基于ipv6消息传递中间件设计和实现论文

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1、华　中　科　技　大　学　硕　士　学　位　论　文　摘要∗下一代互联网的标准网络层协议采用IPv6已成定局，基于IP网络的存储集群是构造高性价比海量存储系统的基本手段。随着IPv6的发展与推广，研究基于IPv6的存储集群能推动网络存储技术的发展和应用。一些存储集群的数据传输基于消息传递协议，并且支持IPv6的消息传递中间件是构建IPv6环境下的存储集群的重要条件，因此研究基于IPv6的消息传递中间件具有重要价值。设计了基于IPv6的消息传递中间件总体架构，该消息传递中间件支持IPv4和IPv6，用传输控制协议(TCP)传输数据。描述了消息模块、网络

2、抽象层等关键模块的结构和工作流程,还使用聚合I/O技术设计了支持双栈的服务进程。考虑到大规模集群中节点出错几率比较高的问题，还设计了超时重传机制和自动连接技术相结合的容错机制。按照消息传递中间件的设计方案，在Linux环境下实现了PtlSix。PtlSix以内核模块的方式实现，采用了零拷贝、程序旁路等技术。重点分析了内核态网络编程、地址结构、异步传输等难点问题，在分析Linux网络子系统的基础上探索出内核态下的IPv6网络编程技术，设计出兼容IPv4和IPv6的地址结构，实现了多CPU系统中负载均衡的异步数据传输机制。基于PtlSix，结合Lus

3、tre实现了支持IPv6的分布式文件系统LustreV6，用LustreV6构建了IPv4和IPv6融合的存储集群。测试了PtlSix的功能和性能；测试结果表明，PtlSix实现了IPv4、IPv6和两者融合环境下的数据传输功能，具有较强的稳定性和良好的性能。关键词：下一代互联网；存储集群；消息传递协议；中间件　∗该项研究受国家重点基础研究“973”计划(2004CB318203)和下一代互联网示范工程CNGI“面向下一代互联网的智能网络存储系统”(分项CNGI-04-5-1D)资助。I华　中　科　技　大　学　硕　士　学　位　论　文　Abstr

4、act∗IPv6isacknowledgedastheprotocoloftheNextGenerationInternet(NGI),andstorageclusterbasedonIPisanimportanttechnologythatconstructsthestoragesystemofhighperformancewithlowcost.WiththedevelopmentofIPv6,theresearchonthestorageclusteroverIPv6isessentialtothedevelopmentandapplica

5、tionofnetworkstoragetechnology.TheMessagePassingProtocolhasbeenusedtotransferdatainstoragecluster.ThemessagepassingmiddlewareoverIPv6isindispensablefortheconstructionofstorageclusterinIPv6environment.Therefore,theresearchonthemessagepassingmiddlewarebasedonIPv6issignificant.T

6、hearchitectureofthemessagepassingmiddlewareoverIPv6isdesigned.ThismiddlewaresupportsIPv4andIPv6,andtransferthemessagebyTCP.Thearchitectureandworkingmechanismsofthekeymodulesisalsodesigned,suchasmessagemodule,networkabstractlayerandserviceprocess,andtheprocessofdesignisexpatia

7、tedonindetail.Consideringthehighprobabilityofbreakdownwhichmayoccuramongthenodesofthelargescaleluster,thefault-tolerantmechanismwhichcomprisestransmissionmechanismovertimeandautomaticconnectionmechanismisdesigned.Accordingtothedesignplan,PtlSixisimplementedinLinux.PtlSixisimp

8、lementedasthekernelmodulesinLinux,severaltechnologiessuchaszerocopy,