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1、上海交通大学 硕士学位论文 基于TISA架构的存储对象应用（T2DApp）设计和实现 姓名：黄飞情 申请学位级别：硕士 专业：软件工程 指导教师：邹恒明;张治 20090401 基于TISA架构的存储对象应用（T2DApp）设计和实 现 1 基于基于 TISA 架构的存储对象应用（架构的存储对象应用（T2DApp）设计和实现）设计和实现 摘摘 要要 近年来， 存储技术取得了飞速的发展， 各种存储传输协议 （如 FC （Fibre Channel） 1、SAS（Serial Attached SCSI）2等）标准也不断出现，这在给存储应用带来更快速 度，更多选择的同时也给上层应用带来了更多的复杂
2、度（对不同传输协议的兼容）。 本文作者基于公司的 TISA3（Transport Independent Software Architecture）架构，设 计和实现了存储对象的应用 （T2DApp）。很好地示范了如何利用 TISA 架构，开发 对不同传输协议通用的上层应用，从而使客户不用考虑下层的具体传输协议，专注于 自己的核心应用开发。 TISA 是一个公共的、类似于 SCSI4（Small Computer System Interface）的软件 接口， 它屏蔽了下层不同存储传输协议（FC，SAS 等）的差异，对上层存储协议提 供一致的接口；它也是平台独立的，支持不同硬件平台（X86
3、 32/64 位系统，PPC 和 MIPS 系统等）。这样，对上层应用来说，能合理的选择自己的平台，专注于功能和 策略实现，而不用关注下层具体是采用什么存储传输协议。 T2DApp 作为提供给客户的参考驱动， 要求结构清晰， 容易移植， 便于客户扩展。 本文以在 Linux 下的实现为例，详细描述了 T2DApp 的框架、数据结构、命令惯例、 内存布局、API 定义、流程图，并对性能做了测试。 T2DApp 位于传统的 Initiator 和 Target 中间，包含两个大模块，前端的 TFE，扮 演和 Host 相连的 Target，后端的 IBE，扮演后端磁盘的 Initiator。它们之
4、间通过软件 接口通信。在 T2DApp 内部，它遵守 SAM-35（SCSI Architecture Model-3），仿真 了 SBC6（SCSI Block Commands）和 SPC7（SCSI Primary Commands），正确响 应了 host Initiator 和磁盘 Target 的命令。这样，T2DApp 不需要依赖操作系统（OS） 的 SCSI 层，使得它很容易移植到其它的 OS：只需要改动少量和 OS 驱动程序相关的 代码。 T2DApp 内部尽量采用模块化设计，通过良好的数据结构和 API 定义，能让 客户很好的根据自己的需要改写， 增加他自己特有的高附加值功
5、能， 比如 RAID、 RAS （Reliability, Availability 和 Serviceability）等。 基于TISA架构的存储对象应用（T2DApp）设计和实 现 2 关键词：关键词：TISA、SCSI、存储应用、FC、SAS 基于TISA架构的存储对象应用（T2DApp）设计和实 现 3 TISA Target-TO-Disk Application (T2DApp) Architecture Design and Implementation ABSTRACT Nowadays, with the rapid development of storage, all k
6、inds of standard for transport protocols (FC, SAS, FCOE, etc) have appeared. They provide faster speed and more option for the storage application; however, they made the storage application become more complex since it need keep compatible with all these transport protocols. In this paper， author d
7、esign a storage application solution basing on TISA specification of authors company. It demonstrates how to develop storage application for different transport protocols using TISA, so, the customers can put their efficacy on how to develop their kernel application needless considering the transpor
8、t protocols. TISA (Transport Independent Software Architecture) is PMC-Sierra software architecture with a set of APIs to allow transport/protocol independent initiator and target mode storage implementation. It provides SCSI-like interface with additional generic API to allow transport specific con
9、figuration and management interface. And it is Transport Protocol Independent (FC, SAS/SATA, etc) and Platform independent (x86 32/64-bit, PPC, MIPS, etc). So, the high level application can select reasonable platform according to their requirement, focus on the kernel function and policy implement
10、and dont need care about the low level transportation protocol. As a reference driver for customers, T2DApp require clear architecture, porting easily and adding new features easily. This paper detail describes the architecture of T2DApp, the data structure, convention, memory layout, API definition
11、 and flow diagram. And do some performances test. T2DApp is between the Initiator and Target. It acts as target to host Initiator, and acts as Target to the back-end storage device (such as hard disk). And it provides simple implementation of SCSI target device model based on SCSI Architecture Model
12、-2 (SAM-2) and command sets based on SCSI Primary Commands-2 (SPC-2) and SCSI Block Commands (SBC). So it is less dependency on or more immune to changes to the operating system specific SCSI layers, and make it is easy to porting on different system/platform. T2DApp is implemented with modularized,
13、 and the data structure, memory management and API definition are clear, it makes customers add their high value features 基于TISA架构的存储对象应用（T2DApp）设计和实 现 4 easily, for example, RAID, RAS. Key Words：TISA，SCSI，Storage Application，FC， SAS 基于TISA架构的存储对象应用（T2DApp）设计和实现 上海交通大学上海交通大学 学位论文版权使用授权书学位论文版权使用授权书 本
14、学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同 意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版， 允许 论文被查阅和借阅。 本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或 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 手段保存和汇编本学位论文。 保密，在 年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 不保密。 （请在以上方框内打“”） 学位论文作者签名： 指导教师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日 基于TISA架构的存储对象应用（T2DApp）设计和实现 上海交通大学上海交通大学 学位论文原创性声明学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是
15、本人在导师的指导下，独立 进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不 包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。 对本文的研究 做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意 识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 日期： 年 月 日 基于TISA架构的存储对象应用（T2DApp）设计和实 现 1 1 绪绪 论论 1.1 存储的发展 1.1.1 存储分类 在目前磁盘存储市场上，存储分类（如图 1.1）可根据服务器类型分为：封闭系统的存储和 开放系统的存储。 封闭系统主要指大型机 （如 AS400 等） 服务器， 开放系统指基于包括 Wi
16、ndows、 UNIX、Linux 等操作系统的服务器。开放系统的存储分为：内置存储和外挂存储；开放系统的外 挂存储根据连接的方式分为：直连式存储（Direct-Attached Storage，简称 DAS8）和网络化存储 （Fabric-Attached Storage，简称 FAS8）；开放系统的网络化存储根据传输协议又分为：网络接 入存储（Network-Attached Storage，简称 NAS8）和存储区域网络（Storage Area Network，简称 SAN8）。我们平时说的存储系统指的是开放系统的外挂存储。 图 1.1 存储分类 Fig. 1.1 Storage Class 1.1.2 存储解决方案 今天的存储解决方案主要为：直连式存储（DAS）、存储区域网络（SAN）、网络接入存储 （NAS）。如图 1.2： 基于TISA架构的存储对象应用（T2DApp）设计和实 现 2 图 1.2 存储解决方案 Fig. 1.2 Storage Solution D
