Details

Тема выпускной квалификационной работы: «Повышение масштабируемости системы хранения данных путем реализации стека протоколов SCSI в пространстве пользователя». Работа посвящена исследованию влияния исполнения логики стандарта SCSI в пространстве ядра Linux на масштабируемость ПО системы хранения данных, а также проектированию решения, позволяющего снизить накладные расходы. Работа проводилась на основе существующего коммерческого продукта. Исследование исходного решения и эксперименты показали, что полноценное использование драйвера-реализации SCSI, SCST, оказывает пагубное влияние на масштабируемость программного обеспечения системы хранения данных вследствие неэффективности применяемых алгоритмов и накладных расходов исполнения логики в ядре. С целью повышения масштабируемости системы было спроектировано и реализовано решение, заключающееся в переносе исполнения большей части логики SCSI в пространство пользователя. Представленный в работе подход основан на использовании драйвера SCST в качестве туннеля для передачи трафика от хостов в пространство пользователя, где была реализована логика конфигурирования необходимых сущностей и обработчики зависимых SCSI-команд. Результаты апробации нового решения показали высокий потенциал его внедрения в существующий продукт.

The subject of the graduate work is “Increasing storage scalability by implementing the SCSI protocol stack in user-space”. The given work is devoted to estimation of the storage scalability overhead which can potentially arise from an execution of the SCSI protocol logic in the Linux kernel-space, as well as to designing a solution to reduce these overhead costs. The work was carried out based on the existing commercial storage system. The study of the initial solution and the experiments proved that the full use of the SCST kernel driver being an implementation of the SCSI target subsystem causes a significant scalability degradation due to an inefficiency of the applied algorithms and an overhead of the in-kernel execution. A solution based on transferring the execution of most of the SCSI logic to user-space was designed in order to increase the storage scalability. The approach presented in this work uses SCST as a tunnel for transmitting a host traffic to the storage software. In the same time, the logic for configuring SCSI entities and handling dependent protocol commands was optimized and re-implemented in user-space. The final testing and analysis of the new solution proved a high potential for its integration into the existing product.