（通信与信息系统专业论文）基于网络的存储虚拟化技术的研究.pdf

摘要 摘要 基于网络的存储虚拟化技术为存储虚拟化系统模型带来了新的发展，它提高 了企业对日益膨胀的存储数据的管理能力，并通过整合现有的存储资源使其能够 更加有效的提高已有存储设备的存储利用率，最终达到了降低存储成本的目的。 基于网络的存储虚拟化技术可以将不同品牌的存储系统进行有效的整合成一个可 以集中管理的存储池。它将实际的存储实体和存储逻辑进行了分离，应用服务器 只与虚拟存储系统所分配的逻辑卷进行交互，它不需要关心它所存储的数据最终 被放置在哪个存储实体上，虚拟存储系统负责对实际的存储实体进行读取或者写 入操作，使得存储的管理变得更加的集中化。 本文的主要目的是对基于网络的存储虚拟化技术进行研究，并利用该技术设 计出一个网络虚拟存储系统的方案。技术的核心和难点在于对网络存储系统中的 几种协议进行透彻的分析，找出存储虚拟化的关键点，并使用软件将系统的基本 功能进行实现。 本文的主要工作是设计一个网络虚拟存储系统的方案，使用一个虚拟节点对 所有的存储设备进行集中管理，每个存储用户都通过虚拟节点提供的虚拟逻辑卷 完成存储业务。网络虚拟存储系统将用户和存储设备进行隔离，使用i s c s i 协议作 为s c s i 协议的传输层。 本文首先对网络存储系统中的协议进行了介绍。阐述了s p c 3 协议、s b c 3 协议和i s c s i 协议的主要功能，并对其中所涉及的帧格式和帧字段进行了详细的分 析。通过对协议的分析，了解了存储数据在网络存储系统中的交互的细节，它是 整个网络存储系统的基础。 然后对基于网络的存储虚拟化技术的各个功能模块进行了分析，并提出了一 个可行的设计方案。最后，根据设计实现了一个基于网络的虚拟存储系统，并对 系统进行测试，通过对测试的结果的分析提出了改进的方案。 关键词：基于网络的存储虚拟化，存储虚拟化，i s c s i 协议，s p c 协议，s b c 协议 a b s t r a c t a b s t r a c t n e t w o r k - b a s e ds t o r a g ev i r t u a l i z a t i o nt e c h n o l o g yh a sb r o u g h tan e wd e v e l o p m e n t f o r t h es t o r a g ev i r t u a l i z a t i o ns y s t e mm o d e l i tl e tt h ec o m p a n yh a st h ea b i l i t yt om a n a g e t h es w e l l i n go ft h es t o r a g ed a t a a n dt h r o u g hi n t e g r a t i n ge x i s t i n gs t o r a g er e s o u r c e s m a k ei tm o r ee f f e c t i v e l yi m p r o v et h es t o r a g eu t i l i z a t i o no fe x i s t i n gs t o r a g ed e v i c e s ，a n d u l t i m a t e l ya c h i e v i n gt h ep u r p o s eo fr e d u c i n gs t o r a g ec o s t s n e t w o r kb a s e ds t o r a g e v i r t u a l i z a t i o nu s ef ep r o t o c o lo ri s c s ip r o t o c o lf o r 也e i rc o m m u n i c a t i o np r o t o c 0 1 i tc a l l i n t e g r a t ed i f f e r e n tb r a n d so fs t o r a g ed e v i c e si n t oac e n t r a l l ym a n a g e ds t o r a g ep 0 0 1 n e t w o r kb a s e dv i r t u a l i z a t i o nt e c h n o l o g ys e p a r a t et h ea c t u a lp h y s i c a ls t o r a g ed e v i c ea n d t h es t o r a g el o g i c i ti sr e s p o n s i b l ef o rt h ea c t u a le n t i t i e st or e a do rw r i t es t o r a g ed a t a , m a k i n gs t o r a g em a n a g e m e n tm o r ec e n t r a l i z e d t h em a i np u r p o s eo ft h i sp a p e ri st or e s e a r c hn e t w o r k b a s e ds t o r a g ev i r t u a l i z a t i o n t e c h n o l o g y ，a n dd e s i g nan e t w o r k - b a s e dv i r t u a ls t o r a g es y s t e m t h em a i nw o r ko ft h i sp a p e ri st od e s i g nap r o g r a mo fn e t w o r k - b a s e dv i r t u a l s t o r a g es y s t e m u s i n gav i r t u a ln o d ef o ra l lc e n t r a l i z e dm a n a g e m e n to fs t o r a g ed e v i c e s t h es y s t e mu s i n gi s c s i p r o t o c o la st h et r a n s p o r tl a y e ro ft h es c s ip r o t o c 0 1 t h i sa r t i c l ef i r s ti n t r o d u c e dt h ep r o t o c o l so ft h es t o r a g es y s t e m d e s c r i b e dt h em a i n f u n c t i o no fs p c 3p r o t o c o l ，s b c 一3p r o t o c o la n dt h ei s c s ip r o t o c 0 1 a n da n a y l i z e dt h e f l a m ef o r m a ta n df r a m ef i e l d t h e np u tf o r w a r daf e a s i b l ed e s i g no ft h en e t w o r kb a s e d v i r t u a l i z a t i o n a tl a s t ，i m p l e m e n t e dt h en e t w o r kb a s e dv i r t u a l i z a t i o ns y s t e m a n dg i v ea s u g g e s t i o nt oi m p r o v et h ep r o g r a mt h r o u g ht h et e s tr e s u l t s k e y w o r d s ：s t o r a g ev i r t u a l i z a t i o n ，i s c s ip r o t o c o l ，s p cp r o t o c o l ，s b cp r o t o c o l i i 缩略语表 缩略语 s c s i i s c s i s p c s b c f c p e s d a s n a s i u p d u 缩略语表 英文全称 s m a l lc o m p u t e rs y s t e m s i n t e r f a c e i n t e r n c ts m a l lc o m p u t e r s y s t e m si n t e r f a c e s c s ip r i m a r yc o m m a n d s s c s ib 1 0 c kc o m m a n d s f i b r ec h a n n dp r o t o c o lf o r s c s i e m b e d d e ds t o r a g e d i r e c ta t t a c h e ds t o r a g e n e t w o r ka t t a c h e ds t o r a g e i n f o r m a t i o nu n i t p r o t o c o ld a t a1j n i t v i 中文全称 小型计算机系统接口 互联网小型计算机系统接 口 小型计算机系统接口主要 命令集 小型计算机系统接口块设 备命令集 对应小型计算机接口的光 纤通道协议 内嵌式存储 直连方式存储 网络附加存储 信息单元 协议数据单元 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地 方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含 为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明 确的说明并表示谢意。 签名：日期：f9 年b 月le t 论文使用授权 本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文 的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁 盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文 的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或 扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此规定) 签名：导师躲糍导师签名：二丝么堕 日期：，9 年6 月7 日 第一章引言 第一章引言 1 1 基于网络的存储虚拟化技术的简述 在信息化的时代，数据每天都在呈现爆炸式的增长，如何能够更好的对这些 数据进行存储和保管对于每个企业来说都是至关重要的【1 1 。存储大量的数据需要购 置大量昂贵的存储设备，提高已有存储空间的存储利用率可以有效的降低存储成 本【2 】。大量的存储设备的管理同样需要大量的人力，如何更加有效的管理这些存储 设备同样是一个需要解决的问题【3 】。 基于网络的存储虚拟化技术为解决这个问题提供了一个非常有效的方向，它 可以整合所有已有的存储设备，并形成一个存储池，再根据用户的需求对存储池 中的存储空间进行重新的分配，可以有效的提高存储空间的利用率。通过将所有 的存储空间进行整合，存储空间由存储虚拟化系统来统一管理，可以更加有效的 降低对存储设备管理的难度。 基于网络的存储虚拟化技术具有较高的灵活性，它可以根据企业的需求随时 添加新的存储空间，由于使用业界通用的f c 或者i s c s i 协议作为存储的通信协议 【4 】。因此可以有效的消除了不同品牌的存储产品之间的不兼容性。为企业对存储系 统的升级带来了便利，使其不用局限于一个存储品牌的产品【5 】。 1 2 存储虚拟化主要的实现方式简介 存储虚拟化技术根据其实现的原理可以分为三类，主要包括：基于主机或者 服务器的存储虚拟化、基于存储设备的存储虚拟化和基于网络的存储虚拟化【6 】。 基于主机或者服务器的存储虚拟化是通过在主机或者服务器上安装虚拟存储 的软件来完成，它的优点是稳定性高，由于和文件系统共同存在于主机上，因此 可以更加方便的对主机的存储资源进行管理【_ 丌。但是其缺点也是显而易见的，由于 虚拟化的过程是由主机本身实现，因此其要消耗主机的c p u 资源，使得主机的性 能受的损失，并且其存储空间局限于主机所连接的存储磁盘。 基于存储设备的存储虚拟化技术将虚拟化任务交给专用的存储设备来完成，常 见的存储设备是磁盘阵列。它能够独立于主机进行工作，因此可以有效的降低主 电子科技大学硕士学位论文 机的c p u 资源消耗。并且其通过连接磁盘框可以为主机提供大量的存储资源。但 是不同厂商的存储设备之间兼容性较差，无法进行互联，并且价格高昂。企业对 于存储系统的升级也非常不便。 基于网络的存储虚拟化技术是对网络上的存储设备进行整合，形成一个庞大的 存储池。它使用业界统一使用的存储通信协议i s c s i 或者f c 完成设备间的通信， 有效的解决了不同厂商的存储产品之间的兼容性问题。基于网络的存储虚拟化技 术将所有的存储资源进行集中的管理，并根据每个存储用户的需求重新进行分配 存储空间，并且最终可以完成存储成本的降低。 1 3 国内外研究进展 基于网络的存储虚拟化由于其能真正的整合不同品牌之间的存储产品，它解 决了许多存储区域网中所存在的问题。可以有效的为用户降低存储的成本和管理 成本，广泛的被各大厂商所支持【8 】。 存储产品从与主机直连的硬盘已经发展到了存储虚拟化的时代，从早期的磁 盘子系统虚拟化，到现在被广泛应用到存储区域网中的磁盘阵列。如今基于网络 的存储虚拟化这一新兴产品，已经被许多存储领域的厂商所支持，e m c ，h p ，m m ， 华为赛门铁克等存储厂商都已经推出自己的网络存储虚拟化产品，如e m c 的e m c i n v i s t a 产品系列，华为赛门铁克的v i s 系列产品【9 】。 目前，h d s 、i - i p 、m m 、s u n 、v e r i t a 等存储软硬件厂商都将基于网络的 存储虚拟化技术作为重头戏。存储虚拟化技术在存储的各个方面都被广泛的运用， 从小到数据块、文件系统，大到磁带库、各种主机服务器和阵列控制器【1 0 1 。存储 虚拟化已经不再是一个概念，它已经被各个厂商作为新的技术进行应用。 继s a n 之后，基于网络的存储虚拟化技术被认为是存储领域的又一个新的浪 潮。许多公司预测，它将被更加广泛的应用到企业的存储业务中。将有效的整合 现有的s a n 网络，成为企业升级的方向【儿j 。 1 4 本课题的研究目的与意义 为了解决不断增长的数据的问题，企业不得不购买大量昂贵的存储设备，由于 2 第一章引言 管理的不便使得很多已有的存储资源被大量的浪费，由于不同厂商的存储设备之 间互联具有兼容性差的问题，使得企业在升级其存储系统时，要么只能继续使用 原先厂商的存储产品，这使得选择的余地大大的降低，成本也无法得到有效的控 制。要么将所有的存储产品进行更替，造成了大量存储设备的浪费。 基于网络的存储虚拟化技术可以将存储设备进行整合，形成一个庞大的存储 池，并对这些存储资源进行集中管理。由于进行了集中的管理，它可以根据每个 存储用户的需求进行划分存储空间，这将大大提高已有的存储设备的存储利用率， 为企业节约成本。 基于网络的存储虚拟化技术使用业内通用的i s c s i 协议或者f c 协议作为存储 通信协议【1 2 】，因此能够更好的将不同厂商之间的存储产品进行整合。打破了不同 厂商之间的壁垒。解决了企业在对存储系统的升级产品时遇到的兼容性的问题。 3 电子科技大学硕士学位论文 第二章s p c 一3 协议和s b c 3 协议 2 1s c si 协议概述 s c s i 协议的主要功能是在主机和存储设备之间传送命令、状态和数据块。在 各类存储技术中，s c s i 是其中最重要的桥梁。 s c s i 协议集使用请求回复的模型，所有的请求由s c s i 的i n i t i a t o r 发出，s c s i 的t a r g e t 收到请求，并对s c s i 请求进行响应。每个s c s i 请求和回复构成了一个 原子操作，各个s c s i 请求之间没有任何联系【1 3 】。 s c s i 命令集包括了s p c 、s b c 、m m c 等命令集【1 4 1 。其中s p c 命令集属于设 备无关的命令集。而其它的命令集是设备相关的【1 5 】。在为块设备进行服务的时候， 则使所示。 从命令集关系图中可以看出，设备类型相关的命令集和主要命令集都是使用 s c s i 传输层协议进行传输。二者在架构模型中属于同层。一个存储设备需要支持 主要命令集( s p c ) ，同时根据存储介质类型的不同，选用不同的设备类型相关命 令集。通常在主机中，硬盘使用s b c 命令集。 2 1 1 命令描述块( c d b ) s c s i 设备通信是通过向s c s i 设备服务器发送命令描述块( c o m m a n dd i s c r i b e 4 第二章s p c 3 协议和s b c 3 协议 c o m m a n d ) 来完成的。c d b 的内容可以是主要命令集( s p c ) ，也可以是设备类型 相关命令集。客户端根据请求的类型发送包含请求内容的c d b ，服务端通过解析 c d b 中的内容，获取客户端请求的类型以及相关的参数，并将回复的内容通过s c s i 传输层发送给客户端。 命令描述块( c d b ) 分为定长c d b 和变长c d b 两类，6 字节长c d b 结构图如 图2 2 所示，1 0 字节长c d b 的结构如图2 3 所示。 b i t b y t e 76 5 432lo o 0 p 日认t i o nc o d e l m i s c c l l a n c o u sc d bi n f o m a r i o n 2 t ，、， ，、 tt 1 ，、，。 a 帆卅 w 、j 岫帅、f 1 v m o o 3 4t r a n s f e rl e n g l h p a r a 匝t e rl i s tl e n g t h ，a l l o c a l l o nl e n g t h 5c o n t r o l 图2 - 26 字节长c d b 结构图 b i t b y t e 76543210 0 0 p e r a t l 0 nc o d e 1 m i s o f l l a n c o u sc d bi n f o m a t i o n 2 3 t ，、，! t ，、 t 廿1n r 矿 n r 、n 七a a j l 4 5 6m i s c c l l a n c o u sc d bi n f o m a t i o n 7 1 i 、t a t j ntr a l ，1 1 i j 巾 d 仍1 【mt 肌tr 飞t ， 啊t ， t t ，、，、 1 t ，、ttt 飞t ，1 廿 舢、0 1 l 、j 一、k i 1 u j ，u 、f u v j j o i 、- l oji j l m l uj i u ，t l - - 、，o jj v 舢u j l u 川 8 9 c o n t r o l 图2 - 31 0 字节长c d b 结构图 2 1 2 命令描述块域的介绍 操作码o p e r a t i o nc o d e o p e r a t i o nc o d e 在s c s i 数据帧结构的第一字节，它唯一的确定了一个c d b 的 操作类型，在某些情况下，操作类型由o p e r a t i o nc o d e 域和s e r v i c ea c t i o n 域同时 确定。操作类型包括：r e a d 、w r i t e 、r e a dc a p a c i t y 等。 o p e r a t i o nc o d e 包含一个g r o u pc o d e 域和一个c o m m a n dc o d e 域。其具体的 电子科技大学硕士学位论文 域格式如图2 - 4 所示。 b i t 7654321o 0g r o u pc o d ec o m m a n dc o d e 图2 - 4o p e r a t i o nc o d e g r o u pc o d e 域主要确定了这个c d b 的长度，如0 0 0 b 代表了6 字节c d b ，0 0 1 代 表了1 0 字节的c d b 。c o m m a n dc o d e 域确定了命令的操作行为。 s e r v i c ea c t i o n s e r v i c ea c t i o n 域在所有长于6 字节的c d b 中都存在，它对c d b 中的o p e r a t i o n c o d e 域进行了补充。它确定了一个通用的o p e r a t i o nc o d e 中更加详细的操作行为。 l o g i c b l o c ka d d r e s s l o g i cb l o c ka d d r e s s 标识了s c s i 命令所作用的逻辑块地址，在磁盘中，它对 应的是一个扇区。逻辑块地址是从0 开始并且连续的。它的最大值与逻辑卷实际 的大小相关。 t r a n s f e rl e n g t h 传输长度标识了这个s c s i 请求所需要传输的数据长度，通常是代表块的数目， 在某些特定的c d b 中，它也被用来代表需要传输的字节数。 p a r a m e t e rl i s tl e n g t h p a r a m e t e rl i s tl e n g t h 域被用来指定d a t a - o u tb u f f e r 中即将被发送到服务端的 字节数，例如诊断参数或者日志参数等。 a l l o c a t i o nl e n g t h a l l o c a t i o nl e n g t h 域标识了发送s c s i 请求的客户端为这个s c s i 请求所分配的 空间，当一个s c s i 的读命令在请求了1 2 8 个块的数据时，客户端为此s c s i 命令 分配1 6 个块的空间，服务端在将块数据回复时，需将1 2 8 块分为8 次，每次1 6 个块发送到客户端。 2 2s p c - 3 协议概述 s p c ( s c s ip r i m a r yc o m m a n d ) 命令集是针对所有s c s i 设备的，它规定了所有 的s c s i 设备都必须或者可以使用的命令。其中的i n q u i r y , r e p o r tl u n s 和 t e s tu n i tr e a d y 是所有的s c s i 设备都必须支持的s c s i 命令。在规定了必须 支持的命令集的同时，s p c 协议中也规定了一些推荐的命令集。例如r e q u e s t s e n s e 等命令。 6 第二章s p c 3 协议和s b c 3 协议 2 2 1i n q u i r yc o m m a n d i n q u i r yc o m m a n d 是应用客户端用来向设备服务端请求逻辑单元和s c s i 目 标设备相关信息的s c s i 命令。设备服务器在回复的信息中将会包含它们的设备类 型、标准版本号和设备厂商信息等其它的信息。 i n q u i r y 命令属于一个6 字节的c d b ，它的帧结构如图2 5 所示。 b i t b y r e 7654 3 2l 0 o o p e r a t i o n c o d e ( 1 2 h ) l r e s e r v e do b s o l e t ee v p d 2p a g e c o d e 3 ( m s b ) ，、，、，。、，! ，。 1 j j 洲 4 ( l s b ) 5c o n t r o l 图2 - 5i n q u i r y 帧结构图 i n q u i r y 命令帧由o p e r a t i o nc o d e ，e v p d ，p a g ec o d e ，a l l o c a t i o nl e n g t h 域来 确定。 o p e r a t i o nc o d e i n q u i r yc o m m a n d 的操作码是0 x 1 2 。它唯一的确定了此命令的类型。 e v p d 字段 e v p d ( e n a b l ev i t a lp r o d u c td a t a ) 在c d b 中属于s e r v i c ea c t i o n 域，它是对 o p e r a t i o n 域的补充。在客户端需要对s c s i 服务端进行请求产品信息时，将e v p d 设置为0 ，此时i n q u i r y 命令的是一个标准i n q u i r y 请求，目标设备服务器将 回复标准的i n q u i r y 数据。当应用客户端对特定的的信息进行请求时，将e p v d 设置为1 。特定请求的具体内容由p a g e c o d e 域确定。 p a g e c o d e 当e v p d 被设置为0 时候，p a g ec o d e 字段只能为0 ，如果此时p a g ec o d e 被设置为1 ，那么服务端将回复一个请求非法的回复帧。 当e v p d 被设置为1 时，p a g ec o d e 字段被用来指定此玳q i 瓜y 命令请求 的页类型。其中0 x 0 0 页代表了应用客户端请求目标设备服务器返回其所支持的 v p dp a g e s ，0 x 8 3 页代表了应用客户端请求目标设备服务器返回其认证信息。 0 x 0 0 页和0 x 8 3 页是s p c 协议中要求目标服务器必须支持的页。其它的v p dp a g e s 都是可选支持的。 7 电子科技大学硕士学位论文 a l l o c a t i o nl e n g t h a l l o c a t i o nl e n g t h 域指定了此次i n q u i r y 命令需要请求的数据长度。当e v p d 字段被设置为0 时，a l l o c a t i o nl e n g t h 最小值为5 ，当e v p d 被设置为1 时，a l l o c a t i o n l e n g t h 最小值为4 。 2 2 2l o gs e l e c tc o m m a n d l o gs e l e c t 命令提供了一个s c s i 应用客户端对s c s i 目标设备中的统计信 息进行管理的途径。实现了l o gs e l e c t 命令的s c s i 目标设备也需要实现l o g s e n s e 命令。 l o gs e l e c t 命令是一个1 0 字节的c d b ，其帧结构如图2 - 6 所示。 b r t b y t e 76543210 o o p e r a t i o nc o d e ( 4 c h ) l r e s e r v e dp c rs p 2 p cr e s e r v e d 3 4r e s e r v e d 5 6 7 ( m s b ) 。、。，。，。，。、，。，。 f u i i 8 ( l s b ) 9c o n t r o l 图2 - 6l o gs e l e c t 帧结构图 l o gs e l e c t 命令由o p e r a t i o nc o d e 、p c r 、s p 、p c 、p a r a m e t e rl i s t l e n g t h 域来进行确定。 o p e r a t i o nc o d e l o gs e l e c t 命令的操作码是0 x 4 c 。它唯一的确定了这个s c s i 帧的类型。 p c r p c r ( p a r a m e t e rc o d er e s e t ) 域是在当s c s i 应用客户端请求将s c s i 目标服务器 中的所有参数重置为出厂默认值时使用，此时的p c r 被设置为1 ，在默认情况下， p c r 域被设置为0 。 s p s p ( s a v ep a r a m e t e r s ) 域是在s c s i 应用客户端请求将s c s i 目标服务器将当前的 配置保存在非易失型的存储器中的时候使用，此时s p 被设置为1 。s c s i 目标服务 8 第二章s p c 3 协议和s b c 3 协议 器在下一次的初始化时，将从非易失型的存储器中读取这些被保存的配置。 p c p c ( p a g ec o n t r 0 1 ) 字段定义了被选择的参数的类型，其表2 1 所示。 p cl o gs e l e c tp a r a m e t e rv a l t i e sl o gs e n s ep a r a m e t e rv a l u e s 0 0 b 当前初始值初始值 0 1 b 当前累积值累积值 1 0 b 默认初始值默认初始值 1 1 b 默认累积值 默认累积值 2 2 3l o gs e n s ec o m m a n d 表2 - 1p c 字段意义 l o gs e n s e 命令提供了一个让s c s i 应用客户端对s c s i 目标服务器的统计信 息或其它操作信息进行检索查询的方法。它是l o gs e l e c t 命令的一个补充。l o g s e n s e 命令和l o gs e l e c t 命令共同完成对s c s i 目标服务器的统计信息进行管 理和查询。 l o gs e n s e 命令是一个1 0 字节的c d b ，其帧结构如图2 7 所示。 b i t b y t e 7654321o o o p e r a t i o nc o d e ( 4 d h ) l r e s e r v e dp p cs p 2p cp a g e c o d e 3 4 5 ( m s b ) 。，、。一。f 岬圳、, i tv 1 , i l a a 、 6 ( l s b ) 7 ( m s b ) ，。，。，、，。 m n i i v m u l 、j 8 0 - - s b ) 9c o n t r o l 图2 7l o gs e n s ec o m m a n d 帧结构图 l o gs e n s ec o m m a n d 由o p e r 盯i o nc o d e 、p p c 、s p 、p c 、p a g ec o d e 、 p a r a m e t e rp o i n t e r 、a i i ，o c a t i o nl e n g t h 域来确定。 o p e r a t i o nc o d e l o gs e n s e 命令的操作码是0 x 4 d ，它唯一的确定了s c s i 帧的类型。 p p c p p c ( p a r a m e t e rp o i n t e rc o n t r 0 1 ) 域定义了s c s i 应用客户端向s c s i 目标设备服 务器请求的参数类型。它指定了此l o gs e n s e 命令所请求的日志页的种类。 9 电子科技大学硕士学位论文 s p s p ( s a v ep a r a m e t e r s ) 域是在s c s i 应用客户端请求s c s i 目标服务器将当前的配 置保存在非易失型的存储器中时候使用，此时s p 被设置为1 。s c s i 目标服务器在 下一次的初始化时，将从非易失型的存储器中读取这些被保存的配置。 p c p c ( p a g ec o n t r 0 1 ) 指定了被选择的参数值类型。它的含义与l o gs e l e c t 命令 中的p c 域相同。 p a g e c o d e p a g ec o d e 域定义了s c s i 应用客户端所请求的具体日志数据。当此p a g e c o d e 未被s c s i 目标设备服务器所实现时，s c s i 目标设备服务器将回复一个状 态非法的数据。 p a ra m e t e rp o d 、j t e r p a r a m e t e rp o i n t e r 域定义了s c s i 应用客户端所能够请求的参数范围。 这个范围是s c s i 目标设备服务器所支持的参数范围。 2 2 4m o d es e l e c tc o m m a n d m o d es e l e c t 命令提供了一个让s c s i 应用客户端更改s c s i 目标设备服务 器的媒介、逻辑单元和外围设备参数的方法。s c s i 目标设备服务器在实现了m o d e s e l e c t 命令的也需要同时实现m o d es e n s e 命令。客户需要首先发送m o d e s e n s e 来确定s c s i 目标设备服务器所支持的模式页、模式页长度以及其它参数。 m o d es e l e c t 命令包含6 字节的c d b 类型和1 0 字节的c d b 类型。1 0 字 节的m o d es e l e c t 命令与6 字节的m o d es e l e c t 每个域的含义相同。其6 字 节的帧结构图如图2 - 8 所示。 b r r b y r e 765 4 3210 o o p e r a t i o nc o d e ( 1 5 h ) l r e s e r v e dp fr e s e r v e d s p 2 3 4p a ra ! t e rl l s tl e n g t h 5c o n t r o l 图2 - 8m o d es e l e c t 帧结构图 m o d es e l e c t 帧由o p e r a t i o nc o d e 、p f 、s p 、p a r a m e t e rl i s tl e n g t h 域 来确定。 1 0 第二章s p c 3 协议和s b c 3 协议 o p e r a t i o nc o d e 6 字节的m o d es e l e c t 命令的操作码是0 x 1 5 ，1 0 字节的m o d es e l e c t 命令的操作码是0 x 5 5 。 p f p f ( p a g ef o r m a t ) 域被设置为0 时候代表这个m o d es e l e c t 命令后面的参数 都是由厂商自定义的。当被设置为1 时代表这个m o d es e l e c t 命令后面的参数 是符合s p c 一3 协议标准的。 s p s p ( s a v ep a g e s ) 字段设置为1 时候定义了s c s i 目标设备服务器在执行m o d e s e l e c t 命令值后，需要将模式页中的信息保存在非易失性的存储器中。当s p 字 段为0 时，模式页的信息将不被保存。 2 2 5m o d es e n s ec o m m a n d m o d es e n s e 命令提供了s c s i 应用客户端请求s c s i 目标设备服务器汇报参 数的方法。 m o ds e n s e 命令同样包含6 字节和1 0 字节两种c d b ，其6 字节的c d b 帧 结构如图2 - 9 所示。 b 1 1 r b y t e 765432lo oo p e r a t i o nc o d e ( 1 a b ) l r e s e r v e dd b dr e s e r v e d 2 p c p a g ec o d e 3s u b p a g ec o d e 4a l l o c a l r i o nl e n g t h 5c o n t r o l 图2 9 m o d e s e n s e 帧格式 m o d es e n s e 命令由o p e r a t i o nc o d e ，d b d ，p c ，p a g ec o d e ， s u b p a g ec o d e 域来确定。 o p e r a t i o nc o d e 6 字节的m o d es e n s e 的操作码是0 x l a ，1 0 字节的m o d es e n s e 命令的 操作码是0 x 5 a 。 d b d d b d ( d i s a b l eb l o c kd e s c r i p t o r s ) 域被设置为0 时定义了s c s i 目标设备服务器 在回复的m o d es e n s ed a t a 中将包含0 个或者多个块描述符，当d b d 被设置 电子科技大学硕士学位论文 为1 时，他定义了s c s i 目标设备服务器在回复的m o d es e n s ed a t a 中将不包 含块描述符。 p c p c ( p a g ec o n t r 0 1 ) j 或定义了回复的数据中模式页参数值的种类。其域的定义如 表2 - 2 所示。 p c 的值参数种类 0 0 b当前值 0 1 b可改变的值 1 0 b 默认值 1 1 b保存的值 表2 2p c 域 p a g ec o d e 和s u b p a g ec o d e p a g ec o d e 域和s u b p a g ec o d e 域定义了在s c s i 目标设备服务器回复的 m o d es e n s e 数据中，具体哪些模式页和子模式页需要被包含。 2 2 6r e p o r tl u n sc o m m a n d r e p o r tl u n s 命令是s c s i 应用客户端向s c s i 目标设备服务器查询此s c s i 应用客户端所能访问的逻辑单元的数量。 r e p o r tl u n s 命令是1 2 字节的c d b ，它的帧结构图如图2 1 0 所示 b i t b y t e 76543210 0 o p e r a t i o nc o d e ( a 0 h ) l r e s e r v e d 2s e l e c tr e p o r t 3 4 r e s e r v e d 5 6 ( m s b ) 7 a l l o c n o nl e n g t h 8 ( l s b ) 9 1 0 r e s e r v e d 1 1 c o n t r o l 图2 1 0r e p o r tl u n sc o m m a n d 的帧格式 r e p o r tl u n s 命令由o p e r a t i o nc o d e 、 s e l e c tr e p o r t 、 1 2 第二章s p c 3 协议和s b c 3 协议 a l l o c a t l 0 i n u n g t h 域来确定。 o p e r a t l 0 nc o d e r e p o r tl u n s 命令的操作码的是0 x a 0 。 s e l e c tr e p o r t s e l e c tr e p o r t 域定义了s c s i 目标设备服务器需要报告的逻辑单元地址的 种类。 2 2 7t e s t u n i tr e a d y t e s t u n i tr e a d y 命令向s c s i 应用客户端提供了一个对s c s i 目标服务器 的逻辑单元进行检测的方法，它不是自检测命令。当s c s i 应用客户端可以对其逻 辑单元进行访问时，s c s i 目标服务器将回复一个状态信息为g o o d 的数据，而当 逻辑单元暂时无法被访问时，s c s i 目标服务器将会一个状态信息为c h e c k c o n d i t i o n 的数据。 t e s t u n i tr e a d y 命令是一个6 字节的c d b ，其帧格式如图2 1 1 所示。 b i t b y t e 7 65 432 10 oo p e r a t i o nc o d e ( 0 0 h ) 1 2 3 4 5c o n n i o l 图2 - 1 1t e s t u n i t r e a d y 帧格式 t e s tu n i tr e a d y 的帧内容只由o p e r a t i o nc o d e 字段进行唯一的确定。 它的操作码是0 x 0 0 。 2 3s b c - 3 协议概述 s b c ( s c s ib l o c kc o m m a n d s ) 命令集是一个块设备访问的命令集，与 s p c 命令集不同，s b c 命令集是设备类型相关的命令集，它主要包括了对s c s i 目标设备进行i o 操作的命令，其主要的命令包括r e a dc a p a c i t y 、r e a d 、 w r i t e 等。 电子科技大学硕士学位论文 2 3 1i 也a dc a p a c i t y r e a dc a p a c i t y 命令提供了一个s c s i 应用客户端向s c s i 目标设备服务器 查询随机访问块设备的容量以及媒介格式的方法。它通常在进行i o 操作之前所发 送。 r e a dc a p a c i t y 包含了l o 字节和1 6 字节两种c d b 结构，其1 0 字节的帧 结构图如图2 1 2 所示。 b i t b y t e 7 6 543 2 l0 o o p e r a t i o nc o d e ( 2 5 1 1 ) 1 r e s e r v e do b s o l e t c 2 ( m s b