存储区域网计算机网络论文提纲

论文题目：基于IP-SAN的云存储服务系统设计与实现

摘要：现如今网络技术已相当成熟,各种网络应用也层出不穷,网络应用受到了企业和个人用户的欢迎并得到了大量的应用。在这个环境下,云计算因其先进的理念和明显的优越性,被认为是网络服务发展的方向。基于云计算的网络服务成为了如今的一个热门。云存储就是这样的一个服务。 目前的云存储服务提供了文件快速上传、文件历史版本回退,文件共享等服务,满足了移动办公,和数据备份等市场需求,吸引了大量的用户。但由于目前网络传输介质发展的滞后,限制了使用因特网作为数据传输通道的云存储技术的工作效率。为了规避网络数据传输慢而导致的用户无法接受的延迟,现有的云存储服务多少都要占用客户端机器上的磁盘存储空间,将部分数据存储在用户本地。这样就满足不了云存储资源只存在“云”端的特性。 为了满足云存储的这个特性,本文设计并实现了一个为大型团体用户提供云存储服务的网络虚拟磁盘系统,可以在不占用用户本地存储资源的情况下保证用户能够使用一般云存储服务应用。该系统在客户端中使用了磁盘过滤驱动来实现块级别的数据传输。应用接口层使用了将应用服务器部署在局域网内的设计,来提供多个应用服务器的并行访问服务。存储层是用iSCSI协议实现的IP SAN。iSCSI作为业界的一个标准协议,其安全性和效率都由专业标准组织保证。本文详细介绍了以上技术的基础知识和实现过程,并对系统的优劣做了总结。

关键词：云存储;因特网小型计算机系统接口;存储区域网络;虚拟磁盘

学科专业：软件工程（专业学位）

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 本文的研究意义

1.4 本文的组织结构

2 相关技术基础介绍

2.1 iSCSI(Internet Small Computer System Interface)协议

2.1.1 iSCSI原理概述

2.1.2 iSCSI寻址和命名规则和安全策略

2.2 IP-SAN(Storage Area Network)

2.2.1 常见存储模式

2.2.2 IP SAN

2.3 存储虚拟化

2.3.1 存储虚拟化

2.3.3 SAN中的虚拟化技术

2.4 数据划分算法

2.4.1 现有哈希数据划分算法

2.4.3 Dynamo划分算法的工作

2.5 Windows过滤驱动

2.5.1 Windows操作系统驱动层次结构

2.5.2 Windows过滤驱动

3 需求分析

3.1 任务概述

3.1.1 使用术语

3.1.2 系统定义

3.1.3 系统特点

3.2 需求规定

3.2.1 系统功能

3.2.2 对性能的一般性约定

3.3 运行环境

3.3.1 客户端运行环境

3.3.2 应用服务器运行环境

3.4 用户界面

3.4.1 客户端GUI界面

3.4.2 应用服务器管理员管理界面

4 基于IP SAN的网络虚拟磁盘的设计

4.1 网络虚拟磁盘的总体结构

4.2 物理存储层

4.3 基础管理层

4.3.1 iSCSI的会话

4.3.2 iSCSI序列

4.3.3 发起端的结构

4.3.4 目标端的结构

4.3.5 目标端的的状态转化

4.4 应用服务层

4.4.1 应用服务器的结构

4.4.2 应用服务器的逻辑处理程序

4.4.3 应用服务器的iSCSI发起端

4.4.4 应用服务器的心跳守护进程

4.4.5 应用服务器发现策略

4.4.6 多种文件系统解决方案

4.5 访问层

4.5.1 客户端的结构

4.5.2 块级别的数据操作

4.5.3 数据的并行存储/访问

4.5.4 带有虚拟节点的一致性哈希数据划分算法

5 系统实现

5.1 客户端的实现

5.1.1 IRP结构

5.1.2 IO_STACK_LOCATION结构

5.1.3 处理流程图

5.1.4 TDI(Transport Driver Interface,传输驱动接口)

5.2 应用服务器的实现

5.2.1 应用服务器逻辑处理流程

5.2.2 磁盘到镜像文件的映射

5.2.3 数据库表设计

5.2.4 数据的服务器发现技术、负载均衡算法和并行访问

5.2.5 负载均衡算法和并行访问的细节

5.3 存储层的实现

5.3.1 应用服务器与iSCSI发起端的通信

5.3.2 IP SAN的配置

6 性能测试

6.1 负载均衡

6.1.1 静态拓扑结构

6.1.2 动态拓扑结构

6.1.3 测试结论

6.2 并行数据传输

6.2.1 并行性能测试

6.2.2 测试结论

结论

参考文献

致谢