[发明专利]一种基于数据链路层协议的高速网络存储方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高速网络存储实现方法，特别涉及一种基于数据链路层协议的高速网络存储方法。

背景技术

传统网络区域存储SAN采用ISCSI方式如图1所示，数据传输处理封包层级有应用层、虚拟存储层物理层、ISCSI层、网络层、数据链路层和物理层。传统网络存储数据包，是基于TCP/IP协议为基础的，在以太网环境下，TCP/IP协议是建立在数据链路层协议之上的二层封装。数据链路层具有最大传输单元MTU这个特性，它限制了数据帧的最大长度，不同的网络类型都有一个上限值，TCP/IP也不例外，以太网的MTU是1500字节。如果IP层有数据包要传，而且数据包的长度超过了MTU，那么IP层要对数据包进行分片(fragmentation)操作，使每一片的长度都小于或等于MTU。假设要传输一个UDP数据包，以太网的MTU为1500字节，一般IP首部为20字节，UDP首部为8字节，数据的净荷(payload)部分预留是1472字节。如果数据部分大于1472字节，就会出现数据包分片现象,IP数据报最大长度可达65535字节。但是只要IP数据大于链路层MTU的1500字节就会把IP数据报分成多个分片传输。ISCSI以及其他基于网络层协议为基础的虚拟存储其传输过程中经常都是分片传输的，其封装格式如图2所示。ISCSI和其他基于IP SAN的网络存储，在传输时候，一个IP数据报内的有效数据长度一般都大于MTU限定的范围，数据链路层都会进行分片，分片后的每个IP数据报分片数据链路层再添加上以太封装RFC894后，分包在链路层进行实际的数据传输。在ISCSI和其他基于IP SAN的网络存储中，数据都是IP数据报的方式输入，数据区域大小按块设备最小要求最少是512个字节，最大65536字节。经常的IP数据报的长度都会大于1472字节的数据链路层数据的净荷(payload)，这样IP数据报就会首先分片成多个IP数据报分片的方式，然再加入以太封装RFC894，在链路层传输，其传输封装流程图如图3所示。ISCSI和其他基于IP SAN的网络存储，一个IP数据报内的有效数据长度一般都大于MTU限定的范围，数据链路层都会对他进行分片，分片后的每个IP数据报分片链路层再添加上以太封装RFC894后，分包在链路层进行实际的数据传输，因为有IP数据报和IP数据报分片，增加了计算机处理数据压力，降低了数据的传输速度。

综上所述，有必要提供一种高速网络存储方法来降低计算机处理数据压力，提高数据传输速度。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种基于数据链路层协议的高速网络存储方法，用以降低计算机处理数据压力，提高数据传输速度，解决数据链路层协议传输无连接、数据不可靠的问题。

本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：

本发明提供了一种基于数据链路层协议的高速网络存储方法,包括以下步骤：

用户在客户端应用层发起读写命令；

所述读写命令被传输到虚拟存储层；

虚拟存储层将所述读写命令传输到高速存储内核层，所述高速存储内核层将所述读写命令进行分片并处理，得到高速网络数据报，并将高速网络数据报下传到数据链路层处理，所述高速网络数据报由目的MAC地址、源MAC地址、协议类型、数据区和CRC组成，且采用MAC寻址；

数据链路层将接收到所述高速网络数据报发送给物理层；

物理层接收到所述数据链路层发送的高速网络数据报，进行客户端网络传输。

进一步，所述高速存储内核层将读写命令分成1500个字节的分片；

进一步，将所述读写命令分片并处理得到高速网络数据报，包括以下步骤：

把源地址和目的地址设置为客户端和服务端网卡的地址；

根据所述读写命令的不同设置不同的自定义协议类型；

将所述分片处理的数据封装到链路层数据包里；

计算数据区的校验和，存储到CRC中；

进一步，所述数据链路层通过源MAC地址和目的MAC地址实现寻址的步骤包括：

客户端高速存储内核层对接收到的虚拟存储层发送的数据进行分片和数据链路层封包，所述据链路层封包类型为自定义0x4337(read)、0x8337(write)，区别其他标准封包类型；

客户端数据链路层根据前一步骤所述封包的目的MAC地址为目标，将含有虚拟存储数据的链路层数据包发送给服务端；

服务端接收客户端发送的所述含有虚拟存储数据的数据链路层封包；