光纤通道协议是一种分层的串行连接的标准,集成了网络和通道的存储标准,在服务器和存储设备间实现了高速的数据传输,在光纤通道上既可以传送IP数据包,也可以传送SCSI CDB(命令描述块)。其优点是传输速率高、连接设备多、传输距离远、通信开销小、传输可靠性高等,这些优点使得FC适合存储系统中的数据交换,被大量用于SAN。FC-SAN中采用建立在主机上的分布式文件系统,用户可以直接对存储设备上的数据块操作。FC-4层我们采用FCP-4协议,它是ULP层的SCSI的映射协议。SCSI系统采用C/S(客户-服务器)模型。受现代信息技术等各种技术进步的推动,现代企业或者个人的数据信息量正在持续地增长,存储系统面临着巨大的挑战。随着网络存储数据量的增大,服务器的性能变得越来越强大,并配置了更大的RAM和Cache以处理大量的来自网络的访问请求。另外,目前磁盘容量和性能增长之间的差距是越来越大,容量和性能的增长速度比接近6:1,而且磁盘性能的增长速度也远远低于RAM和CPU的性能增长速度。由于FC-SAN网络存储系统的性能瓶颈主要在存储设备的存储子系统,因此需要研究新的I/O存取机制改进设备性能。本文首先介绍了FC协议的层次结构、拓扑结构、端口类型和地址等,对FCP协议与SCSI协议的映射关系进行了分析,也对FCP-SCSI协议的信息单元进行了详细的介绍。然后本设计从不同协议层中选择合适的标准(即SBC协议、SPC协议、SAM协议、FCP协议标准),设计基于光纤通道的SCSI目标器架构方案并实现了各个功能模块。实现的SCSI目标器能够划分I/O操作中数据量的大小,并按照大小进行不同的操作。大数据量的文件读写操作存取物理磁盘而小数据量的文件读写操作则对RAM_LU进行操作。RAM_LU是基于PC服务器的RAM实现的。目标器能够模拟设备服务器接收并处理来自客户端的SCSI命令,以及模拟任务管理器的基本功能,并进行读写数据操作以及完成一些管理功能等。最后根据设计方案搭建整个FC-SAN系统环境,并详细测试目标器的性能。实验结果显示,基于这种I/O存储方式的的FC-SAN的最大存取速率可以接近线速。