iscsi安全存储系统的设计与实现

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1、分类号学号M201172454学校代码10487密级硕士学位论文iSCSI安全存储系统的设计与实现学位申请人：万全威学科专业：计算机系统结构指导教师：陈俭喜讲师答辩日期：2014-01-21万方数据AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsFortheDegreeofMasterofEngineeringDesignandImplementationofaniSCSISecurityStorageSystemCandidate:WanQuanweiMajor:Comp

2、uterArchitectureSupervisor:Lect.ChenJianxiHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei,430074,P.R.ChinaJan.,2014万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论

3、文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日万方数据华中科技大学硕士学位论文摘要随着计算机科学与互联网技术的高速发展，网络中产

4、生的数据呈爆炸式增长，如何高效安全的存取数据成为互联网存储领域最大的挑战之一。iSCSI存储以其低成本、高性能和易扩展等优点在存储区域网中被广泛使用。尽管iSCSI本身提供一定的通用安全机制，如认证、权限、IPSec等，但仍旧不能完全满足当前的安全需求，而且资源消耗太大严重影响存储系统的整体性能。针对其安全性及存储性能问题，iSCSI安全存储系统首先在iSCSI启动端（Open-iSCSI）和目标端（iSCSI-SCST）的内核驱动中实现静态加解密功能；而后在此基础上采用两种优化机制，提高安全存储系统性能。第一种优化机制为本地缓存

5、机制，即在iSCSI启动端采用Flashcache，利用SSD作为缓存，减少数据加解密任务量和网络传输时间；第二种优化机制为自适应负载均衡机制，通过用户空间中的负载均衡器，监测启动端和目标端的实时负载情况，并根据自适应加解密任务状态转换模型，将加密任务、解密任务或加解密任务自动迁移到轻负载一端，以降低本端计算压力，使启动端与目标端始终处于负载相对均衡状态，特别适合于重负载的应用场景下。另外针对商用非开源iSCSI存储系统数据透明加解密的需求，iSCSI安全存储系统利用两次映射的方式实现了iSCSI存储加解密中间件，对所有通过此中间

6、件的iSCSI协议数据进行透明加解密。实验测试数据证明基于iSCSI的安全存储系统能够有效地进行数据加解密，保证数据的安全性，并且经过优化后可以显著提高整个安全存储系统的性能。关键字：安全存储，iSCSI协议，闪存缓存，自适应负载均衡I万方数据华中科技大学硕士学位论文AbstractWiththerapiddevelopmentofcomputerscienceandInternettechnology,theamountofdatageneratedinthenetworkbecomesmoreandmore.Howtoachi

7、eveefficientandsecuredataaccessisoneofthebiggestchallengesinthenetworkstoragearea.Becauseofitslowcost,highperformanceandeasyexpansion,etc.，iSCSIDiskArrayiswidelyusedintheStorageAreaNetwork.AlthoughiSCSIitselfprovidessomesecuritymechanisms,suchasauthentication,authoriz

8、ation,IPSec,etc.,however,thesesecuritymechanismseithercannotfullymeetthecurrentsecurityneeds,ormakeseriousimpactontheperform