[發明專利]一種基于橋接的無限帶寬協議轉換方法及系統

有效

• 申請號: 201210288078.9
• 申請日: 2012-08-14
• 公開（公告）號: CN102833237A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 儲浩;樂翔
• 申請（專利權）人: 南京斯坦德通信股份有限公司
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H04L29/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種協議轉換方法及系統，尤其涉及一種基于橋接的無限帶寬協議轉換方法及系統。

背景技術

在云計算環境中，需要大量計算節點去完成用戶提交的任務，這些計算節點需要空間來臨時存放節點計算數據。由于采用并行計算，需要后端連接存儲的傳輸是高速、穩定、可靠、超低延時的。目前主流千兆網的帶寬已經不能滿足今后云計算環境的需求，云計算環境主流傳輸帶寬是10Gbps起。當前無限帶寬（Infiniband，IB）技術非常適合云計算的環境，目前其單端口帶寬最高達56Gbps，延時端到端可以達到200納秒，無論帶寬還是延時均遠遠領先以太網技術，其遠程直接內存訪問（Remote?direct?memory?access，RDMA）技術使得CPU處理通訊包只是占整個系統資源3%，大部分寶貴的資源讓給用戶作業，97%流量通訊是通過本地內存到遠端內存訪問實現。TCP/IP在大流量通訊時嚴重消耗CPU資源，雖然目前10Gb以太網推出TCP/IP負荷卸載引擎（TCP/IP?Offload?Engine，TOE)?硬件加速設計，但其有限的卸載能力和可觀的價格是較大的障礙。

與以太網的TCP/IP技術相比，InfiniBand技術具有更高的傳輸效率。原因在于許多網絡協議具有轉發損失的數據包的能力，但是由于要不斷地確認與重發，基于這些協議的通信也會因此變慢，極大地影響了性能。而TCP協議極其復雜、代碼量巨大并且充滿了各種特例，而且它很難卸載(所謂卸載就是不占用CPU的運行時間)，與之相比，InfiniBand技術使用基于信任的、流控制的機制來確保連接的完整性，數據包極少丟失。使用InfiniBand技術，除非確認接收緩存具備足夠的空間，否則不會傳送數據。接受方在數據傳輸完畢之后，返回信用來標示緩存空間的可用性。通過這種辦法，InfiniBand技術消除了由于原數據包丟失而帶來的重發延遲，從而提升了效率和整體性能。從性價比角度看，40Gbps的infiniband和10Gbps的萬兆以太網卡價格相當或更便宜，但其能力遠遠超過萬兆以太網卡，具有卓越的性價比。

基于infiniband技術的存儲協議是SCSI遠程直接內存訪問協議（SCSI?RDMA?Protocol，SRP），該協議是在InfiniBand技術中將SCSI命令進行打包，允許SCSI命令通過RDMA(遠程直接內存訪問)在不同的系統之間進行通信，實現存儲設備共享和RDMA通信服務。另外infiniband技術通過IPoIB技術，實現TCP/IP協議在infiniband網絡部署，使得很多基于TCP/IP的應用無需更改代碼而享受infiniband網絡帶給的高帶寬低延時的高質量服務。

同時，由于infiniband提供超高速帶寬和低延時的能力，嚴重限制了它的擴展能力，一般光纖最大不超過300米，普通銅纜傳輸只有3-5米。雖然目前infiniband技術有遠距離傳輸的解決方案，但其設備非常昂貴，一般企業用戶無法承受，即使是100米的光纖方案，其不佳的穩定性和昂貴的價格也是推廣的障礙。

目前，infiniband技術主要在高性能計算領域和數據中心內部署較多，其出色的能力得到了廣泛認可，但其擴展性，如何走出數據中心，實現企業應用是至今無法解決的問題。

發明內容

針對上述問題，本發明通過將infiniband的存儲技術與虛擬化技術巧妙結合，從而實現以太網用戶通過不同網絡協議（如ISCSI、NFS、samba、FTP、SFTP等）訪問高速的infiniband存儲設備。

本發明提出了一種基于橋接的無限帶寬協議轉換方法，用于完成無限帶寬網絡與以太網之間的通信，包括以下步驟：存儲服務器通過SCSI協議控制實際物理磁盤組，SRP目標器經初始化后獲取SCSI存儲設備信息并注冊，并且所述存儲服務器通過無限帶寬網卡以及無限帶寬驅動連接云橋中間件從而承載封裝的SCSI存儲設備信息給所述云橋中間件；云橋中間件通過無限帶寬網卡以及無限帶寬驅動與所述存儲服務器通訊，當所述存儲服務器上的SRP?目標器初始化結束后，所述云橋中間件上的SRP發起器獲取到所述存儲服務器上的SCSI存儲設備信息，經所述云橋中間件上的虛擬化模塊處理后映射為新的SCSI存儲信息并注冊到ISCSI目標器上，同時所述云橋中間件通過TCP/IP協議和以太網網卡承載封裝的SCSI存儲信息給客戶端；所述客戶端的ISCSI發起器通過以太網獲取云橋中間件上的SCSI存儲設備信息并映射給上層文件系統和應用程序。