随着数字信息技术的快速发展,数据信息呈爆炸性增长,促使以网络为中心的存储技术迅速发展。研究基于iSCSI协议的网络存储技术,是当前存储领域的一大热点。构建基于iSCSI协议的iSCSI存储系统已经成为网络存储的重要解决途径。现在关于iSCSI技术的研究,大多是理论研究和协议层次的分析。本文则主要针对iSCSI技术的另外一个重要研究领域:缓存机制的改进。本文的创造性研究成果主要有:(1)对影响iSCSI系统性能的各种因素进行了详细的测试,对于实验现象,依据实验所得的数据进行了仔细的分析;(2)设计并实现了一种哈希表缓存机制。在缓存中,运用哈希技术实现快速定位,利用哈希表项中存储的链头指针来链接一个数据链表,通过探测性的自适应置换算法进行缓存块的置换,并及时进行数据同步。该缓存机制主要应用于Target服务器端的存储空间特别巨大的iSCSI存储系统中,明显地加快了命令的响应速度;(3)设计并实现了一种映射表缓存机制。在缓存中,建立一张缓存区中的缓存块地址与磁盘阵列中的磁盘块地址一一对应的映射表,运用映射表技术,以O(1)的效率实现快速定位,找到对应的缓存块,利用使用频率最低置换算法进行缓存块的置换,并及时同步数据。该缓存机制主要应用于Target服务器端的存储空间不是特别巨大的iSCSI存储系统中,显著的缩短了命令响应时间;(4)基于哈希表缓存机制和映射表缓存机制,提出并实现了一种新的以减少iSCSI系统中Initiator端服务器直接访问Target端存储设备次数的、高性能的iSCSI存储系统。该系统依据Linux内核的层次结构,将Initiator和Target进行分层设计,并嵌入到Linux内核中。经测试表明,优化后的iSCSI系统提高了系统的IOPs和MBPs,极大地提高了iSCSI系统的整体性能;(5)提出了一个iSCSI系统的应用实例,将iSCSI技术应用于数字化图书馆,并提出了具体的存储解决方案。