一种iSCSI跨层系统技术方案

技术编号：40149093 阅读：12 留言：0更新日期：2024-01-24 01:02

本发明专利技术公开了一种iSCSI跨层系统，它涉及网络存储技术领域；其包括Application、SCSI、iSCSI、TCP、IP、MAC等模块，尤其是将其中的SCSI、iSCSI、TCP进行合并优化设计SCSI‑iSCSI‑TCP模块。此跨层设计方法，可以使得iSCSI目标器受网络的影响小，可应用于状态不好的网络；也使得iSCSI目标器受协议栈分层的影响小，使得iSCSI目标器受环境的影响小，可应用于远距离的网络环境。同时也具有实现硬件成本低、操作简单维护方便、扩充性强等优点。此方法可广泛应用于各种iSCSI系统设计中，具有很好的社会效益和经济效益。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及网络存储，尤其涉及一种iscsi跨层系统。

技术介绍

1、存储局域网即san(storage area network)，是一种利用iscsi或fibrechannel等存储协议连接起来的可以在存储资源和用户服务器之间建立直接的数据连接的高速计算机网络，提供的数据服务具有良好的完整性，可用性和可靠性。iscsi或fibrechannel都是基于块(block)i/o的存储管理协议，它们都是scsi协议的扩展协议。

2、iscsi(internet small computer system interface)是一个通过tcp/ip网络传输scsi指令的协议，参照sam-3(scsi architecture model 3)制订。在sam-3的体系结构，iscsi属于传输层协议，在tcp/ip模型中属于应用层协议。采用了iscsi协议的硬件设备是nas和san的中间产品，它能简单连接到企业内部网，做到即插即用。而每一个远程用户端对该存储设备的访问效果接近于在本地直接访问scsi盘。为无法承担光纤通道san环境基础结构高成本的中间市场客户提供利用san所带来的好处。

3、scsi定义了一系列规则提供给i/o设备，用以请求相互之间的服务用。每个i/o设备称为“逻辑单元”(lu)，每个逻辑单元都有一个唯一的地址来区分它们，这个地址称为“逻辑单元号”(lun)。scsi模型采用客户端/服务器(c/s，client/server)模式，客户端称为initiator，通常指用户主机系统，用户产生scs

4、iscsi存储技术最近得到了快速发展。iscsi的最大好处是能提供快速的网络环境，虽然目前其性能和带宽跟光纤网络还有一些差距，但其能节省企业成本，主要体现在硬件成本低、操作简单维护方便、扩充性强等。iscsi存储网络的访问带宽依赖以太网带宽。随着千兆以太网的普及和万兆以太网的应用，iscsi存储网络会达到甚至超过fc(fiberchannel，光纤通道)存储网络的带宽和性能。iscsi存储网络使用的是以太网，因而在服务器和存储设备的空间布局上的限制就会少了很多。存储界热门技术之一就是iscsi技术，各存储设备厂商都纷纷推出iscsi设备(企业级别或家用级别)，iscsi存储设备的销量也在快速增长。

5、iscsi存储技术虽然得到了快速发展，优势也是非常明显，但是也存在着一些问题，比如iscsi存储网络依赖于所依托的网络的影响，受网络的状态影响；iscsi存储网络也受协议栈分层的影响，同时受网络环境的影响，尤其是网络状态不好的远距离的网络环境。为了解决以上所述这些问题，专利技术了一种iscsi目标器的跨层设计方法，来实现iscsi存储技术应用于网络环境下，尤其是网络状态不好的远距离网络环境下。

技术实现思路

1、本专利技术为了解决的技术问题提供了一种iscsi跨层系统。它具有采用后，使得iscsi目标器受网络的影响小，可应用于状态不好的网络；使得iscsi目标器受协议栈分层的影响小，可应用于状态不好的存储环境；另外还使得iscsi目标器受环境的影响小，可应用于远距离的网络环境。

2、本专利技术的目的通过以下技术方案实现：

3、一种iscsi跨层系统，通过iscsi网络存储的网络协议栈实现，包括application(100)、ip处理层(500)和数据收发层mac(600)；还包括跨层设计模块scsi-iscsi-tcp(700)；

4、所述跨层设计模块scsi-iscsi-tcp(700)用于将scsi(200)、iscsi(300)和tcp(400)进行合并优化设计；

5、首先数据收发层mac(600)中的网卡负责处理iscsi数据包，并将处理后的数据交给ip处理层，由ip处理层进行相关处理并添加ip头，之后数据进入跨层设计模块scsi-iscsi-tcp(700)；在跨层设计模块scsi-iscsi-tcp(700)中，首先解析tcp协议，添加tcp头，维护两端的tcp连接，再根据iscsi和scsi协议，依次添加iscsi头和scsi头；最后进行相应处理，并发送处理之后的数据；application(100)接收到数据后，解析scsi协议，解析lun、lba和data，进行相应后续处理。

6、进一步的，在iscsi网络存储系统中，网络设备透明串接在iscsi initiator和target的tcp链路中间，以解析initiator与target之间的会话；

7、其中，数据从存储设备进入目标器设备的读出过程如下：先进入tcp协议栈进行数据缓存重组，之后将完整iscsi数据提取处理，最后将处理之后的数据通过协议栈发送出去，并通过网络发给存储网络启动器；数据的写入过程和读出过程相反。

8、进一步的，从低层协议向高层协议传递数据包时，对数据包加头进行封装，从高层协议向低层协议传输数据包，则对数据包进行解封拆头；iscsi网络存储系统采用数据结构sk_buff来管理在内存中的数据包，4个地址指针分别为head、data、tail和end，其中，head和end分别指向存储数据包的缓冲区起始地址和结束地址，data和tail分别指向数据包的起始地址和结束地址，通过移动4个地址指针中相应的地址指针，以方便地进行加头和拆头操作。

9、进一步的数据包的内存缓冲区的末尾设置一个skb_shared_info结构，为数据包申请内存空间时增加skb_shared_info个字节，skb_shared_info结构的frags域是一个数组，frag_list域是一个单向链表，两者所指向的存储空间为一个页的大小。

10、一种iscsi跨层系统，通过iscsi网络存储的网络协议栈实现，包括application(100)和数据收发层mac(600)；还包括跨层设计模块scsi-iscsi-tcp-ip(800)；

11、所述跨层设计模块scsi-iscsi-tcp-ip(800)用于将scsi(200)、iscsi(300)、tcp(400)和ip处理层(500)进行合并优化设计；

12、首先数据收发层mac(600)中的网卡负责处理iscsi数据包，并将处理后的数据发送给跨层设计模块scsi-is本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种iSCSI跨层系统，通过iSCSI网络存储的网络协议栈实现，包括Application(100)、IP处理层(500)和数据收发层MAC(600)；其特征在于，还包括跨层设计模块SCSI-iSCSI-TCP(700)；

2.根据权利要求1所述的一种iSCSI的跨层系统，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的一种iSCSI跨层系统，其特征在于，

4.一种iSCSI跨层系统，通过iSCSI网络存储的网络协议栈实现，包括Application(100)和数据收发层MAC(600)；其特征在于，还包括跨层设计模块SCSI-iSCSI-TCP-IP(800)；

【技术特征摘要】

1.一种iscsi跨层系统，通过iscsi网络存储的网络协议栈实现，包括application(100)、ip处理层(500)和数据收发层mac(600)；其特征在于，还包括跨层设计模块scsi-iscsi-tcp(700)；

2.根据权利要求1所述的一种iscsi的跨层系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜克明，沈贵元，常迎辉，王明，李哲，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：

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