CN102147770B - 一种存储资源管理系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种存储资源管理系统及方法。传统的存储系统管理在维护及升级方面成本高。本发明根据存储资源的集中管理和优化配置的基本需求和业务逻辑分解成各个功能模块，WebGUI分别调用不同的服务接口实现存储资源的配置和管理。存储资源管理系统包括：磁盘管理模块、存储池管理模块、虚拟卷管理模块和LUNMapping模块。本发明具有较广的存储网络管理范围，增强了不同操作系统之间的互操作性，使用户通过简单的操作就拥有足够的技术支持和系统管理能力。
Description
技术领域
本发明属于计算机存储技术领域，涉及一种存储资源管理系统及方法。
背景技术
各种业务的发展加快了各个企业单位对存储资源管理和信息管理的需求。随着存储环境、网络架构的日益复杂，异构的存储环境和来自不同厂商的系统增加了存储管理的复杂性。目前很多企业都很重视IT的投资，在此之前已经累积了大量的磁盘阵列和磁带库，以及基于NAS的存储系统。而这些存储资源大多来自不同的厂商，不断积累的存储资源和所承载的数据导致管理难度呈指数级增长，这让存储管理员们的日常工作异常困难。目前异构和跨平台管理是存储管理的难点。
在不断满足企业需求的过程中，存储管理软件经历了三个不同发展时期：最初，存储管理软件主要用于满足用户数据可靠性的基本存储功能软件，例如备份、恢复、镜像等，目前，此类软件在智能化、自动化等方面取得了很大进展。随后，存储管理软件旨在帮助企业实现最佳的IT投资回报，SAN架构的相关管理软件是其中的典型代表。由于此种软件和硬件联系紧密，虽然硬件的标准化近年已经取得了一些进展，但其长期性决定了此类管理软件主要由同时具有软硬件技术支持的跨国IT公司提供。而目前伴随着存储虚拟化，定位于存储架构管理的软件已经成为未来的发展方向。
然而，现有企业存储管理存在如下问题：
在过去几年里，随着业务环境的经济变化、数据的快速增长及数据类型的增多，迫使企业要寻求更高效的数据管理方法。当前，企业的存储系统管理面临着巨大的挑战，这主要表现为很低的存储资源利用率、异构存储造成许多信息孤岛和日益复杂的存储系统管理和维护及升级成本居高不下。
为了获取网络存储的最大好处，企业用户必须解决三个问题：如何加大对存储网络的管理范围；如何增强不同操作系统之间的互操作性；如何拥有足够的技术支持和系统管理能力。因此需要通用性管理软件解决以上问题。通用性一方面要求各种存储管理软件的功能进一步整合，更重要的是要求能够通过一个软件对来自各个厂商的存储资源，以及其所承载的各种类型的信息进行简便管理。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有数据存储管理存在的上述问题，提供一种存储资源管理系统及方法，可以对异构的存储资源进行集中管理、按需分配。
一种存储资源管理系统，根据存储资源的集中管理和优化配置的基本需求和业务逻辑分解成各个功能模块，WebGUI分别调用不同的服务接口实现存储资源的配置和管理。所述的存储资源管理系统包括：磁盘管理模块，可以对windows系统中的磁盘进行基本管理、提供磁盘索引、磁盘总容量、磁盘可用容量、磁盘状态、磁盘是否初始化信息，还可以对未初始化磁盘进行初始化。存储池管理模块对存储资源进行集中管理，可以将异构且已初始化的存储资源按需纳入存储池中进行统一的集中化管理。虚拟卷管理模块将存储池分为多个的虚拟卷（逻辑卷）实现对存储池中的资源按存储配置需求进行有效合理的存储资源的逻辑分离。LUN Mapping模块实现对虚拟卷的使用分配，通过FC和ISCSI两种方式给各种应用服务器或主机提供存储资源。
一种存储资源管理方法，该方法可以对异构的存储资源进行集中管理和分配，改善系统的可扩展性，其包括以下步骤：
在所述的磁盘管理模块获取所有与服务器相连的磁盘信息，对新加入的磁盘，可进行重新扫描操作得到磁盘信息，根据磁盘索引号，可查看此磁盘是否已初始化，对未初始化的磁盘可进行初始化操作；在所述的存储池管理模块，根据实际需求建立静态或者动态存储池，选定已初始化的磁盘加入到存储池，一个存储池内可以容纳多个磁盘，形成容量更大的存储池；在指定的存储池里新建虚拟卷，可根据实际需求，选择建立动态卷或者静态卷；选择需进行映射而未建立映射关系的虚拟卷，该卷的卷名、卷ID和所属存储池名称已经确定，还需选择客户端、客户端通道、服务端通道及LUN号，调用SAN引擎例程和SVE例程，即可建立虚拟卷的映射关系，实现存储资源的按需分配。
本发明具有的有益效果是：
1）本发明是基于虚拟存储技术的数据管理系统，就通用性而言，具有较广的存储网络管理范围，增强了不同操作系统之间的互操作性，使用户通过简单的操作就拥有足够的技术支持和系统管理能力。
2）本发明通过管理功能组合进行存储资源管理，使得用户能够从更高抽象层次配置存储资源，将所有存储资源置于统一的视图之下，以减少用户的管理难度和成本，并优化存储资源的配置和使用。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明提供的存储管理系统的各功能模块图。
图2 是图1所述存储管理系统的存储管理方法流程图。
图3是本发明的磁盘管理模块的流程图。
图4是本发明的存储池管理模块的流程图。
图5是本发明的存储卷管理模块的流程图。
图6是本发明的LUN Mapping模块的流程图。
具体实施方式
请参阅图1，本发明实施例提供一种存储管理系统100的功能模块图。所述的存储管理系统用于对异构存储资源进行集中管理、按需分配。
所述的异构存储资源包括不同方式连接的磁盘或者磁盘阵列，如SSA、FC、SCSI、SATA、IDE，同时也可以指代不同的存储厂商生产的磁盘或磁盘阵列，所述的各种应用服务器或主机包括：数据库、视频服务、文件服务、个人计算机。
所述的一种存储资源管理系统100通过四个模块实现，分别是磁盘管理模块10、存储池管理模块20、虚拟卷管理模块30和LUN Mapping模块40。
所述的磁盘管理模块10可以对Windows系统所能识别磁盘进行基本管理，提供磁盘索引，磁盘总容量，磁盘可用容量，磁盘状态，磁盘是否初始化信息，还可以对未初始化磁盘进行初始化。
包括以下三个子模块：磁盘信息查询子模块，主要利用Windows自带的diskpart程序实现，能获取所有与服务器相连的磁盘信息，对于新加入的磁盘，可进行重新扫描操作得到磁盘信息；磁盘状态查询子模块，根据磁盘索引号，可以查询所选磁盘是否已经初始化；磁盘初始化子模块，对未初始化的磁盘进行初始化操作，只有初始化过的磁盘才能加入到存储池。
所述的对磁盘初始化的过程为：根据磁盘索引号选中磁盘，获得所选磁盘的初始化状态，若已初始化，则无需操作显示“已初始化”；否则进行初始化，设置相应运行参数启动Windows自带的diskpart进程，重定向输入子命令给diskpart进程，由该进程实现磁盘的初始化，最后返回重定向输出结果。
所述的存储池管理模块20存储池管理模块对存储资源进行集中管理，可以将异构且已初始化的存储资源按需纳入到已建立的存储池中进行统一的集中化管理。
包括以下三个子模块：存储池的建立与删除子模块，选择建立静态或者动态存储池，然后调用存储虚拟化引擎SVE（Storage Virtualization Engine）例程，来新建存储池。根据存储池ID，选择删除相应存储池；存储池信息查询子模块，获取所有存储池信息，包括静态存储池和动态存储池。存储池信息包括，存储池名称，存储池ID，存储池容量及已用容量，存储池类型和状态；存储池配置子模块，获取已经初始化的磁盘信息，选定以磁盘索引唯一表示的某一磁盘加入到指定存储池，一个存储池内可以容纳多个磁盘，以形成容量更大的存储池。
所述的存储池可分为静态存储池和动态存储池，两者的主要区别是在于存储资源的分配方式不同，在静态存储池中建立虚拟卷将分配所有卷容量，而在动态存储池中，开始只分配512M的空间，随着虚拟卷的使用容量递增，每次分配512M整数倍的存储空间给该虚拟卷。比如在一个的静态存储池中新建一个300G的虚拟卷，则此卷将实际占有100G的存储空间，而静态存储池则会直接减少300G的可使用空间，这些已分配的空间不能被其它卷使用，同样的情形若是换成动态存储池，则起初此虚拟卷实际上只占有512M的空间，动态存储池的可使用空间减少512M,其它尚未分配给此虚拟卷的299.5Ｇ的空间可以被其它卷使用，两种存储池里的虚拟卷对前端应用服务器来说是无差别的。
所述的虚拟卷管理模块30将存储池以新建多个的虚拟卷方式，实现对存储池中的资源按存储配置需求进行有效合理的存储资源的逻辑分离。
包括以下三个子模块：新建虚拟卷子模块，选择服务器和存储池，输入虚拟卷的名称和大小，判断虚拟卷的名称和大小是否合法，若是则调用SVE例程，返回新建成功结果；删除虚拟卷子模块，判断该是否正在使用，若是则操作失败，否则成功进行删除操作；虚拟卷信息查询子模块，获取存储卷名，所占的存储池名，卷容量，属性，状态、创建时间，备注信息。
所述的存储池以一个GUID进行唯一性标识，在内部表示为128bit,或以"XXXXXXXX-XXXX-XXXX-XXXX-XXXXXXXXXXXX"格式表示的字符串。所述的虚拟卷以一个GUID进行唯一性标识，若以字符串表示，要加上osn_{}，在大括号内填入"XXXXXXXX-XXXX-XXXX-XXXX-XXXXXXXXXXXX"格式的字符串组成。
所述的LUN Mapping模块40实现对虚拟卷的使用分配，通过FC和ISCSI两种方式给各种应用服务器或主机提供存储资源。
所述的虚拟卷的使用分配过程：首先选取服务器，系统则会在配置文件中读取配置信息，显示该服务器下所有虚拟卷的信息，在卷映射状态中会显示虚拟卷是否已经建立了映射关系，选中要进行映射的虚拟卷，进入新建映射界面，该卷的卷名，卷ID，所属存储池名称已经确定，还需选择客户端名称，客户端通道，服务器通道及LUN号，然后调用SAN引擎例程（SAN Engine）和SVE例程，即建立了虚拟卷的映射关系，虚拟卷映射都由卷ID、Target和Initiator通道的WWN及LUN唯一的标识，有利于数据安全性，防止非法访问。
请参阅图2，为本发明存储管理系统100所述的存储管理方法流程图，所述存储管理方法包括以下步骤：
步骤1：在任何一台可以访问管理平台的pc机上，使用WWW浏览器并输入正确的访问地址（如http://192.168.3.212/osngui/login.aspx）即可显示登录界面。系统软件默认的用户名和密码均为admin。
步骤2：登录管理系统后将首先显示各存储服务器的基本信息。输入服务器的IP地址和访问端口号（默认80）可添加服务器，可将相应服务器从管理列表中删除，名可查看存储服务器的版本、支持的功能等信息。
步骤3：选中相应服务器，获取所有与服务器相连的磁盘信息，对新加入的磁盘，可进行重新扫描操作得到磁盘信息，根据磁盘索引号，可查看此磁盘是否已初始化，对未初始化的磁盘可进行初始化操作。
所述的磁盘信息包括：磁盘索引，磁盘状态、磁盘总容量、磁盘可用容量、是否为基本或动态磁盘、是否为MBR或GPT。
所述的初始化过程：主根据磁盘索引号选中磁盘，获得所选磁盘的初始化状态，若已初始化，则无需操作显示“已初始化”；否则进行初始化，设置相应运行参数启动Windows自带的diskpart进程，重定向输入子命令给diskpart进程，由该进程实现磁盘的初始化，最后返回重定向输出结果。
步骤4：根据实际需求建立静态或者动态存储池，选定已初始化的磁盘加入到存储池，一个存储池内可以容纳多个磁盘，形成容量更大的存储池。
所述的新建储存池及向存储池中添加磁盘，多需要调用SVE例程来完成。
步骤5：在指定存储池里新建虚拟卷，可根据实际需求，选择新建动态卷或者静态卷。
所述新建虚拟卷过程：选择服务器和存储池，输入虚拟卷的名称和大小，判断虚拟卷的名称和大小是否合法，若是则调用SVE例程，返回新建成功结果；
步骤6: 选择需进行映射而未建立映射关系的虚拟卷，该卷的卷名，卷ID，所属存储池名称已经确定，还需选择客户端，客户端通道，服务端通道及LUN号，调用SAN引擎例程和SVE例程，即可建立虚拟卷的映射关系，实现存储资源的按需分配。
下面细分各个功能模块，解释本发明的具体功能。
请参阅图3，为本发明的一种存储管理系统100的磁盘管理模块10，包括以下子模块流程：1)磁盘信息查询，可以查看磁盘索引、磁盘容量及初始化状态。2）磁盘初始化，查看磁盘状态是否已经初始化，若已经初始化则无需操作，否则对该磁盘进行初始化操作。3）添加磁盘，当有新的存储设备连接到服务器，则选择重新扫描磁盘操作， 发现新添加的磁盘。4）删除磁盘操作，根据磁盘索引号，选择相应的磁盘进行删除操作。
请参阅图4，为本发明的一种存储管理系统100的存储池管理模块20，包括以下子模块流程：1）查询存储池信息，可获得存储池名称、池容量、使用率、池类型、状态等信息。2）添加存储池，输入存储池名称，选择存储池类型，进行添加。3）删除存储池，首先查看该存储池是否存在已分配的存储卷，若是则删除失败，否则可进行删除操作。4）向存储池内添加新磁盘，该磁盘是否已经初始化，若是则添加成功，否则添加失败。
所述的存储池的命名规则，只能包含：0-9，a-z，A-Z，_。
所述的服务器，每个能建128个存储池，包括静态池、动态池。
所述的存储池状态，online表示一切正常；degrade表示有磁盘丢失；offline表示存储池无效。
请参阅图5，为本发明的一种存储管理系统100的虚拟卷管理模块30，包括以下子模块流程：1）新建虚拟卷，选择服务器和存储池，输入虚拟卷的名称和大小，判断虚拟卷的名称和大小是否合法，若是则新建成功。2）删除虚拟卷，判断该是否正在使用，若是则操作失败，否则操作成功。3）虚拟卷信息查询，获取存储卷名，所占的存储池名，卷容量，属性，状态、创建时间，备注信息。
所述的新建虚拟卷的过程：
所述的新建卷，卷名不能和同一台服务器中的其它卷名相同。
所述的新建卷容量，在静态存储池中新建卷的容量不能大于存储池的可用容量。在动态存储池中新建卷，存储池的可用容量必须大于或等于512MB。
所述的虚拟卷，一个虚拟卷只能属于一个存储池，不能横跨多个存储池。在不同类型的存储池中建立的虚拟卷有所不同，也分为静态虚拟卷和动态虚拟卷，静态虚拟卷实际占有全部卷容量，而动态虚拟卷的实际占有空间随卷使用空间的变化而变化，但对于前端使用这些虚拟卷的服务器是没有任何区别的。
所述的服务器最大能建128个存储池，每个存储池最大能虚拟化1024个虚拟卷。卷的命名规则与存储池命名规则相同。
请参阅图6，为本发明的一种存储管理系统100的LUN Mapping模块40的流程图，包括以下步骤：1）客户端建立iSCSI或者FC连接，2）服务器端新建应用服务器，3）新建通道，4）向客户端映射虚拟卷，5）客户端重新扫描，发现新添加的存储设备。
所述的虚拟卷映射过程：在页面的下拉列表中选取服务器，系统则会在配置文件中读取配置信息，显示该服务器下所有虚拟卷的信息，在卷映射状态中会显示虚拟卷是否已经建立了映射关系。选中虚拟卷，进入新建映射界面，该卷的卷名，卷ID，所属存储池名称已经确定，管理员还需选择客户端名称，客户端通道，服务器通道及LUN号，然后点击“确定”按钮，调用SAN引擎例程和SVE例程，即建立了虚拟卷的映射关系。
所述的存储资源分配利用FC和ISCSI两种协议，以SAN引擎为基础实现虚拟卷的分配功能，将存储资源提供给前端各种应用业务系统和个人主机使用。
所述的卷映射都由卷ID、Target和Initiator通道的WWN及LUN唯一的标识，有利于数据安全性，防止非法访问。
总之，基于Web的存储资源管理系统的实现方法提供了许多功能组件，用户可以根据具体需求来合理搭配这些组件，更重要的是该发明能对异构存储资源进行集中管理、分配及数据安全管理，改善了系统的可扩展性。
Claims (2)
1.一种存储资源管理系统，其特征在于：根据存储资源的集中管理和优化配置的基本需求和业务逻辑分解成各个功能模块，WebGUI分别调用不同的服务接口实现存储资源的配置和管理；所述的存储资源管理系统包括：磁盘管理模块，可以对windows系统中的磁盘进行基本管理、提供磁盘索引、磁盘总容量、磁盘可用容量、磁盘状态、磁盘是否初始化信息，还可以对未初始化磁盘进行初始化；存储池管理模块对存储资源进行集中管理，可以将异构且已初始化的存储资源按需纳入存储池中进行统一的集中化管理；虚拟卷管理模块将存储池分为多个的虚拟卷；实现对存储池中的资源按存储配置需求进行有效合理的存储资源的逻辑分离；LUN Mapping模块实现对虚拟卷的使用分配，通过FC和ISCSI两种方式给各种应用服务器或主机提供存储资源；
所述的存储池管理模块对存储资源进行集中管理，可以将异构且已初始化的存储资源按需纳入存储池中进行统一的集中化管理，具体包括以下三个子模块：存储池的建立与删除子模块，选择建立静态或者动态存储池，然后调用存储虚拟化引擎SVE例程，来新建存储池；根据存储池ID，选择删除相应存储池；存储池信息查询子模块，获取所有存储池信息，包括静态存储池和动态存储池；存储池信息包括，存储池名称，存储池ID，存储池容量及已用容量，存储池类型和状态；存储池配置子模块，获取已经初始化的磁盘信息，选定以磁盘索引唯一表示的某一磁盘加入到指定存储池，一个存储池内可以容纳多个磁盘，以形成容量更大的存储池；
所述的虚拟卷管理模块将存储池分为多个的虚拟卷；实现对存储池中的资源按存储配置需求进行有效合理的存储资源的逻辑分离，具体包括以下三个子模块：新建虚拟卷子模块，选择服务器和存储池，输入虚拟卷的名称和大小，判断虚拟卷的名称和大小是否合法，若是则调用SVE例程，返回新建成功结果；删除虚拟卷子模块，判断该是否正在使用，若是则操作失败，否则成功进行删除操作；虚拟卷信息查询子模块，获取存储卷名，所占的存储池名，卷容量，属性，状态、创建时间，备注信息；
所述的LUN Mapping模块实现对虚拟卷的使用分配，通过FC和ISCSI两种方式给各种应用服务器或主机提供存储资源，具体是：虚拟卷的使用分配过程：首先选取服务器，系统则会在配置文件中读取配置信息，显示该服务器下所有虚拟卷的信息，在卷映射状态中会显示虚拟卷是否已经建立了映射关系，选中要进行映射的虚拟卷，进入新建映射界面，该卷的卷名，卷ID，所属存储池名称已经确定，还需选择客户端名称，客户端通道，服务器通道及LUN号，然后调用SAN引擎例程和SVE例程，即建立了虚拟卷的映射关系。
2.一种存储资源管理方法，其特征在于：该方法可以对异构的存储资源进行集中管理和分配，改善系统的可扩展性，其包括以下步骤：
在磁盘管理模块获取所有与服务器相连的磁盘信息，对新加入的磁盘，进行重新扫描操作得到磁盘信息，根据磁盘索引号，可查看此磁盘是否已初始化，对未初始化的磁盘可进行初始化操作；在存储池管理模块，根据实际需求建立静态或者动态存储池，选定已初始化的磁盘加入到存储池，一个存储池内可以容纳多个磁盘，形成容量更大的存储池；在指定的存储池里新建虚拟卷，可根据实际需求，选择建立动态卷或者静态卷；选择需进行映射而未建立映射关系的虚拟卷，该卷的卷名、卷ID和所属存储池名称已经确定，还需选择客户端、客户端通道、服务端通道及LUN号，调用SAN引擎例程和SVE例程，即可建立虚拟卷的映射关系，实现存储资源的按需分配。
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