探究ISCSI协议吞吐量性能
- 作者:admin 来源:网络 日期:2009-3-8 21:56:33
3）基于包的通信，在OPNET中一个重要的实体就是包，通过包的字段来体现通信协议，OPNET一大部分的通信是靠包以及包中承载的信息来完成的。
由于存储区域网络及其协议都比较新，还没有被OPNET中归纳成成型的可以直接调用的模块，在仿真过程学要全部重新写，这样大大增加了工作量，但由于OPNET在网络仿真中具有强大的功能，最后权衡各方面因素之后，选择OPNET作为此项目的仿真工具。
3.2ISCSI协议流程和仿真前提
ISCSI协议标准中规定：ISCSI传输方向根据初始器定义：写是指从初始器到目标器的传输，读是指从目标器到初始器的传输；ISCSI初始器和目标之间的会话要经过以下几个重要的阶段：登陆、鉴权、安全参数协商（可选）、相关操作参数协商、数据传输和会话清除。ISCSI协议通过登录建立TCP连接，登录的作用是认证，授权和参数协商。目标器在一些通用端口上监听连接请求。初始器通过向通用端口之一发送登录信号开始登录过程，经过认证，目标器向初始器发送接受登录信号的响应，通过登录建立会话并且分配会话标识号，双方再通过协商确定各种参数后进入完全特征阶段。处于完全特征阶段，初始器可以向目标器内的逻辑设备发送SCSI命令和数据，这些命令通过ISCSI消息在已建立的ISCSI连接上传递。一个SCSI命令所需要的参数和数据必须由传递该命令的同一个TCP连接传递。
初始器和目标器在会话过程中因各种事件所引起的相关操作和处理，可以归纳为8个状态（S1～S8）和18个转换条件（T1～T18），初始器和目标器分别使用了其中的15个转换条件，两者的状态转移图分别如图2、图3所示。
从图2和图3可以看出，会话中的各种中断和事件的发生和结束，使得初始器和目标器在判断转移条件满足之后，从一个状态转化倒另一个状态，从而完成整个ISCSI会话的全部操作。
从ISCSI协议流程可以看出，ISCSI会话过程中的最重要的部分就是传输，虽然传输部分只是体现了ISCSI在存储网络中的最基本的功能，但ISCSI协议传输部分也能够完全体现ISCSI协议的特点和性能，所以，基于上述思想，并结合OPNET软件本身特点，我们对ISCSI协议的传输部分进行了仿真。
ISCSI协议仿真的假设前提：TCP连接已经建立，一个连接上可以完成多个读写命令操作（主要是为了体现ISCSI协议PDU字段的管理和处理能力），并且在数据传输过程中没有错误发生（也就是完全理想链路）。后续的所有仿真和协议简化都是以此假设为前提的。
3.3仿真结果分析
随着网络技术的发展，网络带宽和速度大幅度地提高，要求网路整体性能有所提高。那么，在网络带宽不同的环境中，ISCSI协议的性能会受到怎样的影响呢？为此，我们通过使用OPNET网络仿真软件，模拟实现了使用ISCSI协议完成读500M数据的全部流程，并进行一些相关参数的调试和分析，如利用率、吞吐量和时延等。本文主要分析带宽对ISCSI的吞吐量性能的影响，分为下面三种情况讨论：
1）仿真时长为50秒，一个TCP连接上完成一个读过程，并且ISCSI处理层没有处理大量的数据分段，在不同带宽条件下得到的链路利用率仿真结果如图4和图5所示。
从图4和图5可以看出，带宽为1024bit/s时，数据吞吐量大约为700bit/s，命令吞吐量则大约为100bit/s；而带宽为1000000bit/s时，数据吞吐量大约为1000000bit/s，命令吞吐量则大约为700bit/s。在仿真假设中已经说明，数据传输是本协议最重要的部分，所以，看看数据吞吐量的变化就可以知道带宽对吞吐量性能的影响。很容易看出，带宽为1024bit/s时，吞吐量占总带宽的比率大约为70％，而带宽为1000000bit/s时，吞吐量占总带宽的比率大约为100％。
从上面数据的分析结果，可以得到结论：ISCSI的吞吐量性能会随着网络带宽的增加而提高，这也更说明了，ISCSI协议适合高带宽环境下的数据传输。
2）仿真时长为50秒，一个TCP连接上处理一个读过程，ISCSI处理层处理大量的数据分段（1500字节），在不同带宽条件下得到的链路利用率仿真结果如图6和图7所示。
从图6和图7中，可以容易看出，图中的波形是图4和图5的中的波形轮廓基本上相似的，不同的地方在于图7中的波形轮廓带有大量的尖峰，这个主要是ISCSI处理层处理了大量的分段数据包，在整个数据传输过程中，传输了很多个小包（1500字节），因而表现在图中就是很多的尖峰。显然，从图6和图7中波形得出的结论和上面的结论是一样的。
从图8、图9和图10中，可以容易看出，图中的波形是图7和图8的中的波形在两个连续时间段内的线性叠加，这主要是因为一个TCP连接上完成了两个读过程，因而图中就会分别在第20S和第40S出现两个峰值。从图中波形得出的结论和上面的结论是一样的。
4结束语
作为一个IP存储的草案，ISCSI代表了一种端到端的IPSAN解决方法。ISCSI规程提供了封装SCSICDB和结合TCP/IP网络的其他最佳特性的功能。这一功能使得企业网络像主流数据一样，能够使用类似的IP方法解决IP存储问题。在G比特和10G比特的以太网混合传输、IP安全和服务协议质量的环境下，ISCSI为高度可升级和安全的共享存储网络提供了新的机遇。http://www.dxlww.net代写论文网
参考文献
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[2].彭劲.iscsi原理与发展[S].2004国际有线电视技术研讨会论文集,2004年
[3].邓劲生等译.《存储区域网设计》[M].北京，电子工业出版社，2005.1
[4].陈敏编著，《OPNET网络仿真》[M]，北京:清华大学出版社，2004.4
[5].王文博，张金文编著.《OPNETModeler与网络仿真》[M].北京:人民邮电出版社，2003.10
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