[发明专利]一种基于桥接的无限带宽协议转换方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种协议转换方法及系统，尤其涉及一种基于桥接的无限带宽协议转换方法及系统。

背景技术

在云计算环境中，需要大量计算节点去完成用户提交的任务，这些计算节点需要空间来临时存放节点计算数据。由于采用并行计算，需要后端连接存储的传输是高速、稳定、可靠、超低延时的。目前主流千兆网的带宽已经不能满足今后云计算环境的需求，云计算环境主流传输带宽是10Gbps起。当前无限带宽（Infiniband，IB）技术非常适合云计算的环境，目前其单端口带宽最高达56Gbps，延时端到端可以达到200纳秒，无论带宽还是延时均远远领先以太网技术，其远程直接内存访问（Remote direct memory access，RDMA）技术使得CPU处理通讯包只是占整个系统资源3%，大部分宝贵的资源让给用户作业，97%流量通讯是通过本地内存到远端内存访问实现。TCP/IP在大流量通讯时严重消耗CPU资源，虽然目前10Gb以太网推出TCP/IP负荷卸载引擎（TCP/IP Offload Engine，TOE) 硬件加速设计，但其有限的卸载能力和可观的价格是较大的障碍。

与以太网的TCP/IP技术相比，InfiniBand技术具有更高的传输效率。原因在于许多网络协议具有转发损失的数据包的能力，但是由于要不断地确认与重发，基于这些协议的通信也会因此变慢，极大地影响了性能。而TCP协议极其复杂、代码量巨大并且充满了各种特例，而且它很难卸载(所谓卸载就是不占用CPU的运行时间)，与之相比，InfiniBand技术使用基于信任的、流控制的机制来确保连接的完整性，数据包极少丢失。使用InfiniBand技术，除非确认接收缓存具备足够的空间，否则不会传送数据。接受方在数据传输完毕之后，返回信用来标示缓存空间的可用性。通过这种办法，InfiniBand技术消除了由于原数据包丢失而带来的重发延迟，从而提升了效率和整体性能。从性价比角度看，40Gbps的infiniband和10Gbps的万兆以太网卡价格相当或更便宜，但其能力远远超过万兆以太网卡，具有卓越的性价比。

基于infiniband技术的存储协议是SCSI远程直接内存访问协议（SCSI RDMA Protocol，SRP），该协议是在InfiniBand技术中将SCSI命令进行打包，允许SCSI命令通过RDMA(远程直接内存访问)在不同的系统之间进行通信，实现存储设备共享和RDMA通信服务。另外infiniband技术通过IPoIB技术，实现TCP/IP协议在infiniband网络部署，使得很多基于TCP/IP的应用无需更改代码而享受infiniband网络带给的高带宽低延时的高质量服务。

同时，由于infiniband提供超高速带宽和低延时的能力，严重限制了它的扩展能力，一般光纤最大不超过300米，普通铜缆传输只有3-5米。虽然目前infiniband技术有远距离传输的解决方案，但其设备非常昂贵，一般企业用户无法承受，即使是100米的光纤方案，其不佳的稳定性和昂贵的价格也是推广的障碍。

目前，infiniband技术主要在高性能计算领域和数据中心内部署较多，其出色的能力得到了广泛认可，但其扩展性，如何走出数据中心，实现企业应用是至今无法解决的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明通过将infiniband的存储技术与虚拟化技术巧妙结合，从而实现以太网用户通过不同网络协议（如ISCSI、NFS、samba、FTP、SFTP等）访问高速的infiniband存储设备。

本发明提出了一种基于桥接的无限带宽协议转换方法，用于完成无限带宽网络与以太网之间的通信，包括以下步骤：存储服务器通过SCSI协议控制实际物理磁盘组，SRP目标器经初始化后获取SCSI存储设备信息并注册，并且所述存储服务器通过无限带宽网卡以及无限带宽驱动连接云桥中间件从而承载封装的SCSI存储设备信息给所述云桥中间件；云桥中间件通过无限带宽网卡以及无限带宽驱动与所述存储服务器通讯，当所述存储服务器上的SRP 目标器初始化结束后，所述云桥中间件上的SRP发起器获取到所述存储服务器上的SCSI存储设备信息，经所述云桥中间件上的虚拟化模块处理后映射为新的SCSI存储信息并注册到ISCSI目标器上，同时所述云桥中间件通过TCP/IP协议和以太网网卡承载封装的SCSI存储信息给客户端；所述客户端的ISCSI发起器通过以太网获取云桥中间件上的SCSI存储设备信息并映射给上层文件系统和应用程序。