CN102611754A - 一种基于iSCSI的云存储中客户端管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于iSCSI的云存储中客户端管理方法，通过管理接口的调用以及访问控制的解析和转换，客户端用户进行相关操作时，既不需要了解云存储管理命令和卷管理技术，也基本不用或很少进行复杂的配置工作，从而减少系统管理的复杂程度，更多层次的满足用户的需求，增强用户的个性化管理。基于iSCSI的云存储的客户端管理架构模型所具有的上述优点，使得其弥补了现有云存储以监控为主的不足，使得客户端用户不但能管理存储对象，而且通过统一的管理接口简化了管理操作。体现了云存储的个性化、灵活性管理等诸多特性，使其更适用于用户多方面的需求，因而具有非常广阔的发展前景。

Description

一种基于iSCSI的云存储中客户端管理方法

技术领域

本发明涉及计算机云存储领域，具体涉及一种基于iSCSI的云存储中客户端管理方法。

背景技术

云存储是在云计算概念上延伸和发展出来的一个新的概念，是指通过集群应用、网格技术或分布式文件系统等功能，将网络中大量各种不同类型的存储设备通过应用软件集合起来协同工作，共同对外提供数据存储和业务访问功能的一个系统。云存储是一个以数据存储和管理为核心的云计算系统，是对现有存储方式的一种变革，也就是“存储即服务”。与云计算系统相比，云存储可以认为是配置了大容量存储空间的一个云计算系统。从架构模型来看，云存储系统系统比云计算系统多了一个存储层，同时，在基础管理也多了很多与数据管理和数据安全有关的功能。

iSCSI 即 Internet SCSI，是基于 TCP/IP 协议用于建立和管理基于 IP 的存储设备、主机和客户端之间的连接。iSCSI 是 SCSI 在 TCP 上的传输协议，实现了 SCSI 命令在 IP 网络上的封装，是新一代的数据存储技术。iSCSI 的体系结构是基于 Client/Server 模型的，是一种端到端的协议，它分为 iSCSI Initiator（启动端）和 iSCSI Target（目标端）两个部分，启动端和目标端之间通过 TCP 连接来通信。iSCSI 协议定义了在 TCP/IP 网络发送、接收 block (数据块)级的存储数据的规则和方法。iSCSI 将 SCSI 命令、状态和数据封装为协议数据单元 PDU（Protocol Data Unit），通过 TCP/IP 网络上在 Initiator 端和 Target 端之间实现可靠传输。

近阶段云存储发展迅猛，国际国内诞生了许多产品，根据市场定位的不同，衍生出来的云存储产品和服务也不同。从其市场应用角度上来看，云存储产品可分为文件云、应用云、手机云、开放云等四个方向。

文件云是指以提供共享大容量跨平台的文件式存储的云产品。市场代表产品有：微软的DropBox和Box.net、金山的快盘和115网盘、华为的DBank。该类云存储产品以容量和用户体验为主特性。应用云是指以提供某种特定应用为主的云存储产品，该类产品不直接提供文件存储，而是以应用的形式提供海量存储，代表产品主要有：Evemote、Instagram、Google Docs、QQ通讯录备份等，主要以提供备忘录、相册、文档、通讯录等间接云存储。手机云是指为手机和平板电脑等移动设备提供云服务为主的云存储产品。代表产品有：Apple iCloud、华为的Hi Cloud、阿里云手机、小米手机等。开放云是指以提供云存储服务为开放平台的云产品，即为开发者提供云存储资源、云存储的基础设施，并开放平台让开发者开发创新应用。目前没有典型的代表产品。

本文提出的基于iSCSI的云存储的客户端管理架构模型中，云存储属于开放云的范畴。然现有的开放的云存储架构模型中，云存储主要实现的服务为在线备份、远程共享、集中存储等服务，并为设计存储资源和基础设施的管理操作和部署。而且根据本公司开发的云存储产品目前只实现了客户端可查看存储资源的监控信息，未实现客户端用户的管理操作。作为以服务为特性的云存储，在存储资源上，并没有对用户提供Target层各级受管对象的管理，也就无法满足用户按照自己意愿去部署和分配存储资源。因此提出一种基于iSCSI的云存储的客户端管理架构模型显得尤为必要。本文通过提供云存储客户端管理接口，在本公司云存储产品已有的远程监控基础上，实现客户端用户能够远程管理Target层的各级受管对象，按照自己需求配置RAID 、分配物理卷、卷组、逻辑卷、划分物理分区、分配逻辑单元号以及Target。  

发明内容

本发明的目的是提供一种基于iSCSI的云存储中客户端管理方法。

本发明的目的是按以下方式实现的，以Initiator层的管理接口为核心，在iSCSI的基础上，通过控制层的访问控制模块，实现对存储层各存储资源的远程访问和管理，并通过管理监控模块将操作结果反馈给客户端，从而实现客户端对底层存储资源的管理操作，该系统包括：Initiator层的管理接口、Initiator模块 、控制层的访问控制模块、控制层的管理监控模块、Target层的Target、LUN、Volume、RAID和物理磁盘，其中：

(1)Initiator层的管理接口：是架构模型的核心，负责客户端用户的管理操作的接入和调用，实现对Target层各级对象的远程创建、删除、查询、修改操作；

(2) Initiator模块：负责数据通信，通过iSCSI协议来实现；

(3)控制层的访问控制模块：将调用的接口操作转换为云存储管理命令，通过命令的形式实现对存储对象的管理，并且操作过程中根据用户权限控制用户与系统之间的交互，最后将操作结果通过管理控制模块反馈给Initiator模块；

(4) 控制层的管理监控模块：负责客户端用户与系统交互的监控和操作结果的反馈；

(5)存储模块：具体体现了客户端管理的对象，这些对象根据管理命令实现相应的操作；

环境条件：存储节点安装操作系统为CentOS5.4,网络环境要求两个网卡、一台交换机，1台服务器作为MASTER节点，至少一台服务器作为CHUNKS节点，一台PC机作为客户端，其上集成有协议通信及监控模块，管理步骤如下：

1）用户进入云存储客户端管理界面，打开RAID管理界面点击创建，选择创建的RAID类型、块大小、I/O策略、读写策略和初始化方式；

2）点击提交后,调用管理接口模块的createRAID()函数，并通过访问控制模块的管理权限判断函数isManageAuth()函数来判断该用户是否具有管理权限，若有，调入接口操作并转换成云存储管理命令mkraid，最后将命令传递给云存储系统，实现RAID的创建；

3）存储管理接口负责调用客户端的操作，并操作传输传递给相应的管理接口，访问控制模块负责接口执行结果的调入、转换以及权限的控制，而管理监控模块负责将系统的操作结果操作结果反馈给Initiator层的Initiator模块，最后将创建内容和操作成功的信息呈现给用户。

本发明的有益效果是：基于iSCSI的云存储客户端用户管理，主要是指客户端用户能够通过可视化界面操作，调用管理接口，在iSCSI通信的基础上，实现对Target层的各级受管对象的创建、删除、查询、修改、配置、扩容等管理操作。具体受管对象包括物理磁盘管理、RAID管理、卷管理、LUN管理、target管理，具体管理操作可参见附图2。其中：

物理磁盘管理：包括磁盘的查询、修改操作；

RAID管理：包括RAID的创建、删除、查询、修改、配置操作；

卷管理：包括物理卷、卷组、逻辑卷的创建、删除、查询、扩容、添加操作；

LUN：包括LUN的分配、查询；

Target：Target的创建、删除、修改、查询、配置、启用、暂停、停止、初始化、一致性检测操作。

通过管理接口的调用以及访问控制的解析和转换，客户端用户进行相关操作时，既不需要了解云存储管理命令和卷管理技术，也基本不用或很少进行复杂的配置工作，从而减少系统管理的复杂程度，更多层次的满足用户的需求，增强用户的个性化管理。基于iSCSI的云存储的客户端管理架构模型所具有的上述优点，使得其弥补了现有云存储以监控为主的不足，使得客户端用户不但能管理存储对象，而且通过统一的管理接口简化了管理操作。体现了云存储的个性化、灵活性管理等诸多特性，使其更适用于用户多方面的需求，因而具有非常广阔的发展前景。

附图说明

附图1为基于iSCSI的云存储的客户端管理架构模型图；

附图2为客户端具体实现管理操作结构图。

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。

本发明的架构区别于现有的云存储管理架构，本发明的结构是以Initiator层的管理接口为核心，在iSCSI的基础上，通过控制层的访问控制模块，实现对存储层各存储资源的远程访问和管理，并通过管理监控模块将操作结果反馈给客户端，从而实现客户端对底层存储资源的管理操作。该管理架构模型包括： (1)Initiator层的管理接口和Initiator模块 (2) 控制层的访问控制和管理监控模块 (3)Target层的Target、LUN、Volume、RAID和物理磁盘等受管对象。其中：

(1)Initiator层的管理接口模块是架构模型的核心，负责客户端用户的管理操作的接入和调用，实现对Target层各级对象的远程创建、删除、查询、修改等操作；

(2)Initiator层Initiator模块主要负责数据通信，通过iSCSI协议来实现；

(3)控制层的访问控制模块将调用的接口操作转换为云存储管理命令，通过命令的形式实现对存储对象的管理，并且操作过程中根据用户权限控制用户与系统之间的交互。最后将操作结果通过管理控制模块反馈给Initiator；

(4)管理监控模块负责客户端用户与系统交互的监控和操作结果的反馈；

(5)存储模块具体体现了客户端管理的对象，这些对象根据管理命令实现相应的操作。

实施例

正如发明内容中所描述的，本发明的管理架构模型包括：(1)Initiator层的管理接口和Initiator模块 (2) 控制层的访问控制和管理监控模块 (3)Target层的Target、LUN、Volume、RAID和物理磁盘等受管对象。在这一架构模型中所提到的管理接口模块主要涉及物理磁盘、RAID、Volume、LUN、Target管理接口(如图2所示管理操作)。访问控制模块起到接口到云存储管理命令的转换以及不同用户操作权限的管理，以控制协调各资源间的通信。监控管理模块将操作结果反馈给initiator层Initiator模块。

在一个典型的配置环境中，存储节点安装操作系统为CentOS5.4,网络环境要求两个网卡、一台交换机，1台服务器作为MASTER节点，至少一台服务器作为CHUNKS节点，一台PC机作为客户端。其上集成了各个协议通信及监控模块。以下以卷组的创建为例进行说明，用户进入云存储客户端管理界面，打开RAID管理界面点击创建，选择创建的RAID类型、块大小、I/O策略、读写策略和初始化方式。点击提交后,调用管理接口模块的createRAID()函数，并通过访问控制模块的管理权限判断函数isManageAuth()函数来判断该用户是否具有管理权限，若有，调入接口操作并转换成云存储管理命令(mkraid)，最后将命令传递给云存储系统，实现RAID的创建。

在上述过程中，存储管理接口负责调用客户端的操作，并操作传输传递给相应的管理接口，访问控制模块负责接口执行结果的调入、转换以及权限的控制，而管理监控模块负责将系统的操作结果操作结果反馈给Initiator层的Initiator模块，最后将创建内容和操作成功的信息呈现给用户。我们提出的基于iSCSI的云存储的客户端管理架构模型以Initiator层的管理接口为核心，在iSCSI的基础上，通过控制层的访问控制模块，实现对存储层各存储资源的远程访问和管理，并通过管理监控模块将操作结果反馈给客户端，从而实现客户端对底层存储资源的管理操作。该管理架构模型包括： (1)Initiator层的管理接口和Initiator模块 (2) 控制层的访问控制和管理监控模块 (3)Target层的Target、LUN、Volume、RAID和物理磁盘等受管对象。

管理接口作为此架构的核心，起到了统一云存储客户端管理接口，简化用户操作，实现用户远程管理Target层的各级受管对象，按照个人需求进行如创建自己的Target等相关的操作。其中在现有的技术上，initiator与target之间实现数据通信，达到远程访问以及PDU的传递。访问控制模块则在两者进行数据通信时，负责接口操作结果的调入转换以及权限控制任务，最后通过将云存储管理命令传递给云存储系统实现管理操作。

本架构的创新之处在于(1)实现iSCSI Initiator端的PC用户远程管理Target层的各级受管对象，如创建物理卷、分区等，而不止限于受管对象的状态监控；(2)存储管理操作，不再是传统的linux命令，而是采用管理接口统一客户端管理视图，并通过访问控制模块的接口操作结果的调入和转换功能，屏蔽复杂的云存储管理命令，简化用户管理操作。这种新型的管理架构使得用户管理更加灵活，更加方便，无需专业知识即可实现自己存储资源的管理。

其中，客户端管理的实现方式描述如下：在这种新型的架构中，在现有的iSCSI的initiator端和target端会话通信的基础上，将管理操作封装到PDU中，传给target端。在访问控制模块的操作调入和转换控制下，将接口操作结果转换成命令传递给系统，实现对Target层各级受管对象的管理。从而提高云存储客户端管理的灵活性，满足用户的个性化管理需求。

统一视图、简化管理的实现方式描述如下：在这种新型架构中，通过提供统一的管理接口，实现统一客户端的管理视图，屏蔽传统的linux命令的管理方式。从而简化管理，提高用户管理的可应用性，增强与Target层各级受管对象的交互。

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 (1)

1.一种基于iSCSI的云存储中客户端管理方法，其特征在于以Initiator层的管理接口为核心，在iSCSI的基础上，通过控制层的访问控制模块，实现对存储层各存储资源的远程访问和管理，并通过管理监控模块将操作结果反馈给客户端，从而实现客户端对底层存储资源的管理操作，该系统包括：Initiator层的管理接口、Initiator模块 、控制层的访问控制模块、控制层的管理监控模块、Target层的Target、LUN、Volume、RAID和物理磁盘，其中：

(1)Initiator层的管理接口：是架构模型的核心，负责客户端用户的管理操作的接入和调用，实现对Target层各级对象的远程创建、删除、查询、修改操作；

(2) Initiator模块：负责数据通信，通过iSCSI协议来实现；

(3)控制层的访问控制模块：将调用的接口操作转换为云存储管理命令，通过命令的形式实现对存储对象的管理，并且操作过程中根据用户权限控制用户与系统之间的交互，最后将操作结果通过管理控制模块反馈给Initiator模块；

(4) 控制层的管理监控模块：负责客户端用户与系统交互的监控和操作结果的反馈；

(5)存储模块：具体体现了客户端管理的对象，这些对象根据管理命令实现相应的操作；

环境条件：存储节点安装操作系统为CentOS5.4,网络环境要求两个网卡、一台交换机，1台服务器作为MASTER节点，至少一台服务器作为CHUNKS节点，一台PC机作为客户端，其上集成有协议通信及监控模块，管理步骤如下：

1）用户进入云存储客户端管理界面，打开RAID管理界面点击创建，选择创建的RAID类型、块大小、I/O策略、读写策略和初始化方式；

2）点击提交后,调用管理接口模块的createRAID()函数，并通过访问控制模块的管理权限判断函数isManageAuth()函数来判断该用户是否具有管理权限，若有，调入接口操作并转换成云存储管理命令mkraid，最后将命令传递给云存储系统，实现RAID的创建；

3）存储管理接口负责调用客户端的操作，并操作传输传递给相应的管理接口，访问控制模块负责接口执行结果的调入、转换以及权限的控制，而管理监控模块负责将系统的操作结果操作结果反馈给Initiator层的Initiator模块，最后将创建内容和操作成功的信息呈现给用户。

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