存储阵列兼容性测试的研究(可编辑)

1、存储阵列兼容性测试的研究电子科技大学硕士学位论文存储阵列兼容性测试的研究姓名: 宋庆华申请学位级别 : 硕士专业: 计算机应用技术指导教师 : 江春华20090501摘要摘要近年来, 随着信息技术的发展 ,数据存储量持续增长。专家们认为 ,目前信 息技术已经进入以存储为核心的发展阶段。随着存储软硬件规模的扩大 , 存 储设备的兼容性问题成为目前用户最关心的问题。 存储产品兼容性测试的需求日 益突出。当前对存储兼容性测试进行研究 , 有助于对存储兼容性测试进行全面了解 , 提升存储兼容性测试的质量。兼容性测试虽然无法做到完全的质量保证 , 但兼容性测试是存储产品测试必不可少的重要步骤之一。因此

2、, 对存储产品来说忽视其兼容性测试 , 必将会导致用户在使用时因兼容性出现故障的概率较高。所以,如何在有限的成本和资源考虑下 , 针对产品规划出适当的兼容性测试 , 是所 有兼容性测试技术人员关注的重点。本文在“存储解决方案与兼容性测试”项目的支持下 , 对存储基本兼容性和 兼容性测试进行了详细设计与实现 , 并提出了两种快速有效的故障诊断策 略。本文的主要研究内容如下 :针对存储产品的应用特点 , 分析了其兼容性测试需求 , 制定了基本兼容性 测试用例设计框架 , 并使用配对组合覆盖技术设计了基本兼容性的测试案 例。该方法可生成最小组合覆盖测试案例集 , 从而大大降低测试成本 , 提高测试效

3、 率。针对存储兼容性测试缺陷定位难的问题 , 提出了两种故障诊断策略。一种 是基于最小组合覆盖集的故障诊断策略 , 适用于多个案例发生同种故障的情 形;一种是基于模糊聚类的故障诊断策略 , 可以充分利用历史上的测试数据来进 行快速的故障诊断定位。实例分析存储基本兼容性测试 , 根据问题的严重程度对测试结果进行统计分析, 实验证明上述测试设计可以有效地发现被测系统中存在的问题。基于探索性测试思想 ,制定了存储产品与的兼容性测试框架 , 并对测试结果进行分析。关键词:存储兼容性 ,配对组合,故障诊断,探索性测试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

4、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:丞亟垒 日期: 。罗年口移月踢日关于论文使用授权的说明 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

5、密的学位论文在解密后应遵守此规定签名:导师签名 :日期: 第一章绪论第一章绪论. 研究背景近年来, 随着信息技术的普及 ,数据存储量每年约以 %的速度持续增长。 关于信息增长的速度 , 图灵奖获得者提出了一个经验定律 : 网络环境下 每个月产生的数据量等于有史以来的数据量之和。由于数据量的持续增长 , 数据存储已经成了一个关键问题。专家们认为 , 在计算机网络技术、计算机软 硬件技术以及计算机应用技术迅速发展的过程中 , 技术经历了三个主要发展阶 段。第一个阶段是以处理器为核心的阶段 , 它促进了计算机的普及和应用 ; 第二 个阶段是以传输技术为核心的阶段 , 它带动了计算机网络的使用和普及

6、, 使得数 字化信息的应用席卷全球 , 并因此导致了数字化信息的爆炸性增长 ; 第三个阶段 是以存储为核心的阶段 , 它主要研究存储系统的可靠性、可用性、开放性、可扩 展性,以及存储数据的容灾与恢复、共享与安全等。从年代初开始到现在 ,中国存储产业从无到有、从弱到强 , 迅速发展起来。这年间 , 中国存储产业经历了市场启蒙一空间需求期、产业启蒙一应用期、 产业起步一跟随期三个阶段 , 如今正在理念、标准、应用和市场四轮驱动下 进入产业发展 ?价值期 , 中国存储产业正在迅速走向成熟。经过多年的技术发展 , 中国网络存储市场各厂商在存储系统的性能、可靠性 和可用性上的差异越来越小 , 而随着用户

7、对于存储利用率与存储管理等方面 的要求越来越高 , 中国网络存储市场呈现出新的竞争格局。硬件方面依旧占据着 主导地位,但相应的存储软件市场也在日益扩大 , 存储管理软件、备份存档软件、 文件系统软件等领域都成为了各大厂商争夺的战场。 并且高端网络存储市场增 速放缓, 中低端市场渐强的市场格局正在形成。面对竞争与市场的变化和挑战，存储设备作为U产品，紧密捆绑业务的应用 特点对本地化的开发、 服务提出了更高的要求。 存储产品兼容性测试的需求 也日益突出。国外存储厂商在国内可以提供存储产品和解决方案 , 但无法提供本 地化的兼容性测试环境 , 而国内存储厂商 , 如华为等 , 建立了第三方兼容性测试

8、实室,大大满足了这一需求。 当前对存储兼容性测试进行研究 ,有助于对存储兼性测试进行全面了解 , 提升存储兼容性测试的质量。电子科技大学硕士学位 论文. 应用前景存储设备兼容性的测试在当前有着重要的实际应用前景 , 首先对于存储系统 实现者, 通过兼容性测试 ,他们可以对开发的存储系统进行兼容性评估 , 从而 提高存储系统与各种操作系统、管理软件等的交互性。其次 , 对于用户来说 , 如果开发的存储产品符合测试认证标准 , 那么这就意味着该产品可以和其他符合 标准的产品实现互操作 , 从而可以帮助用户部署和管理由多供应商的存储产品构 建的存储环境。再次 , 兼容性测试可以帮助网络存储工业协会和

9、组织验证其制定 的标准或规范的接受程度。存储产品兼容性测试的更长远的目标也在于建立一系列存储产品之间的兼 容性度量,并期望随着通用存储管理软件的发展 , 存储的异构和跨平台管理不 再是难事。. 作者的工作和本文组织研究生期间 ,作者学习了软件测试和存储技术相关的理论知识 ,另一方面 , 在实际工作中参与了多个平台的存储设备的兼容性测试 , 包括对测试用例的 设计、测试环境的搭建、测试用例的执行、测试报告的编写等 , 积累了一定的存储 产品测试经验, 对存储兼容性测试产生了浓厚的兴趣。 作者在实际的测试过程中 , 对使用到的方法、遇到的困难和挑战进行的思考和努力 , 便形成了作者的研究 课题。本

10、文首先对存储、测试理论做了简单阐述。然后针对存储产品的应用特征 , 对存储兼容性测试进行了分类 , 并设计了基本兼容性测试的测试用例 , 引用 了一种基于配对组合覆盖测试的兼容性测试案例生成方法。接下来 , 提出了两种 故障诊断策略 : 基于最小组合覆盖集的诊断策略和基于模糊聚类的诊断策略, 实现了快速有效地问题定位分析。第五章给出了基本兼容性测试的一个实例分析。 第六章基于探索性测试思想 , 对存储产品与的兼容性测试进行了详细设计与实 现。最后对存储兼容性测试进行了总结并对以后的测试规划指出了方向。第一章绪论本章首先对本文研究背景及其应用前景进行了介绍 , 然后对作者的工作和本文组织结构做了

11、概述。第二章存储与测试理论 本章主要介绍了存储相关理论与技术 , 包括、存储架构、存储协 第一章绪论议等, 并阐述了软件测试的定义、生命周期、分类和常用的黑盒测试方法。 第三章存储基本兼容性测试设计本章首先针对存储兼容性的特征 , 对存储兼容性测试进行了分类 , 制定了存 储基本兼容性测试设计框架 , 设计了存储基本兼容性测试的测试用例 , 并引 用了基于配对组合覆盖技术的兼容性测试案例生成方法。 第四章存储基本兼容性故障诊断策略 本章针对存储兼容性测试的故障定位难的问题 , 提出了两种故障诊断策略 : 基于最小组合覆盖集的诊断策略和基于模糊聚类的故障诊断策略 , 并对每一 种策略进行了实例分

12、析 , 实验证明这两种方法均可提高故障定位速度。 第五章存储基本兼容性测试实例分析 本章主要是对存储基本兼容性测试进行实例分析 , 根据问题的严重程度对测 试结果进行统计分析 , 实验证明上述测试设计可以有效地发现被测系统中存 在的问题。第六章存储与兼容性测试设计 本章基于探索性测试思想 , 对存储产品与兼容性测试进行了详细设计 与分析。第七章总结与展望本章对全文的内容做了总结 , 并指出了下一步的研究方向。电子科技大学硕 士学位论文第二章存储与测试理论. 存储相关知识. 是英文“ ”的缩写 , 翻译成中文意思是独立磁盘冗余阵列 , 简称磁盘阵 。冗余磁盘阵列技术诞生于 年,由美国加州大学伯克

13、利分校的 . 教授提出。简单的说 , 是 一种把多块独立的硬盘物理硬盘按不同的方式组合起来形成一个硬盘组逻 辑硬盘, 从而提供比单个硬盘更高的存储性能和数据备份技术。磁盘阵列根据冗 余的方式和数据在磁盘上的划分方式 , 分为不同的等级 。每一种 等级代表一种技术 , 这个等级并不代表技术的高低 , 实际应用时要选择哪种 等级, 纯视用户的操作环境及应用而定 ,与等级的高低没有关系。 /发展至今 共有个主要的等级 , 下面将依次介绍。 , 没有容错设计的条带磁盘阵列 ,如图. 所示。实现至少需要块硬盘。中原始数据按需要分块, 这些数据块被交替写到多个磁盘中 :第块被写到磁盘中 , 第块被写到磁盘

14、中, 依次类推。当写完最后一个磁盘后 ,再回到第一个磁盘开始下一循环,直到所有数据分布完毕】 。理论上说 ,有个磁盘组成的是单个磁盘读写速度的倍。连续以位或字节为单位分割数据 ,并行读/ 写于多个磁盘上 , 因此具有很高的数据传输率 , 适用于无故障地迅速读写 , 要求安全性不高的 领域,如图形工作站等。不过,因为没有数据冗余能力 , 并未完全满足的要求 ,还不能 算是真正的。由于没有多重备份或检验恢复功能 , 而且数据是分布存储的 , 一旦阵列中任何一块硬盘损坏 , 就可能导致整个阵列数据的损坏。 第二章存储与测试理论图也称镜像阵列 ,是通过磁盘数据镜像实现数据冗余 , 在成对的独立磁 盘上

15、产生互为备份的数据 , 如图. 所示。当原始数据繁忙时 , 可直接从镜像拷 贝中读取数据 , 因此可以提高读取性能。是磁盘阵列中单位成本最高 的,但提供了很高的数据安全性和可用性。 当一个磁盘失效时 , 系统可以自动 切换到镜像磁盘上读写 , 而不需要重组失效的数据。适用于随机数据写入 , 要求安全性高的领域 , 如金融系统、财务统计与数据库存储等。 已经是一种真正的系统 ,它提供了强有力的数据容错能力 , 但 这是以增加一个硬盘为代价所带来的效果 , 而这个硬盘并不能增加整个阵列的有效容量, 即其硬盘的利用率只有 %。电子科技大学硕士学位论文幽?将磁盘分为数据盘和校验盘。用户数据按位或字节条

16、带化地存储于不同的数据磁盘上 , 而不是以数据块为单位 , 校验盘上存放相应的海明码 , 提供 错误检查及恢复。是早期为了能进行即时的数据校验而研制的一种技术 , 从它的设计上 看也是为了即时校验以保证数据安全 , 以及针对当时对数据即时安全性非常 敏感的领域, 如服务器、金融服务等。但由于花费太大 , 成本昂贵, 目前已基本不 再使用, 转而以更高级的即时校验来代替 ,如、等。是在的基础上发展而来的 , 主要的变化是用相对简单的异或逻 辑运算校验来代替了相对复杂的海明码校验 , 从而大幅降低了成本。 实现至少需要块磁盘。 】是通过数据分块结合专门的校验磁 盘方式, 将数据分成许多逻辑区段分散

17、存放在许多块磁盘 , 另有一块磁盘专门存放依逻辑区段所计算出的同位检测位或字节 ,如果发生硬盘毁损的情形 , 便 可透过同位检测的信息来进行数据的重建。在的情况下 , 逻辑磁盘的总容量等 于所有的磁盘容量之和 , 再减掉校验盘的容量。在存取大档案及连续的数 据时,可增加数据的传输率 , 但在进行不跨磁盘的写入操作时 , 因为同时要重 新计算与写入同位校验位 ,奇偶盘会成为写操作的瓶颈 , 从而降低了执行效率。 第二章存储与测试理论在的基础上成功地进行了结构与运算的简化 , 曾受到广泛的欢迎, 并大量应用。直到更为先进高效的出现后 ,才开始慢慢退出市场。是一种块交叉奇偶校验冗余阵列 , 仍采用一

18、个专用的冗余盘存放校验 信息。只采用了要被替换的旧数据、新写入的数据和旧的校验数据来计算 新的校验数据。这意味着只需要读写有用的数据盘和校验盘 , 而不需要像 那样每一次写操作都需要访问所有磁盘。与的不同点 , 是 的数据条带存储单位为块。由于在写入时要等一个磁盘写完后才能写下一 个, 并且还要写入校验数据 , 所以写入效率比较差。因此 , 在商业环境中 也很少使用。与类似, 只是无专用的校验盘 ,用来进行纠错的奇偶 校验信息不再单独存放在一个磁盘上 , 而是在所有磁盘上交叉地存储数据及 奇偶校验信息。数据以块为单位写入磁盘 , 奇偶校验码形成后写入阵列中的某个 盘。下一次写时奇偶校验码写入另

19、一个盘 , 这样每一个磁盘都有数据和校验码的一个磁盘数据发生损坏后 , 利用剩下的数据和相应的奇偶校验信息可以恢复被损坏的数据。可以理解为是和的折衷方案。可以为系统提供数据安全保障 ,但保障程度要比低而磁盘空间利用率要比高 , 存储 成本相对较低。具有和相近似的数据读取速度 , 只是多了一个奇偶 校验信息, 写入数据的速度比对单个磁盘进行写入操作稍慢。可允许同时 进行多个写入操作 ,可提高效率 ,但在存取大档案及连续的数据时 ,必须重新 计算同位校验信息 , 这又会降低执行效率。适用于随机数据传输 ,要求安全 性高的领域 , 如金融、数据库、存储等。电子科技大学硕士学位论文毒 ,一幽苣图是和的

20、组合形式。以四个盘为例 , 是先将盘分成组镜像 ,然后再对个进行条带化。可以看出 , 是存储性 能和数据安全兼顾的方案 , 既可以提供与一样的数据安全保障 ,又可以提 供与近似的存储性能。因此 , 的特点使其特别适用于既有大量数据需要存取 ,同时又对数据安全性要求很高的领域 , 如银行、金融等。 : 】图/久是先在纵向上做镜像，再在横向上做条带，而则是先在横向上做条带 , 再在纵向上做镜像。与在读写性能没有太大差别 , 但第二章存储与 测试理论是比在安全性方面要强。仍以四个盘为例 , 如果只是坏掉其中的 一个硬盘 , 对组的影响都不是非常大 , 如果同时坏掉两块硬盘 , 对于 / 来说 , 只

21、要不是同时坏掉其中的一个硬盘和他的镜像盘 , 组就不会崩溃。而 对于来说 , 如果两个条带上有任意两块硬盘坏掉了 , 则整个组都将 失效 , 不管发生介质损坏的两块硬盘是否是镜像。图?是与的结合 , 由至少六块硬盘组成 , 每个子磁盘组要求三个硬盘 , 以数据的校验位来保证数据的安全 , 且校验条带均匀 分布在子磁盘组的各个磁盘上 , 然后子磁盘组做。具备更高的容错能力 , 因为它允许某个组内有一个磁盘出现故障 , 而不会造成数据丢失。而且因为 奇偶位分布于子磁盘组上 , 故重建速度有很大提高。但配置下 , 磁盘 故障会影响吞吐量 , 故障后重建信息的时间比镜像配置情况下要长。 图.电子科技大

22、学硕士学位论文及映射, 即逻辑单元号 , 是物理存储的逻辑表示。的全称是根据配置, 用户可定义是一个磁盘驱动器或一组磁盘驱动器上的分区。 映射是指与存储设备的主机端口进行绑定 , 是逻辑盘到主机的映射。. 端口映射存储上的端口映射 , 简单来说 , 就是指定可以被哪些端口所见。在存储 管理系统中添加端口和到指定的主机即可完成端口映射。. 存储架构网络存储结构大致分为三种 : 直连式存储 : 、网络附加存储 /: 和存储区域网络:。直连式存储 是指将存储设备通过线缆或光纤通道直接连接到服务器上。一个 环路或称为通道可以挂载最多台设备 , 可以在仲裁环的方式下 支持个设备。至空臣图. 架构方式实现

23、了机内存储到存储子系统的跨越 , 在磁盘系统和服务器之间具 有很快的传输速率 , 因此,虽然在一些部门中一些新的设备已经开始取代 , 但是在要求快速磁盘访问的情况下 , 仍然是一种不错的选择。但是 的缺点也有很多 , 如扩展性差 ,服务器与存储设备直接连接的方式导致出现新的第二章存储与测试理论应用需求时 ,只能为新增的服务器单独配置存储设备 , 成本高 : 资源利用率 低;可管理性差 ; 异构化严重等。网络附加存储是一种特殊的专用数据存储服务器 , 可提供跨平台文件共享服务。 包括存储器件例如硬盘驱动器阵列、或驱动器、磁带驱动器或可移动的 存储介质和专用服务器。专用服务器上装有专门的操作系统

24、, 通常是简化的 / 操作系统 , 或者是一个特殊的 内核。它为文件系统管理 和访问做了专门的优化。专用服务器利用或 ,充当远程文件服务器 , 对 外提供文件级的访问。存储区域网络 是一种通过网络方式连接存储设备和应用服务器的存储构架 , 这个网络 专用于主机和存储设备之间的访问。当有数据的存取需求时 , 数据可以通过 存储区域网络在服务器和后台存储设备之间高速传输。 由服务器、 后端存储系统 及连接设备组成。后端存储系统由控制器和磁盘系统构成 , 控制器是 后端存储系统的关键 ,它提供存储接入 ,数据操作及备份 , 数据共享、数据快 照八、等数据安全管理 , 及系统管理等一系列功能。后端存储

25、系统为解决方案提供 了存储空间。使用磁盘阵列和策略为数据提供存储空间和安全保护措施。连接设备包括交换机 , 卡和各种介质的连接线图. 架构的发展历程较短 , 从年代后期兴起 , 由于当时以太网的带宽有限 , 而 协议在当时就可以支持的带宽 , 因此早期的存储系统多数由存储 设备构成, 导致很多用户误以为就是光纤通道设备 ,其实代表的是一 种专用于存储的网络架构 , 与协议和设备类型无关 , 随着千兆以太网的普及 和万电子科技大学硕士学位论文兆以太网的实现 , 人们对于的理解将更为全面。和经常被视为两种竞争技术 ,实际上, 二者能够很好地相互补充 , 以提供对不同类型数据的访问。针对海量、面向数

26、据块的数据传输 , 而 则提供文件级的数据访问和共享服务。尽管这两种技术类似 , 但严格意义上 讲其实只是一种文件服务。和不仅各有应用场合 ,也相互结合 ,许多 部署于后台 , 为设备提供高性能海量存储空间。. 存储协议进行存储产品的测试 ,必须要了解存储采用的是何种协议 , 这一点非常重要。 从某种意义上说 , 网络存储发展的核心和本质驱动力就是网络存储协议的发 展。目前业已存在的各种协议 , 看上去丰富多样 , 甚至有些复杂。不过 ,只要我们 顺着网络存储技术发展的脉络仔细观察 , 就会清晰地了解这些协议各自的特色 以及它们之间的关联协议在介绍、等存储协议之前 , 首先有必要介绍一下, 小

27、型计算机系统接口协议。协议是用于同 / 设备特别是存储设备进行通信的流行协议。在, 客户端负责发起连接、目的协议中有两种类型的设备 : 源端端 , 服务器负责响应。发出需要执行的命令 , 执行命令。 中执行命令的终端结点被称为逻辑单元 , 而一个就是多个相同类型的 且可直接寻址的逻辑单元的集合。 从客户端到服务器端进行命令交流的结构 被称作命令描述块。于年首次提出 ,由公布, 目的是定义通用并行总线 , 通过控制器来和硬盘等设备建立联系 , 最初的版本规定了总线类型、接口定义、 电缆规格等技术标准以及 / 传输速度。后续的版本陆续增加了能满足特殊设 备协议所需要的命令集 , 使得协议既适应传统

28、的并行传输设备 ,又能适应最 新出现的一些串行设备的通信需要 :同时, 对传输的速度也做了非常大的提 升,规定了 / 的传输速度。协议随着各方面对存储的需求稳定增长 , 块存储管理成为了一种重要的存储管理方式, 这是因为无论是数据库还是文件系统都依赖于一个高效的、高可扩展 的块第二章存储与测试理论存储管理系统。尽管并行的 技术, 已经达到 /和/, 与千 兆位网络的速度处于同一级别 , 但是它有传输和连接限制 , 无法和成熟的千 兆位网络技术结合 , 无法形成存储局域网 , 于是光纤通道和应运而生, 它们是千兆位网络技术和技术的结合 ,是当前存储局域网上主要 的块存储管理协议。全称是 , 即小

29、型计算机系统接口 ,是一种基于 /的协议,用来建立和管理存储 设备、主机和客户机等之间的相互连接，并创建存储区域网络。协议由和川两家发起 , 并且得到了各大存储厂商的大力支持。该技术将现有接口与以太网 技术结合, 可以实现在网络上运行协议 ,使服务器可在诸如高速千兆以 太网上与存储设备互相交换信息 , 进行数据存取备份等操作。 直接使用了的流量控制、拥塞控制和分段机制 , 并 在的基础上实现它的寻址和设备发现操作。协议的实现方式总的说来有 两种:一种是作为软件层与含有的商业千兆以太网卡结合 ; 另一种 方法是制造一种集成以太网、 / 和多层协议的网卡。 协议继承了两大最传统技术 :和/协议,

30、这为协议的 发展奠定了坚实的基础。这几年来 ,存储技术得到了快速发展。的最 大好处是能提供快速的网络环境 , 只需要不多的投资便可实现存储功能 , 甚 至可以直接利用现有的 / 网络。相对于以往的网络存储技术 , 它解决了开放 性、容量、传输速度、兼容性、安全性等问题 , 虽然目前其性能和带宽跟光 纤网 络还有一些差距 ,但其低廉的成本 ,较强的扩充性 ,使其备受关注与青睐。 协议全称是, 即光纤通道协议 , 与一样 , 都 是一种数据传输协议和接口协议。光纤通道本质上是标准的串行化 , 则包含了在光纤通道上的定义 , 是一种工业标准互联和高性能串行 / 协议 , 独立于介质 , 并同时支持多

31、种传输协议。光纤通道协议采用了网络习惯的分层模式 :将协议分层实现 , 各层之间相互 独立,. 层向层提供服务。光纤通道协议包括个功能 . 到, 其功能 如下:. 定义了接口和传输介质的物理特性 ;. 定义了编码 / 解码和传输协议 ;. 定义了帧格式和信令协议 ;. 提供公共服务 , 如数据分离和多点广播操作 ; 规定了高层协议到光纤通道低层协议的映射。通过光纤通道技术取代了传统的总线 , 将协议映射到电子科技大学硕士学位 论文层,实现了 / 协议的串行转换。在中 , 主机通过协议与存储设备通信, 完成数据的读写操作。 光纤通道提供多种服务 , 包括有确认的面向连 接服务、有确认的无连接服务

32、和无确认的无连接服务。 光纤通道是一种二级网 络协议计算机内部的协议如是一级网络协议。帧、序列和交换是光纤通道内种 主要的数据传榆格式。其中 ,帧是最基本的数据传输单元 ; 多个帧单向传输称为序 ; 多个序列的双向传输称为交换具有高带宽、低延迟、适宜远距离传输等特点 , 用于构造高性能、高可 用性的存储区域网。也有两个比较明显的劣势 : 是扩展性差 , 采用光纤通 道的目前传输距离最多只能达到公里 ,如果要扩展 ,则需要使用其他相关 协议; 二是需要构建专门的存储网络和专门的光纤通道交换机 ,其安装和维 护成本均非常高。目前 ,受到的挑战越来越大 , . 和以太网虽然是 两种不同的技术 , 但

33、它们对在存储网络中的统治地位构成了威胁。 协议 在上述内容中可以看出 , 和两种协议各有利弊。的稳定性和性能 高,但是昂贵 , 扩展性相对较差。便宜 , 扩充性好。但在实际的环境中有时 候需要高性能和高扩展性。这个时候就很难取舍。 解决这个困境的答案也许在于协议中的协议 , 即将一个协议打包到另外一个 协议中。 /, 是基于/的光纤通道 ,它将协议封装到 / 包中, 从而使通过网络进行传输。解决了的传输距离问题 , 即解决了之间的互连互通。 的机制允许光纤通道在口网络上的设备之间 , 进行更简单的数据 传输。这能力也促使在一个地理位置较为分散的企业中数据分享变得简单。 协议是通过口网络进行存储

34、数据传输的一种方式 , 这个协议提升了存储数据 的传输能力和性能 , 被认为是有助于快速地开发市场的关键技术之一。 的缺点在于 :首先,只能在设备之间建立点到点连接 , 即设备一端母端和另外一个设备的端进行连接 , 设备的另外一端端和光纤通道交换机进行连接 , 设备无法在两个独立存储设备之间提供本地口连接 ;其次,由于是一种不透明的传输协议 , 即一个向另一个 发送的信息在层没有错误检测 , 容易将一个上的错误蔓延到各个 ; 再次是和网络之间线速的不匹配 , 或者引擎的低效实现 , 都有 可能使得设备成为一个瓶颈。最关键的是 ,如果通道崩溃 , 两个远程 交换机之间的连接也不会自动恢复 , 这

35、对商业应用来说显然是难以接受的。 第二章存储与测试理论 协议, 光纤通道协议是是基于 / 网络运行光纤信道通信标准的扩展协议 ,具备网关功能 ,它能将光纤信道 阵列、交换机以及服务器连接到口存储网 , 而不需要额外的基础架构投资。 的工作原理是 :将光纤通道数据以包的形式封装 , 并将口地址映射 到分离的光纤通道设备。由于在网中每类光纤通道设备都有其独特标识, 因能够与位于网其它节点的设备单独进行存储数据收发。 信号在 网关处终止 ,信号转换后存储通信在网中进行 , 这样就打破了传统 网的距离约为公里限制。 的优势在于在建立连接的同时能够建立网关分区 , 它可以将出现问题的 区域隔离起来 ,

36、并克服了点到点隧道的限制。基于实现了的路由故障 隔离、安全及灵活管理 , 具有比更高的可靠性。的典型应用是用于 对互连。这时 网连接到网关 , 通信依次透过城域网四 或进行。也有着明显的缺点。首先 , 它不支持分割的存储区域网络的合并 , 因此 无法组成单一的逻辑。同时 ,经过服务时 ,解决方案需要对每个 光纤通道帧执行地址转换 ,在某些情况下 ,例如对于某些光纤通道控制消息 , 还必须转换部分帧负载。另外 , 由于. 层需要特殊映射 , 因此, 必 须有选择地处理型服务 , 不能直接支持所有服务。协议自从世纪年代末光纤通道出现之后 , 企业经理们一直保留着 两套网络, 一套用于存储通讯 ,另

37、一套用作其他的数据网络交流。 但是系统的 整合和技术的发展 , 使得业界需要一个统一的光纤 ,能够提供多种类型的通 信, 网络、存储和集群都能在一个单一的网络设施中传输。过去十年中涌现 了多种统一并扩大存储网络覆盖范围的技术 , 包括、等。但这些方 案最终都表现出了堵塞、 干扰强的缺点。 为了方便通讯以及克服所遇到的其 他方面问题, 光纤通道以太网应运而生。旨在提高企业数 据中心中的网络兼容性和成本效益。是一种新的协议 , 它将光纤通道技术的覆盖面扩展到了以太网环境之 中。结合了两种先进的技术 : 光纤通道技术和以太网技术。前者在在 领域里占据统治地位 ; 而后者则受到所有服务器和数据中心的支

38、持 , 为最终 用户连接或网络选择。协议规定了如何在以太网上映射提供更为丰富的电子科技大学硕士学位论文光纤通道技术 ,保留了光纤通道通信的所有结构 , 采用了渐进的方式实现 /整 合,保留了光纤通道在延迟、安全和通信管理方面的特点 , 同时也充分利用了企 业现有的工具和。 如果说年最吸引用户注意力的存储技术是重复数据删除和固态硬盘的 话, 那么则是年最受到厂商关注的技术之一。不仅成为年 春季和秋季网络存储世界峰会上的亮点、受到众多厂商的追捧 , 年各 大厂商更是为制定标准而召开了标准制定大会。尽管官方标准 尚未发布, 但是各大厂商已经相继推出了基于的产品。利用具有以下几点优势 : 无缝扩展光纤

39、通道。光纤通道是企业数据中心部署的最主要存储协 议, 刀片服务器和虚拟化服务器的使用大大增加了接入光纤通道的需求。通 过增强以太网运行光纤通道通讯从而获得地址 , 进一步证明光纤通道 在这些环境中的技术优势。降低总体成本。使用统一结构减少总、电缆和交换机端口数经 评估,通过使用可以减少 %的线缆数量 ,这反过来又降低了对整体电源及 冷却系统的要求。增加效率。服务器配备动态工作量 , 所以获取新的进程不需 要硬件重构 , 可大大提高运作效率。统一管理光纤通道和通道。服务器继续使用光纤通道驱动程序堆栈、多通道计划等 , 这使得企业数据中心可以利用现有光纤通道管理类似存储资源管理工具和服务器进程架构

40、保留接入可靠性和性能需求。避免了的延迟性和复杂性问 题。使用的轻量级封装降低了处理开销 , 确保了端到端存储网络性能的高水 平性。技术是实现高效率运作网络基础设施的铺垫技术。除了统一的网络结构, 极大地扩大了接入数据中心服务器的使用范围。技术和解决方案在确保数据中心环境可靠性需求特点得到实现的同时 还拥有很多方面的优势。 作为数据中心满足刀片服务器和虚拟化服务器环境 需求的以太网过渡技术，为企业U经理部署和评价提供了必不可少的 解决方案。除了具备竞争优势 , 技术为下一代面向服务的数据中心铺平了道 路。协议第二章存储与测试理论的缩写 , 即串行连接。综合了现有并行是和串行连接技术的优势 , 以

41、串行通讯为协议基础架构 , 采用. 扩展指令集并兼容设备 , 是多层次的存储设备连接协议栈。同之于的革命意义一样 , 也是对技术的一项变革性发 展。它既利用了已经在实践中验证的功能与特性 , 又以此为基础引入了 扩展器。可以连接更多的设备 , 同时由于它的连接器较小 , 可以.英寸 或更小的.英寸硬盘驱动器上实现全双端口 ,这种功能以前只在较大的 .英寸光纤通道硬盘驱动器上能够实现。 这项功能对于高密度服务器如刀片服务器 等需要冗余驱动器的应用非常重要。为保护用户投资 , 的接口技术可以向下兼容。系统的背板 既可以连接具有双端口、高性能的驱动器 , 也可以连接高容量、 低成本的驱动器。过去由于

42、、分别占领不同的市场段 , 且设备间 共享带宽 , 在接口、驱动、线缆等方面都互不兼容 , 造成用户资源的分散和孤立,增加了总体拥有成本。 而现在, 用户即使使用不同类型的硬盘 , 也不需要再重投资,对于企业用户投资保护来说 , 实在意义非常。但需要注意的是 , 系统 并不兼容, 所以驱动器不能连接到背板上。 使用的扩展器可以让一个或多个主控制器连接较多的驱动器。每 个扩展器可以最多连接个物理连接 ,其中包括其它主控连接 , 其它扩展器或硬盘驱动器。这种高度可扩展的连接机制实现了企业级的海量存储空间需求,同时可以方便地支持多点集群 , 用于自动故障恢复功能或负载平衡。目、八前,接口速率为 ,

43、其扩展器多为端口。不久 , 将会有甚至的高速接出现 , 并且会有或端的扩展器出现以适应不同的 应用需求。其实际使用性能足于光纤媲美。虽然脱胎于 ,但由于其突出的适于高端应用的性能优势 , 更普遍把与光纤技术进行比较。由于由发展而来 , 在主机端有众多的厂商兼容。采用了点到点的连接方式 , 每个端口提供带宽 , 传输能力与 光纤相差无几 , 这种传输方式不仅提高了高可靠性和容错能力 , 同时也增加 了系统的整体性能。在磁盘端 , 协议的交换域能够提供个节点 ,而光 纤环路最多提供个节点。而兼容磁盘所体现的扩展性是的另一个 显著优点 , 针对不同的业务应用范围 , 在磁盘端用户可灵活选择不同的存储

44、 介质,按需降低了用户成本。电子科技大学硕士学位论文. 软件测试理论. 软件测试的定义软件测试是软件生存期中的一个重要阶段 ,是软件质量保证的关键环节 , 直 接影响着软件的质量评估。 通俗地讲 ,软件测试就是在软件投入运行前 , 对软 件需求分析、设计规格说明和编码的最终复审。年提出的软件工程术语中 给软件测试下的定义是 : “使用人工或自动的手段来运行或测定某个软件系 统的过程, 其目的在于检验它是否满足规定的需求或弄清预期结果与实际结果之间 的差别【。该定义明确地提出了软件测试是以发现错误 , 检验是否满足需求为 目标。软件测试是软件质量管理中最实际的行动。 软件测试是存组织性、 步骤性

45、和计划性的。由于软件测试有不同的种类及项目 ,为了方便管理 , 通常会将相同型的测试项目归纳在一起 , 而这个动作就是测试的组织性 , 如性能测试、功能 测试等, 这是将测试性质相同的项目组织而形成的。 而般的软件测试会根据所 设计的测试用例逐步进行测试。这种按照测试用例所执行的测试行为 , 就是测 试的步骤性。必须参照测试计划才能设计出符合软件需求的测试用例 , 这个流程 就是测试的计划性。. 软件测试的生命周期测试的生命周期是软件生命周期的一部分 , 在软件生存期中横跨两个阶段 , 测试的设计开发过程与正在构建的程序一样复杂和艰巨。在软件编码阶段 , 当编写出一个模块后 , 通常要对它进行

46、必要的测试称为单元测试 , 这时测试与编 码属于同一个阶段 , 现代的软件测试不仅仅是在软件开发完成后来做测试工作 , 而是将测试渗入到软件开发的各个阶段。在编码阶段结束后 , 对软件系统还要进 行各种综合测试集成测试与系统测试 , 这是一个独立阶段 , 即软件测试阶段。在这个测试阶段又有两种性质不同的测试 , 研制单位内部进行的集成测试和系统测 试与用户或第三方进行的验收性测试。. 软件测试的意义 减少软件缺陷的数目或者降低软件缺陷的密度 通过测试可以发现软件中存在的缺陷 , 通过完全地修改这些缺陷 , 可以减少 软件中缺陷的总数目或者降低其缺陷密度。第二章存储与测试理论 提高软件可靠性软件

47、的缺陷数目是影响软件可靠性的主要因素 , 通过测试减少软件的缺陷数 目可以达到提高软件可靠性的目的。评估软件的性能指标通过软件测试 ,根据所发现的缺陷数目和发现缺陷的时间 , 可以评估软件的 可靠性等指标。即使软件测试没有发现缺陷 , 也同样可以达到这个目的。 增加用户对软件的信心软件通过了何种测试对用户来说是非常重要的 , 严格的软件测试可以大大增 强用户对软件的信心。. 软件测试分类软件的错误存在于软件生存期的各个阶段 , 不同的阶段错误的性质是不同 的,不同的错误对应不同的测试方法。有些方法是通用的 , 例如静态测试技术 在软件生存期各个阶段的错误检测中都可以使用 ; 而有些方法只能在某

48、个阶段才 可以使用, 例如动态测试技术 , 只有当程序出来后才可以进行动态测试。 不同的测 试方法对各个阶段错误检测的效率也是不同的 ,有些时候,在同一阶段 ,当各种 方法组合使用时 ,错误检测的效果会更好。此外 ,对软件测试而言 , 分步测试更 有利于尽快地发现错误 , 减少测试的开销。软件测试从不同的角度考虑可以有不同的划分方法 , 不同的定义和不同的解 释。对测试进行分类是为了更好的明确测试的过程 , 了解测试究竟要完成哪 些工作, 尽量做到全面测试。从是否关心软件内部结构和具体实现的角度划分 :白盒测试黑盒测试 白盒测试又称结构测试、 逻辑驱动测试或基于程序的测试。 这种类型的测试 需

49、要从代码句法发现内部代码在算法、 溢出、路径、条件等等中的缺点或者 错误,进而加以修正。采用这试方法时 , 测试者可以看到被测程序 , 必须检查程序 的内部结构 ,从检查程序的逻辑着手 , 得出测试数据。黑盒测试又称功能测试、 数据驱动测试和基于规格说明的测试。 用这种方法进行程序测试时 , 被测程序被当作一个打不开的黑盒 , 测试者是在完全不知 道程序内部结构和内部特性的情况下进行的 , 只知道程序的输入和输出之间的关 系,电子科技大学硕士学位论文 或是程序的功能。黑盒测试的依据是需求规格说明书 , 即程序的外部特性。 通常测试人员在进行测试时不仅使用肯定出正确结果的输入数据 , 而且还会使

50、用 有挑战性的输入数据以及可能结果会出错的输入数据以便了解软件怎样处理各 种类型的数据。从是否执行被测软件的角度划分 :、静态测试动态测试静态测试是指不运行被测程序本身 , 仅通过分析或检查源程序的语法、 结构、 过程、接口等来检查程序的正确性。 静态测试方法通过程序静态特性的分析 , 找出欠缺和可疑之处。静态测试结果可用于进一步的查错 , 并为测试用例选取 提供指导。动态测试是指通过运行被测程序 , 检查运行结果与预期结果的差异 , 并分析运行效率和健壮性等性能 , 是目前公司测试工作的主要方式。这种方法通常 由三部分组成: 构造测试实例、执行程序以及分析程序的输出结果。 按照软件开发的生命

51、周期划分 :单元测试集成测试系统测试验收测试单元测试又称模块测试 , 是针对软件设计的最小单位 ?程序模块进行正确 性检验的测试工作。其目的在于检查每个程序单元能否正确实现详细设计说 明中的模块功能、性能、接口和设计约束等要求 , 发现各模块内部可能存在的各 种错误。单元测试需要从程序的内部结构出发设计测试用例。 多个模块可以平行 地独立进行单元测试。 集成测试也叫做组装测试。它通常是在单元测试的基础上 , 将所有的程序模 块进行有序的、递增的测试。集成测试是检验程序单元或部件的接口关系 逐步集成为符合概要设计要求的程序部件或整个系统。 集成测试的依据是单元测 试的模块以及概要设计文档将相关的

52、软件系统和网路、 数据库、 操作系统等环境联合成为一个复杂、 完 整的系统。对这个系统进行测试 , 就是系统测试。系统测试主要由测试部门 进行,是测试部门最大最重要的一个测试 , 对产品的质量有重大的影响。系统测试 的主要内容有: 功能测试、性能测试、安全性测试、压力测试、可靠性测试等。 该测第二章存储与测试理论 试需要编写大量的测试用例 , 投入大量资源来完成。系统测试的主要依据是 系统需求规格说明书等文档。 验收测试是部署软件之前的最后一个测试操作。 验收测试的目的是确保软件 准备就绪, 并且可以让最终用户将其用于执行软件的既定功能和任务。 按照测试内容划分 :功能测试, 根据产品特征、操

53、作描述和用户方案 ,测试软件产品是否与需 求符合, 并准确的实现了各个需求 , 主要采取黑盒测试方法 ;性能测试, 测试软件产品是否满足性能要求 , 如响应时间、吞吐量、处理 精度等, 对实时系统、嵌入式系统等尤为重要 ;可靠性测试 ,测试软件产品是否满足可靠性要求 , 为进行软件可靠性评估 采集准确的数据 , 找出所有对软件可靠性影响较大的错误 , 可靠性指在规定的时间间隔内和条件下 , 软件产品正确运行的概率 , 测试内容还包括可 用性和易用性 ;压力测试, 通常验证在各种极端的环境和系统条件下 , 软件系统是否还能 正常工作。或者说是验证软件的性能在各种极端环境和系统条件下的承受 能力,

54、 从而获得系统能提供的最大服务级别 ;互操作性测试 ,测试软件产品在不同平台、不同环境下的互操作能力 , 主 要应用于分布式系统中和网络环境下 ;安全性测试 , 测试软件产品有无安全漏洞。 另外,在软件生命周期中的任何一个阶段 , 只要软件发生了改变 , 就可能给 该软件带来问题。软件的改变可能是源于发现了错误并做了修改 , 也有可能 是因为在集成或维护阶段加入了新的模块。当软件中所含错误被发现时 , 如果错 误跟踪与管理系统不够完善 , 就可能会遗漏对这些错误的修改 ; 而开发者对错误 理解的不够透彻 , 也可能导致所做的修改只修正了错误的外在表现 , 而没有修复 错误本身,从而造成修改失败

55、 ; 修改还有可能产生副作用从而导致软件未被修改 的部分产生新的问题 , 使本来工作正常的功能产生错误。 同样,在有新代码加入软 件的时候, 除了新加入的代码中有可能含有错误外 ,新代码还有可能对原有的代码带来影响。因此 , 每当软件发生变化时 ,我们就必须重新测试现有的功能 ,以确定修改是否达到了预期的目的 , 检查修改是否损害了原有的正常功能。同 时,还需要补充新的测试用例来测试新的或被修改了的功能。 这时就需要进行回 归测试。回归测试是根据修复好了的缺陷再重新进行的测试。 其目的在于验证以前出 电子科技大学硕士学位论文现过但己经修复好的缺陷不再重新出现。 一般指对某已知修正的缺陷再次围

56、绕它原来出现时的步骤重新测试。 通常确定所需的再测试的范围时是比较困难的 特别当临近产品发布日期时。因为为了修正某缺陷时必需更改源代码 , 因而就 有可能影响这部分源代码所控制的功能。 所以在验证修好的缺陷时不仅要服从缺 陷原来出现时的步骤重新测试 , 而且还要测试有可能受影响的所有功能。. 黑盒测试方法黑盒测试是从用户观点出发的测试 , 已知产品所应具有的功能 , 通过测试来检测每个功能是否都能正常使用。 在完全不考虑程序内部结构和内部特性的 情况下,测试者在程序接口进行测试 , 它只检查程序功能是否按照需求规格说明 书的规定正常使用 , 程序是否能适当地接收输入数据而产生正确的输出信息 , 并 且保持外部信息如数据库或文件的完整性。黑盒测试方法主要有等价类划分、 边界值分析、 因果图、判定表、错误推测、 正交实验法等。等价类划分法 等价类划分法是黑盒测试用例设计中一种重要的、常用的设计方法 , 它将不 能穷举