、可用性以及更好的灵活性,并且已经广泛应用到各种领域．但小I／O严重影响网络存储系统的性能,现有的一些方法缺少理论模型．通过排队理论建立聚集I／O传输的数学模型,然后在典型的IP网络存储(NAS)系统中,分别在NAS存储设备和客户两端设计了聚集模块,称之为CFS(chunk file system),实现双向聚集I／O．最后对CFS进行了实验,结果和理论分析基本吻合,说明聚集I／O传输能够改善网络存储整体性能．     

两种网络存储协议Fibre channel与iSCSI比较分析

并行SCSI受到传输距离和连接设备数的限制，不能满足海量信息存储应用的需要。光纤通道和iSCSI作为两种重要的网络存储协议，已得到广泛的研究和应用，都可以用于高性能数据存储和容灾系统中传输SCSI协议数据。从协议模型、协议特点和I／O性能几个方面对这两种协议进行了详细的比较分析，指出了各自的特点和应用领域。     

IP存储技术研究

IP存储是一种新的网络存储技术，它将SCSI协议映射到TCP／IP协议上，使得SCSI的命令、数据和状态可以在传统的IP网上传输，支持数据块形式的I／O访问和共享存储。本文主要研究iSCSI存储系统结构、iSCSI协议和iSCSI存储的关键技术。     

跨平台、多用户iSCSI存储系统的实现与管理

SCSI协议用来与I／O设备尤其是存储设备通信。iSCSI是工作在TCP／IP之上的SCSI传输协议,其基本功能是将SCSI命令封装在IP包内,通过TCP／IP网络传输到存储设备,再由网络接收命令处理的结果。本文将介绍iSCSI在Linux和Windows 2000两种操作系统下的实现过程,论述 iSCSI的多用户访问和管理方法,最后对所实现的iSCSI系统的性能测试结果进行分析。     

一种共享对象存储的并行文件系统设计

高可用和动态可扩展特性是并行文件系统设计实现中的难点.利用对象存储在I/O性能、可用性和可扩展性方面的优势,提出一种共享对象存储的并行文件系统设计,在保证高性能I/O的基础上,侧重提高系统的可用性和动态可扩展性.     

视频服务器存储子系统的I/O优化

视频服务器存储子系统的I／O性能决定了视频服务器的总体性能。本文提出的一种新的实时磁盘调度算法（LLF－Window)能有效地服务各种编码格式的视频流，并对传统的SCSI总线不均衡调度机制进行了改造，实验结果表明，新的磁盘调度算法和改造后的SCSI总线调度机制有效地改进了视频服务器存储子系统的I／O性能，保证了视频流的连续播放。     

SCSI冗余路径驱动程序在Windows NT下的设计和实现

该文研究了在NT系统中RDP设备驱动程序的设计原理和实现方法。RDP驱动程序通过对磁盘I/O请求的挂接和处理,实现故障切换和负载均衡。在路径发生故障时RDP驱动程序将I/O切换到其它路径,以增加系统的可用性。通过将I/O负载均衡分布在各SCSI路径,以增加系统数据吞吐能力。     

基于层次化请求过滤的SonD无盘Windows

按需服务无盘Windows通过在Windows2K/XP内核中虚拟小型计算机系统接口(SCSI)设备,将SCSI设备的读写请求转化为网络磁盘的读写请求与服务器端通信,实现远程无盘启动Windows的软件解决方案。该技术有效地将存储资源和计算资源分离后动态结合,实现存储资源的统一管理和计算资源的合理分配。基于Windows的分层驱动模型,还提出了层次化请求过滤技术。     

iSCSI协议的跨平台实现

SCSI协议是主要的I/O设备通信协议,iSCSI将SCSI协议映射到TCP／IP协议,用于访问IP网络上的SCSI存储设备。本文讨论如何在Windows2000和Linux之间跨平台实现iSCSI协议。     

基于ARIMA的存储优化算法设计与实现*

分析了SAN（storage area network）共享存储体系中I/O访问路径上可能存在的性能瓶颈,提出了采用ARIMA时间序列分析方法建立基于前馈的预测式控制机制,预测瓶颈发生趋势;通过改变存储子系统内的块映射关系来实现数据的迁移,减少I/O访问路径上发生性能瓶颈的可能性,有效提高了SAN的可靠性和可用性。     

基于SAN系统数据密集型程序的性能分析

数据密集型应用如多媒体、数据库等等的大规模发展对存储系统提出更高的要求．与之相适应的是以SAN为代表的存储网络改变了存储系统完全依赖于主机的模式，整体上提高了存储系统性能、可用性、可扩展性．本文在研究整个SAN存储系统结构的基础上，通过分析和估计SAN系统的各个部分性能，结合数据密集型程序的I／O统计特性，估计各种I／O请求的平均响应时间，说明在SAN系统平台上I／O密集型程序的设计要求，为进一步开发大规模存储网络管理和应用软件打下基础．     

基于块I/O的RAID设计

磁盘阵列(RAID)是当前能够提供存储系统高可用性和高可靠性的一项重要技术。它通过软硬件的冗余和奇偶校验提供数据的重构和恢复。针对当前在RAID控制软件设计的过程中面临多次数据拷贝的问题,文中提出了一种基于块I/O的RAID系统设计。它利用最新的Linux内核所提供的BIO机制,插入到SCSI Target的中间层进行数据I/O的处理。它能屏蔽掉上层不同的设备驱动类型,提供到IP-SAN的无缝链接。实验表明,该设计能够减少数据的传输延迟,最大限度地提高数据传输过程中的吞吐率,避免了多次昂贵的内存拷贝操作。     

Massive Storage Systems

To accommodate the explosively increasing amount of data in many areas such as scientific computing and e-Business, physical storage devices and control components have been separated from traditional computing systems to become a scalable, intelligent storage subsystem that, when appropriately designed, should provide transparent storage interface, effective data allocation, flexible and efficient storage management, and other impressive features. The design goals and desirable features of such a storage subsystem include high performance, high scalability, high availability, high reliability and high security. Extensive research has been conducted in this field by researchers all over the world, yet many issues still remain open and challenging. This paper studies five different online massive storage systems and one offline storage system that we have developed with the research grant support from China. The storage pool with multiple network-attached RAIDs avoids expensive store-and-forward data copying between the server and storage system, improving data transfer rate by a factor of 2-3 over a traditional disk array. Two types of high performance distributed storage systems for local-area network storage are introduced in the paper. One of them is the Virtual Interface Storage Architecture (VISA) where VI as a communication protocol replaces the TCP/IP protocol in the system. VISA's performance is shown to achieve better than that of IP SAN by designing and implementing the vSCSI (Vl-attached SCSI) protocol to support SCSI commands in the VI network. The other is a fault-tolerant parallel virtual file system that is designed and implemented to provide high I/O performance and high reliability. A global distributed storage system for wide-area network storage is discussed in detail in the paper, where a Storage Service Provider is added to provide storage service and plays the role of user agent for the storage system. Object based Storage Systems not only store data but also adopt the attributes and methods of objects that encapsulate the data. The adaptive policy triggering mechanism (APTM), which borrows proven machine learning techniques to improve the scalability of object storage systems, is the embodiment of the idea about smart storage device and facilitates the self-management of massive storage systems. A typical offline massive storage system is used to backup data or store documents, for which the tape virtualization technology is discussed. Finally, a domain-based storage management framework for different types of storage systems is presented in the paper.