基于Windows和SQL数据库的FC协议分析器软件技术研究
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随着光纤通道技术的飞速发展,光纤通道的传输速率越来越高,基于光纤通道的传输网络上的数据量也越来越大,这对FC网络管理提出了更高的要求。光纤通道协议分析器的作用在于捕获FC网络上的数据包,通过对数据的协议分析以便找出传输网络中潜在的问题或者定位已经发生的网络故障。FC协议分析器依据工作原理可分为两个部分:数据采集部分和协议分析软件。对于采集到的海量数据,它的存储方式直接影响到协议分析和数据查找的效率,目前的存储方式包括使用自定义格式的文件存储和使用数据库存储。基于数据库的存储方式具有很好的灵活性,利用数据库的强大数据组织和管理能力,可以快速有效地从大量数据中查找到用户感兴趣的数据,而且,利用数据库的索引功能,可以根据不同的条件来过滤出那些具有某种特定属性的数据,相对于人工对数据逐条查找和分析的传统方式,数据库查找具有高效率和高可靠性的双重优势。本文主要对Windows平台下的FC协议分析器的软件部分进行了研究,包括了基于PCI-E总线的FC接口卡(HBA)的驱动以及协议分析软件两方面内容,其中的设备驱动程序使用了微软的下一代驱动开发模式WDF,而协议分析软件的数据存储则使用了SQL Server 2005数据库管理系统。本文通过联机通信测试的方式验证了FC数据采集卡驱动对数据处理的正确性和有效性,同时,利用协议分析软件对数据库中的FC数据进行协议解析验证了数据库存储方式的可行性。
摘要 | 第4-5页 |
ABSTRACT | 第5页 |
第一章 绪论 | 第13-17页 |
1.1 引言 | 第13-14页 |
1.2 课题的研究现状与意义 | 第14-16页 |
1.2.1 光纤通道接口卡的研究现状 | 第14页 |
1.2.2 SAN 协议分析仪的研究现状 | 第14-15页 |
1.2.3 FC 协议分析器研究的意义 | 第15-16页 |
1.3 论文的主要创新点 | 第16页 |
1.4 论文的主要工作以及组织结构 | 第16-17页 |
第二章 光纤通道协议及技术 | 第17-27页 |
2.1 光纤通道(FC)技术 | 第17-23页 |
2.1.1 FC 技术简介 | 第17-18页 |
2.1.2 FC 协议介绍 | 第18-23页 |
2.2 基于PCI-E 总线的光纤通道接口卡 | 第23-25页 |
2.2.1 PCI Express 总线技术 | 第23-24页 |
2.2.2 HBA 卡的应用 | 第24-25页 |
2.3 光纤通道协议分析器 | 第25-27页 |
第三章 Windows 设备驱动研究 | 第27-34页 |
3.1 Windows 操作系统介绍 | 第27页 |
3.2 Windows 的内核保护机制 | 第27-28页 |
3.3 Windows 下一代驱动开发模式:WDF | 第28-30页 |
3.3.1 WDF 简介 | 第28-29页 |
3.3.2 KMDF 驱动程序框架 | 第29-30页 |
3.4 驱动的编译和安装 | 第30-34页 |
3.4.1 驱动的编译 | 第30-33页 |
3.4.2 驱动的安装 | 第33-34页 |
第四章 HBA 卡驱动设计与实现 | 第34-50页 |
4.1 HBA 卡KMDF 驱动的设计 | 第34-38页 |
4.1.1 HBA 卡驱动的数据处理流程 | 第34-38页 |
4.1.1.1 FC 帧发送流程 | 第34-36页 |
4.1.1.2 FC 帧接收流程 | 第36-38页 |
4.1.2 寄存器资源 | 第38页 |
4.2 HBA 卡KMDF 驱动的实现 | 第38-50页 |
4.2.1 驱动中重要的数据结构 | 第38-42页 |
4.2.2 驱动的初始化 | 第42-44页 |
4.2.2.1 DMA 传输 | 第42-43页 |
4.2.2.2 创建DMA 公用缓冲区 | 第43-44页 |
4.2.3 I/O 处理 | 第44-46页 |
4.2.4 用户模式和内核模式间的缓冲区共享 | 第46-48页 |
4.2.5 中断处理 | 第48-50页 |
第五章 FC 数据的存储和分析 | 第50-66页 |
5.1 数据库技术 | 第50-54页 |
5.1.1 数据库技术的发展 | 第51页 |
5.1.2 关系数据库基本概念 | 第51-52页 |
5.1.3 数据库存储的优点 | 第52-54页 |
5.2 FC 协议分析软件 | 第54-66页 |
5.2.1 FC 协议分析器的数据库访问 | 第56-63页 |
5.2.1.1 创建和连接数据库 | 第56-59页 |
5.2.1.2 FC 帧数据存储 | 第59-61页 |
5.2.1.3 FC 帧数据查询 | 第61-63页 |
5.2.2 FC 帧数据的协议解析 | 第63-66页 |
第六章 测试及其结果分析 | 第66-76页 |
6.1 驱动性能测试 | 第66-72页 |
6.1.1 测试环境介绍 | 第66-67页 |
6.1.2 驱动初始化模块测试 | 第67-68页 |
6.1.3 内存映射模块测试 | 第68-69页 |
6.1.4 HBA 卡环回传输测试 | 第69-71页 |
6.1.5 HBA 卡联机传输测试 | 第71-72页 |
6.2 协议分析软件测试 | 第72-76页 |
6.2.1 测试环境介绍 | 第72-73页 |
6.2.2 测试方法 | 第73页 |
6.2.3 测试步骤 | 第73-74页 |
6.2.4 测试结果 | 第74-76页 |
第七章 结束语 | 第76-78页 |
7.1 本文总结 | 第76-77页 |
7.2 工作展望 | 第77-78页 |
致谢 | 第78-79页 |
参考文献 | 第79-80页 |
研究生期间的研究成果 | 第80-81页 |
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