CN102291450A - 一种集群存储系统内部的数据在线分级存储方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种集群存储系统内部的数据在线分级存储方法，数据具有生命周期，不同时期尤其存在的不同意义，集群存储系统中存储着海量数据，但其中只有20%为关键数据，访问频率较高；而80%为非关键数据，访问频率低下，通常一个月甚至一年都不被访问，集群存储系中存放着海量的数据，针对数据具有生命周期的特点，根据数据的访问频率把数据分级存放，节省存储成本。本发明基于数据的生命周期，在集群存储系统内部创建性能不同的存储池，利用扫描软件和迁移软件实现集群存储系统内部的在线分级存储，不仅节省了存储成本，而且提高了系统整体性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种计算机应用技术, 具体地说是一种应用于集群网络存储系统中数据的在线分级存储管理方法。
背景技术
集群存储系统中存放着海量的数据，使用了大量的磁盘，如果集群存储系统中都使用高性
能的磁盘，消耗的费用是相当可观的。但是，数据是具有生命周期的，在数据刚生成的数日内，访问频率最高，为企业产生效益和收入，带来的价值也最高；随着时间的推移，访问频率降低，数据的价值也随之下降。所以，可以在集群存储系统内添加性能不同的磁盘，基于数据访问的局部性，将访问频率低的数据存放到低性能的磁盘上，释放出较高成本的存储空间给更频繁访问的数据。
发明内容
本发明的目的是提供一种集群存储系统内部的数据在线分级存储方法。
本发明的目的是按以下方式实现的，根据数据的访问频率，把数据存放到不同性能的存储池，从而减少的存储成本，提高了系统的整体性能，方法包括：存储池模型、数据的扫描与迁移模型，其中：
存储池模型：通过在集群文件系统内部创建存储池，实现数据的在线分级存储保证在数据迁移之后，只改变数据存放的存储池，并不改变数据的存放目录，从而实现对用户和应用的透明迁移；对于在线迁移，利用文件系统内部的锁机制有效屏蔽在文件迁移时保证数据一致性，与文件系统间数据迁移相比，文件系统内部的数据迁移速度要快很多；
数据的扫描与迁移模型：给出了数据分级存储的详细方法，包括：设定扫描策略；设定基于多指标的数据迁移策略和回迁策略；基于扫描策略，并行扫描集群文件系统中的文件，获取文件信息和文件访问情况；监控高性能存储池的空间使用率，当使用率低于设定的高阈值时，将访问频率低的数据自动迁移到下一级存储池，直到使用率低于低阈值；执行迁移，利用多线程技术并行执行数据迁移操作和回迁操作；
数据在线分级存储步骤如下：
1）数据节点与后端存储通过光纤连接；数据节点，控制节点，客户端和分级存储服务器通过IB 交换机相连，设置好文件系统内部的LNET网络，把集群文件系统挂载到分级存储服务器上；
2）使用集群文件系统的内部命令创建存储池；
3）编写文件系统扫描模块，基于扫描策略扫描文件系统中的文件信息和文件访问情况，并把扫描到的信息更新到数据库中；
4）编写存储池监控模块，实时检测存储池的使用率；
5）编写数据迁移模块，基于迁移策略查询扫描数据库，确定满足迁移条件的文件列表，多线程执行数据迁移；
6）编写数据回迁模块，基于回迁策略查询扫描数据库，确定满足回迁条件的文件列表，多线程执行数据回迁。
在存储池模型中，数据的在线分级存储不是在文件系统间实现的，而是在集群文件系统内部利用存储池实现的，主流的集群文件系统都支持存储池的创建。
在数据的扫描与迁移中，数据的扫描与迁移都是基于扫描策略和多指标的数据迁移策略和回迁策略策略，都采用多线程技术的并行执行，这样不仅管理灵活，缩小扫描和迁移数据的范围，而且执行速度更快，效率更高。
本发明的优异效果，数据具有生命周期，不同时期尤其存在的不同意义，集群存储系统中存储着海量数据，但其中只有20%为关键数据，访问频率较高；而80%为非关键数据，访问频率低下，通常一个月甚至一年都不被访问，集群存储系中存放着海量的数据，针对数据具有生命周期的特点，根据数据的访问频率把数据分级存放，节省存储成本。本发明基于数据的生命周期，在集群存储系统内部创建性能不同的存储池，利用扫描软件和迁移软件实现集群存储系统内部的在线分级存储，不仅节省了存储成本，而且提高了系统整体性能。
附图说明
图1 集群文件系统分级存储实施图。
具体实施方式
参照说明书附图对本发明的方法作以下详细地说明。
本发明提出一种在集群存储系统内部的数据在线分级存储方法，其核心内容就是利用存储池实现数据在集群存储系统内部的在线分级存储。数据在存储池间迁移，只是改变的了数据存放的物理磁盘，并没有改变其存放目录，所以数据迁移是对用户和应用透明的。对于在线迁移，利用集群文件系统内部的锁机制可以有效的保障数据在迁移过程中的一致性。由于数据的迁移实在存储池间进行，并采用并发执行，所以迁移速度得到了保障。该方法把访问频率高的数据存放在高性能存储池，访问频率低的数据存放在低性能存储池，这样不仅大大降低了存储成本，而且把集群存储系统的性能发挥到最大。
存储池模型是本发明的关键。数据的迁移不在集群文件系统间进行，而是在集群文件系统内部的存储池间进行。系统启动后，使用集群文件系统的内部命令创建多个存储池，使用命令把性能相近的OST添加到同一个存储池，这样就获得了不同性能的存储池。对于用户新写入的数据，默认的存放在高性能的存储池，当高性能存储池的使用率超过高阈值时，自动触发迁移，系统会将访问频率低数据迁移到下一级的存储池，当高性能存储池的使用率下降到低阈值时，终止迁移。
数据的扫描与迁移模型是在创建存储池的基础上对满足迁移条件的文件执行迁移操作。首先创建一个迁移任务，指定高性能存储池和低性能存储池；设定扫描策略，确定扫描的对象；设定基于多指标的数据迁移策略和回迁策略，确定文件的迁移条件与回迁条件；根据扫描策略多线程地并行扫描整个文件系统，获取文件信息和文件的访问情况，更新到文件信息数据库；基于迁移策略，在文件信息数据库中筛选满足迁移条件的文件，确定迁移文件列表，对迁移列表中的文件执行多线程并发迁移，释放出高成本的存储空间给更频繁访问的数据；基于回迁策略，在文件信息数据库中筛选满足回迁条件的文件，确定回迁文件列表，对迁回迁列表中的文件执行多线程并发回迁。
实施例
数据在线分级存储步骤如下：
数据节点与后端存储通过光纤连接；数据节点，控制节点，客户端和分级存储服务器通过IB 交换机相连。设置好文件系统内部的LNET网络，把集群文件系统挂载到分级存储服务器上。
使用集群文件系统的内部命令创建存储池。
编写文件系统扫描模块，基于扫描策略扫描文件系统中的文件信息和文件访问情况，并把扫描到的信息更新到数据库中。
编写存储池监控模块，实时检测存储池的使用率。
编写数据迁移模块，基于迁移策略查询扫描数据库，确定满足迁移条件的文件列表，多线程执行数据迁移。
编写数据回迁模块，基于回迁策略查询扫描数据库，确定满足回迁条件的文件列表，多线程执行数据回迁。
除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。
Claims (3)
1.一种集群存储系统内部的数据在线分级存储方法, 其特征在于根据数据的访问频率，把数据存放到不同性能的存储池，从而减少的存储成本，提高了系统的整体性能，方法包括：存储池模型、数据的扫描与迁移模型，其中：
存储池模型：通过在集群文件系统内部创建存储池，实现数据的在线分级存储保证在数据迁移之后，只改变数据存放的存储池，并不改变数据的存放目录，从而实现对用户和应用的透明迁移；对于在线迁移，利用文件系统内部的锁机制有效屏蔽在文件迁移时保证数据一致性，与文件系统间数据迁移相比，文件系统内部的数据迁移速度要快很多；
数据的扫描与迁移模型：给出了数据分级存储的详细方法，包括：设定扫描策略；设定基于多指标的数据迁移策略和回迁策略；基于扫描策略，并行扫描集群文件系统中的文件，获取文件信息和文件访问情况；监控高性能存储池的空间使用率，当使用率低于设定的高阈值时，将访问频率低的数据自动迁移到下一级存储池，直到使用率低于低阈值；执行迁移，利用多线程技术并行执行数据迁移操作和回迁操作，数据在线分级存储步骤如下：
1）数据节点与后端存储通过光纤连接；数据节点，控制节点，客户端和分级存储服务器通过IB 交换机相连，设置好文件系统内部的LNET网络，把集群文件系统挂载到分级存储服务器上；
2）使用集群文件系统的内部命令创建存储池；
3）编写文件系统扫描模块，基于扫描策略扫描文件系统中的文件信息和文件访问情况，并把扫描到的信息更新到数据库中；
4）编写存储池监控模块，实时检测存储池的使用率；
5）编写数据迁移模块，基于迁移策略查询扫描数据库，确定满足迁移条件的文件列表，多线程执行数据迁移；
6）编写数据回迁模块，基于回迁策略查询扫描数据库，确定满足回迁条件的文件列表，多线程执行数据回迁。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在存储池模型中，数据的在线分级存储不是在文件系统间实现的，而是在集群文件系统内部利用存储池实现的，主流的集群文件系统都支持存储池的创建。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在数据的扫描与迁移中，数据的扫描与迁移都是基于扫描策略和多指标的数据迁移策略和回迁策略策略，都采用多线程技术的并行执行，这样不仅管理灵活，缩小扫描和迁移数据的范围，而且执行速度更快，效率更高。
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |