CN102708060B - 一种镜像文件访问方法、装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种镜像文件访问方法、装置及系统，其中，所述方法包括：在虚拟机需要到父镜像中查询数据时，先获取在本地存储器中存储父镜像副本的第一存储地址，访问本地存储器中所述第一存储地址下的父镜像副本，并查询数据；若在存储于本地存储器中的所述父镜像副本中没有查询得到数据，获取在网络侧共享存储系统中存储父镜像的第二存储地址，访问网络侧的共享存储系统中所述第二存储地址下的父镜像，并查询数据。采用本发明，可提高数据命中率，减轻对共享存储的磁盘IO的访问压力。
Description
技术领域
本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种镜像文件访问方法、装置及系统。
背景技术
集群环境中利用链接克隆能非常快速的部署虚拟机，并极大的减少虚拟机的升级时间和存储空间的浪费。链接克隆指利用快照技术快速创建一定量的增量文件即子镜像，所有子镜像都链接到父镜像中。子镜像加上父镜像组成一个真正的虚拟机磁盘文件供虚拟机访问。虚拟机对父镜像的修改都写到增量文件中，读取数据时则根据需要到子镜像或父镜像中读取所需的数据。虚拟机之间相同的数据存储在父镜像中供虚拟机共享，因此能够减少空间的浪费。
集群环境下多用共享存储，可以为共享存储系统提供统一的存储空间，并提供更好的数据保护和可扩展性，能保证应用程序的内置高可用性和共享存储系统端的业务连续性，并减轻系统维护的成本和复杂性。但是随着虚拟化技术和物理主机性能的提升，单个集群支撑的主机个数越来越多，主机上的虚拟机密度也越来越大，一般单个集群能支持上千台虚拟机同时运行，对共享存储系统中共享存储的磁盘IO(Input/Output，输入/输出)是一个很大的挑战。
随着虚拟化技术和物理机性能的提升，单个集群中虚拟机个数越来越多。一般集群需支持上千台虚拟机同时运行。链接克隆场景下，多个虚拟机运行在同一物理主机上，父镜像的数据被所有虚拟机共享，访问频率高。
但是，虚拟机个数的大量增加会导致共享存储的磁盘IO随机性增大，影响共享存储的磁盘IO的性能，数据命中率也随之下降。
发明内容
本发明实施例提供一种镜像文件访问方法、装置及系统，可减少共享存储系统的IO访问压力。
一方面，本发明实施例提供了一种镜像文件访问方法，包括：
在虚拟机需要到父镜像中查询数据时，先获取在本地存储器中存储父镜像副本的第一存储地址，访问本地存储器中所述第一存储地址下的父镜像副本，并查询数据；
若在存储于本地存储器中的所述父镜像副本中没有查询得到数据，获取在网络侧共享存储系统中存储父镜像的第二存储地址，访问网络侧的共享存储系统中所述第二存储地址下的父镜像，并查询数据。
另一方面，本发明实施例还提供了一种镜像文件访问装置，包括：监控模块和存储模块，
所述存储模块，用于存储父镜像副本，其中，所述父镜像副本为存储在共享存储系统中共享存储的父镜像的副本；
所述监控模块，用于在虚拟机需要到父镜像中查询数据时，先获取在本地存储器中存储父镜像副本的第一存储地址，访问本地存储器中所述第一存储地址下的父镜像副本，并查询数据；
若在存储于本地存储器中的所述父镜像副本中没有查询得到数据，获取在网络侧共享存储系统中存储父镜像的第二存储地址，访问网络侧的共享存储系统中所述第二存储地址下的父镜像，并查询数据。
再一方面，本发明实施例还提供了一种镜像文件访问系统，包括共享存储系统和至少一个计算机节点，其中，所述共享存储系统用于存储父镜像和子镜像；所述计算机节点包括如权利要求上述的镜像文件访问装置。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
本发明通过获取父镜像副本存储到本地，使得在虚拟机访问镜像文件时，可以先行访问本地的父镜像副本，查询数据，在未没有查询到所需数据时，再访问共享存储系统中共享存储的父镜像，查询数据，有效地利用了本地存储容量和IO能力，提高了数据命中率，减少了共享存储系统的IO访问压力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的镜像文件访问方法的第一实施例流程示意图；
图2是本发明的镜像文件访问方法的第二实施例流程示意图；
图3是本发明的镜像文件访问方法的第三实施例流程示意图；
图4是本发明的镜像文件访问装置的第一实施例结构组成示意图；
图5是本发明的镜像文件访问装置的第二实施例结构组成示意图；
图6是本发明的镜像文件访问系统的结构组成示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参见图1，是本发明的镜像文件访问方法的第一实施例流程示意图，本实施例中，在共享存储系统中共享存储有父镜像，并存储有根据所述父镜像创建链接克隆得到的增量文件即子镜像，并且所有子镜像都链接到所述父镜像中，同时，在创建得到子镜像后，每个子镜像中包括了与其关联的父镜像的存储地址即第二存储地址，所述子镜像中可以以元数据的形式存储所述第二存储地址。用户可根据这些子镜像在计算机节点上创建相应的虚拟机。在虚拟机需要读取数据时，所述方法包括：
S101：在虚拟机需要到父镜像中查询数据时，先获取在本地存储器中存储父镜像副本的第一存储地址，访问本地存储器中所述第一存储地址下的父镜像副本，并查询数据。
S102：若在存储于本地存储器中的所述父镜像副本中没有查询得到数据，获取在网络侧共享存储系统中存储父镜像的第二存储地址，访问网络侧的共享存储系统中所述第二存储地址下的父镜像，并查询数据。
所述父镜像副本可通过拷贝共享存储系统中共享存储的父镜像得到，并存储在本地存储器中，同时在本地记录存储所述父镜像副本的存储地址即第一存储地址，所述第一存储地址可以以元数据的形式记录并维护。存储所述父镜像的第二存储地址在创建相应子镜像时由子镜像记录并维护。
虚拟机可根据本地记录的所述第一存储地址，到本地存储器的所述第一存储地址下存储的父镜像副本中查询所需数据，或者根据本虚拟机对应的子镜像中存储的所述第二存储地址到共享存储系统中所述第二存储地址下存储的父镜像中查询所需数据。
另外，在需要时，可以将所述第一存储地址和第二存储地址均存储到本地存储器中或者缓存中，以便于在需要到父镜像中查询数据时，直接根据本地存储的第一存储地址和第二存储地址查找父镜像副本和父镜像；也可以将所述第一存储地址和第二存储地址存储在相应的子镜像中，以便于在需要到父镜像中查询数据时，从虚拟机对应的子镜像中获取第一存储地址和第二存储地址，根据获取的第一存储地址和第二存储地址查找父镜像副本和父镜像。
在虚拟机需要查询数据时，获取本地记录的第一存储地址或者从虚拟机对应子镜像中获取相应的第二存储地址，以从父镜像副本或者父镜像中查询所需数据；所述网络侧的共享存储系统中存储父镜像的第二存储地址和所述本地存储器中存储父镜像副本的第一存储地址可预置在本地存储器中常驻，以便在虚拟机需要访问数据时，能够随时查询相应的存储地址，以从父镜像副本或者父镜像中查询所需数据。
进一步的，在本地存储器中存储了所述父镜像副本后，可开辟独立缓存用于缓存该父镜像副本中常用的数据，即缓存常用副本数据，在虚拟机需要到父镜像中查询数据时，根据所述第一存储地址，确定所述常用副本数据在本地缓存中的地址，并到相应缓存地址中缓存的常用副本数据中查询数据，所述常用副本数据包括所述父镜像副本中常被查询的数据；若在缓存中的常用副本数据中没有查询得到数据时，再到本地存储器的所述第一存储地址下的父镜像副本中查询数据。
共享存储系统也可缓存常用父镜像数据，所述常用父镜像数据包括所述父镜像中常被查询的数据，共享存储系统具体可在监测到子镜像的个数达到预设的阈值时，获取所述父镜像中的常用父镜像数据，并将所述常用父镜像数据缓存到共享存储系统共享缓存中。
若虚拟机在所述父镜像副本中没有查询得到数据，根据所述第二存储地址，确定共享存储系统的缓存中缓存常用父镜像数据的缓存地址，到该缓存地址下缓存的常用父镜像数据中查询数据；若在所述共享存储系统的共享缓存中缓存的常用父镜像数据中没有查询得到数据，访问所述第二存储地址下的父镜像查询数据。
共享存储系统包括：在NAS(Network Access Server，网络接入共享存储系统)架构下的共享存储系统，如NFS(Network File System，网络文件系统)架构、CIFS(Common Internet File System，通用Internet文件系统)架构；在SAN(Storage Area Network and SAN Protocols存储区域网络及其协议)架构下的共享存储系统，如IP-SAN架构。在NAS架构下的共享存储系统的缓存中划分出一块缓存用于缓存常用父镜像数据，而在共享存储系统中单独维护一块缓存用于缓存常用父镜像数据。
用户在通过计算机节点上的虚拟机查询数据时，各个虚拟机(例如图6中的VM1、VM2、VM3以及VM4)可通过第一虚拟机(例如图6中的Dom0)访问相应的父镜像或者父镜像副本。所述第一虚拟机为特权虚拟机，其为一种特殊的GeustOS虚拟机，亦可称为驱动域，这种特殊的虚拟机在Xen Hypervisor平台上被称作Dom0，在该虚拟机中安装了例如网卡、SCSI磁盘等真实物理设备的驱动程序，能检测和直接访问这些真实物理设备。其他虚拟机则可利用Hypervisor提供的相应机制通过特权虚拟机访问真实物理设备。其中，以Dom0为例，其被允许使用控制接口来操控应用级的管理软件，可以创建和终止后续的虚拟机，控制这些后续创建的虚拟机的相关调度参数、物理存储分配以及对给定的存储设备或网络设备的访问。当然，每个虚拟机也可根据用户需要，直接访问镜像文件读取数据。
另外，用户还可预先设置一个访问标识，该访问标识用来在虚拟机需要到父镜像中查询数据时，判定是否优先访问本地存储的父镜像副本，具体的，该访问标识的值为local时用来标识优先访问本地存储的父镜像副本，而为share时，则标识优先访问共存存储系统中存储的父镜像。
在迁移源计算机节点的虚拟机至本端时，判断本端是否存储有所述源计算机节点的虚拟机对应的父镜像副本；在判断结果为是时，将源计算机节点的虚拟机迁移至本端；在判断结果为否时，将所述访问标识置为用于表明优先访问共享存储系统共享存储的父镜像的标识，并将源计算机节点的虚拟机迁移至本端；在迁移完成，且确定本端获取并存储了所述源计算机节点的虚拟机对应的父镜像副本后，将所述访问标识置为用于表明优先访问本地存储的父镜像副本的标识。
通过上述实施例的描述可知，本发明具有以下优点：
本发明通过获取父镜像副本存储到本地，使得在虚拟机访问镜像文件时，可以先行访问本地的父镜像副本，查询数据，在未没有查询到所需数据时，再访问共享存储系统中共享存储的父镜像，查询数据，有效地利用了本地存储容量和IO能力，提高了数据命中率，减少了共享存储系统的IO访问压力。
再请参见图2，是本发明的镜像文件访问方法的第二实施例流程示意图，在本实施例中，在共享存储系统共享存储父镜像，并存储有根据所述父镜像创建链接克隆得到的增量文件即子镜像，并且所有子镜像都链接到所述父镜像中，同时，在创建得到子镜像后，每个子镜像中包括了与其关联的父镜像的存储地址即第二存储地址。用户可根据这些子镜像在计算机节点上创建相应的虚拟机，并获取虚拟机对应的子镜像同所述父镜像的映射关系。本实施例的所述方法具体包括：
S201：获取共享存储系统共享存储的父镜像的副本，并在本地存储所述父镜像副本。
具体可直接拷贝共享存储系统共享存储器中存储的父镜像，得到父镜像副本，将父镜像副本存储到本地存储器中，然后在虚拟机的数据查询过程中，监测各虚拟机对父镜像副本中数据的查询情况，获取常用副本数据，并将这些常用副本数据缓存到开辟的独立缓存。其中，获取常用副本数据可以根据传统的缓存替换算法如LRU(Least Recently Used，最近最少使用)算法，即可以做到在独立缓存中只保存最近常被访问的数据，当然，也可将父镜像副本中被读取的次数超过预设的次数阈值的数据作为常用副本数据。需要说明的是，开辟独立缓存存储所述父镜像副本为可选的。
进一步具体的，所述S201具体可以包括：判断是否满足父镜像副本的获取触发条件，其中，满足所述获取触发条件包括：本地虚拟机的个数达到预设的个数阈值，或者输入输出口IO时延达到预设的时延阈值；在判断结果为满足触发条件时，获取共享存储系统中共享存储的父镜像的副本，并在本地存储器中存储所述父镜像副本。
S202：在虚拟机需要查询数据时，从预置的数据查询指示中，确定本次需要查询的数据是存储在所述虚拟机对应的子镜像中，还是存储在父镜像中；
当虚拟机需要访问镜像文件以查询数据时，需要确定其需要查询的数据是存储在子镜像中，还是存储在父镜像中。所述数据查询指示预先设置在各个子镜像中，可以以元数据的形式表示，在虚拟机需要查询数据时，首先找到其对应的子镜像并读取子镜像中的该数据查询指示，以确定待查询的数据是存储在子镜像中还是父镜像中，当确定在子镜像中时，执行S203，否则执行S204。
S203：当确定本次需要查询的数据是存储在所述子镜像中时，访问所述虚拟机对应的子镜像，并查询数据；
S204：当确定本次需要查询的数据是存储在所述父镜像中时，则虚拟机需要到父镜像中查询数据，先获取在本地存储器中存储父镜像副本的第一存储地址，访问本地存储器中所述第一存储地址下的父镜像副本，并查询数据。
在所述S204中，可以将常被查询使用的父镜像副本中的数据缓存到本地独立缓存中，则所述S204具体可以包括：
在虚拟机需要到父镜像中查询数据时，获取在本地存储器中存储父镜像副本的第一存储地址；
根据所述第一存储地址，到本地独立缓存中缓存的常用副本数据中查询数据，所述常用副本数据包括所述父镜像副本中常被查询的数据；
若在所述独立缓存中缓存的常用副本数据中没有查询得到数据时，访问本地存储器中所述第一存储地址下的父镜像副本，查询数据。
其中，根据第一存储地址找到相应的缓存地址以找到缓存中的常用副本数据为现有技术，在此不赘述。
若所述S204成功查询到所需数据即命中数据时，则结束，否则，执行S205。
S205：若在存储于本地存储器中的所述父镜像副本中没有查询得到数据，获取在网络侧共享存储系统中存储父镜像的第二存储地址，访问网络侧的共享存储系统中所述第二存储地址下的父镜像，并查询数据。
同样，网络侧的共享存储系统也可以将所述父镜像常被查询使用的数据缓存到共享缓存中，所述S205具体可以包括：
若在存储于本地存储器中的所述父镜像副本中没有查询得到数据，获取在网络侧共享存储系统中存储父镜像的第二存储地址；
根据所述第二存储地址，到共享存储系统的共享缓存中缓存的常用父镜像数据中查询数据，所述常用父镜像数据包括所述父镜像中常被查询的数据；
若在所述共享存储系统的共享缓存中缓存的常用父镜像数据中没有查询得到数据，访问网络侧的共享存储系统中所述第二存储地址下的父镜像，并查询数据。
其中，根据第二存储地址找到相应的缓存地址以找到缓存中的常用父镜像数据为现有技术，在此不赘述。
所述共享存储系统可以是在监测到子镜像的个数达到预设的阈值时将所述常用父镜像数据缓存到共享存储系统共享缓存中的。
另外，如果虚拟机需要访问镜像文件，以向子镜像写入相应数据时，直接向共享存储系统存储的该虚拟机对应的子镜像写入数据即可。
通过上述实施例的描述可知，本发明实施例具有以下优点：
本发明实施例中，通过获取父镜像副本存储到计算机节点本地，使得在虚拟机需要访问镜像文件查询数据时，可以先行访问计算机节点本地存储器中存储的父镜像副本读取查询数据，在未命中查询得到数据时，再访问服务器共享存储系统共享存储父镜像读取数据，换言之，本地存储器(如磁盘)分担了一部分共享存储系统的IO访问压力，即利用了本地存储容量和IO能力，有效利用本地存储资源，减少了共享存储系统的IO访问压力，提高访问性能，从而提高父镜像的读取效率，提升虚拟机的IO性能，一定程度上消除磁盘IOPS性能瓶颈；
此外，多个黄金镜像备份提高容灾能力；
进一步的，在计算机节点本地开辟独立的缓存用于缓存父镜像副本中常被查询使用的数据，并且在网络侧共享存储系统中开辟缓存用于存储父镜像中常被查询使用的数据，使得在查询数据时，可先到缓存中查询数据，在不能够在缓存中查询到所需数据时，再到存储器中查询数据，进一步地提高了父镜像的读取效率。
再请参见图3，是本发明的镜像文件访问方法的第三实施例流程示意图，本实施例的所述方法具体包括：
S301：判断是否满足父镜像副本的获取触发条件，其中，满足所述获取触发条件包括：本地虚拟机的个数达到预设的个数阈值，或者输入输出口IO时延达到预设的时延阈值。
S302：在判断结果为满足触发条件时，获取共享存储系统中共享存储的父镜像的副本，并在本地存储所述父镜像副本。否则，继续执行所述S301。
S303：在虚拟机需要查询数据时，从预置的数据查询指示中，确定本次需要查询的数据是存储在所述虚拟机对应的子镜像中，还是存储在父镜像中。
S304：当确定本次需要查询的数据是存储在所述子镜像中时，访问所述虚拟机对应的子镜像，并查询数据。
S305：当确定本次需要查询的数据是存储在所述父镜像中时，则虚拟机需要到父镜像中查询数据，先获取在本地存储器中存储父镜像副本的第一存储地址，访问本地存储器中所述第一存储地址下的父镜像副本，并查询数据。
S306：根据所述第一存储地址，到本地独立缓存中缓存的常用副本数据中查询数据，所述常用副本数据包括所述父镜像副本中常被查询的数据。
S307：若在所述独立缓存中缓存的常用副本数据中没有查询得到数据时，访问本地存储器中所述第一存储地址下的父镜像副本，查询数据。
S308：若在存储于本地存储器中的所述父镜像副本中没有查询得到数据，获取在网络侧共享存储系统中存储父镜像的第二存储地址。
S309：根据所述第二存储地址，到共享存储系统的共享缓存中缓存的常用父镜像数据中查询数据，所述常用父镜像数据包括所述父镜像中常被查询的数据。其中，所述共享存储系统是在监测到子镜像的个数达到预设的阈值时将所述常用父镜像数据缓存到共享存储系统共享缓存中的。
S310：若在所述共享存储系统的共享缓存中缓存的常用父镜像数据中没有查询得到数据，访问网络侧的共享存储系统中所述第二存储地址下的父镜像，并查询数据。
进一步可选的，在本实施例中，在执行所述S303确定本次需要查询的数据是存储在所述父镜像中时之后，执行所述S305之前，还可包括如下步骤：
根据预置的访问标识判断是否优先访问本地存储的父镜像副本；
若是，则执行所述S305；
否则，直接获取在网络侧共享存储系统中存储父镜像的第二存储地址，访问网络侧的共享存储系统中所述第二存储地址下的父镜像，并查询数据。
进一步可选的，在用户需要将源计算机节点的虚拟机迁移到目标计算机节点时，即将源计算机节点的虚拟机迁移至本端时，包括以下步骤：
判断本端是否存储有所述源计算机节点的虚拟机对应的父镜像副本；
在判断结果为是时，将源计算机节点的虚拟机迁移至本端；
在判断结果为否时，将所述访问标识置为用于表明优先访问共享存储系统共享存储的父镜像的标识，并将源计算机节点的虚拟机迁移至本端；
在迁移完成，且确定本端获取并存储了所述源计算机节点的虚拟机对应的父镜像副本后，将所述访问标识置为用于表明优先访问本地存储的父镜像副本的标识。
通过上述实施例的描述可知，本发明实施例具有以下优点：
本发明实施例中，通过获取父镜像副本存储到计算机节点本地，使得在虚拟机需要访问镜像文件查询数据时，可以先行访问计算机节点本地存储器中存储的父镜像副本读取查询数据，在未命中查询得到数据时，再访问服务器共享存储系统共享存储父镜像读取数据，换言之，本地存储器(如磁盘)分担了一部分共享存储系统的IO访问压力，即利用了本地存储容量和IO能力，有效利用本地存储资源，减少了共享存储系统的IO访问压力，提高访问性能，从而提高父镜像的读取效率，提升虚拟机的IO性能，一定程度上消除磁盘IOPS性能瓶颈；
此外，多个黄金镜像备份提高容灾能力；
进一步的，在计算机节点本地开辟独立的缓存用于缓存父镜像副本中常被查询使用的数据，并且在网络侧共享存储系统中开辟缓存用于存储父镜像中常被查询使用的数据，使得在查询数据时，可先到缓存中查询数据，在不能够在缓存中查询到所需数据时，再到存储器中查询数据，进一步地提高了父镜像的读取效率。
下面对本发明的镜像文件访问系统及装置进行详细描述。
具体如图4所示，是本发明的镜像文件访问装置的第一实施例结构组成示意图。所述镜像文件访问装置设置在如上述方法第一实施例中所述的Dom0等特权虚拟机中。本实施例中，所述镜像文件访问装置具体包括：存储模块21和监控模块22。
所述存储模块21，用于存储父镜像副本，其中，所述父镜像副本为存储在共享存储系统共享存储的父镜像的副本；
所述监控模块22，用于在虚拟机需要到父镜像中查询数据时，先获取在本地存储器中存储父镜像副本的第一存储地址，访问本地存储器中所述第一存储地址下的父镜像副本，并查询数据；
若在存储于本地存储器中的所述父镜像副本中没有查询得到数据，获取在网络侧共享存储系统中存储父镜像的第二存储地址，访问网络侧的共享存储系统中所述第二存储地址下的父镜像，并查询数据。
所述镜像文件访问装置可以通过直接拷贝共享存储系统中共享存储的父镜像的方式，获得父镜像副本并保存在所述存储模块21中。
所述子镜像中的在网络侧共享存储系统存储父镜像的第二存储地址是在创建链接克隆时由子镜像来记录并维护，子镜像可以以元数据的形式记录并维护所述第二存储地址，所述监控模块22可在需要时到相应虚拟机对应的子镜像中获取第二存储地址；在通过拷贝等方式得到父镜像副本，并存储到本地存储器后，所述镜像文件访问装置会记录在所述本地存储器中存储父镜像副本的第一存储地址，所述第一存储地址可同样以元数据的形式记录并维护。
在虚拟机需要访问数据时，所述监控模块22可获取相应的第一存储地址或者第二存储地址，以从父镜像副本或者父镜像中查询所需数据；所述第二存储地址和所述第一存储地址可存储到本地存储器中常驻，以便在虚拟机需要访问数据时，所述监控模块22能够随时查询相应的存储地址，从父镜像副本或者父镜像中查询所需数据。
通过上述实施例的描述可知，本发明具有以下优点：
本发明通过获取父镜像副本存储到本地，使得在虚拟机访问镜像文件时，可以先行访问本地的父镜像副本，查询数据，在未没有查询到所需数据时，再访问共享存储系统中共享存储的父镜像，查询数据，有效地利用了本地存储容量和IO能力，提高了数据命中率，减少了共享存储系统的IO访问压力。
进一步的再请参见图5，是本发明的镜像文件访问装置的第二实施例结构组成示意图。所述镜像文件访问装置可设置在如上述方法第一实施例中所述的Dom0等特权虚拟机中。在本实施例中，所述镜像文件访问装置包括上述第一实施例中的存储模块21和监控模块22。进一步的，在本实施例中，所述监控模块22具体包括：
确定单元221，用于在虚拟机需要查询数据时，从预置的数据查询指示中，确定本次需要查询的数据是存储在所述虚拟机对应的子镜像中，还是存储在父镜像中；
子镜像访问单元222，用于当所述确定单元221确定本次需要查询的数据是存储在所述子镜像中时，访问所述虚拟机对应的子镜像，并查询数据；
父镜像访问单元223，用于当所述确定单元221确定本次需要查询的数据是存储在所述父镜像中时，先获取在本地存储器中存储父镜像副本的第一存储地址，访问本地存储器中所述第一存储地址下的父镜像副本，并查询数据；若在存储于本地存储器中的所述父镜像副本中没有查询得到数据，获取在网络侧共享存储系统中存储父镜像的第二存储地址，访问网络侧的共享存储系统中所述第二存储地址下的父镜像，并查询数据。
进一步的，所述镜像文件访问装置还可包括：缓存模块23。
所述缓存模块23，用于获取所述父镜像副本中的常用副本数据，并缓存所述获取的常用副本数据，其中，获取常用副本数据可以根据传统的缓存替换算法如LRU算法，即可以做到在独立缓存中只保存父镜像副本中最近常被访问的数据。当然也可将父镜像副本中被读取的次数超过预设的次数阈值的数据。
将常用的父镜像副本数据缓存到缓存中，可加快对这些常用数据的查询，同时，在网络侧的共享存储系统中，也可以将父镜像中常被查询使用的数据缓存到共享缓存中。
所述共享存储系统包括：在NAS(Network Access Server，网络接入共享存储系统)架构下的共享存储系统，如NFS(Network File System，网络文件系统)架构、CIFS(Common Internet File System，通用Internet文件系统)架构；在SAN(Storage Area Network and SAN Protocols存储区域网络及其协议)架构下的共享存储系统，如IP-SAN架构。在NAS架构下的共享存储系统的缓存中划分出一块缓存用于缓存常用父镜像数据，而在共享存储系统中单独维护一块缓存用于缓存常用父镜像数据。
在此情况下，所述父镜像访问单元223具体可包括：
地址获取子单元，用于获取在本地存储器中存储父镜像副本的第一存储地址，所述第一存储地址预置在本地存储器中；
第一访问子单元，用于根据所述第一存储地址，到所述缓存模块中缓存的常用副本数据中查询数据；根据第一存储地址可以找到该地址下存储的父镜像副本对应常用副本数据在缓存中的缓存地址。
第二访问子单元，用于若在所述第一访问子单元在缓存模块中缓存的常用副本数据中没有查询得到数据时，再访问本地存储器中所述第一存储地址下的父镜像副本，查询数据；
所述地址获取子单元还用于若在所述第二访问子单元在父镜像副本中没有查询得到数据，获取在网络侧共享存储系统中存储父镜像的第二存储地址，所述第二存储地址预置在本地存储器中；
第三访问子单元，用于根据所述第二存储地址，到共享存储系统的共享缓存中缓存的常用父镜像数据中查询数据，所述常用父镜像数据包括所述父镜像中常被查询的数据，其中，所述共享存储系统是在监测到子镜像的个数达到预设的阈值时将所述常用父镜像数据缓存到共享存储系统共享缓存中的；根据第一存储地址可以找到该地址下存储的父镜像副本对应常用副本数据在缓存中的缓存地址。
第四访问子单元，用于若在所述第三访问子单元在共享存储系统的共享缓存中缓存的常用父镜像数据中没有查询得到数据，访问网络侧的共享存储系统中所述第二存储地址下的父镜像，并查询数据。
上述的根据第一存储地址或第二存储地址找到相应的缓存地址为现有技术，在此不赘述。
进一步的，所述镜像文件访问装置还可包括：获取模块24，用于判断是否满足父镜像副本的获取触发条件，并在判断结果为满足触发条件时，获取共享存储系统共享存储的父镜像的副本，并将所述获取的父镜像副本存储到所述存储模块21中；其中，满足所述获取触发条件包括：本地虚拟机的个数达到预设的个数阈值，或者输入输出口IO时延达到预设的时延阈值。
进一步的，所述镜像文件访问装置还可设置一访问标识，该访问标识用于确定是否优先访问本地存储的父镜像副本，该访问标识的值可以为local和shared，当值为local时，优先访问本地存储的父镜像副本，当值为shared时，则优先访问共享存储系统共享存储的父镜像。具体如图5所示，所述镜像文件访问装置还可包括：
标识检测模块25，用于在虚拟机需要到父镜像中查询数据时，根据预置的访问标识判断是否优先访问本地存储的父镜像副本；
若是，则通知所述监控模块22先获取在本地存储器中存储父镜像副本的第一存储地址，访问本地存储器中所述第一存储地址下的父镜像副本，并查询数据；
否则，通知所述监控模块22直接获取在网络侧共享存储系统中存储父镜像的第二存储地址，访问网络侧的共享存储系统中所述第二存储地址下的父镜像，并查询数据。
在计算机节点的用户需要将其他计算机节点上的虚拟机迁移过来时，所述镜像文件访问装置还需要进行迁移控制，如图5所示，所述镜像文件访问装置还包括：
判断模块26，用于计算机节点3即迁移源计算机节点的虚拟机至本端即计算机节点时，判断本端是否存储有所述源计算机节点的虚拟机对应的父镜像副本；
迁移模块27，用于在所述判断模块26的判断结果为是时，将源计算机节点的虚拟机迁移至本端；在所述判断模块的判断结果为否时，将所述访问标识置为用于表明优先访问共享存储系统共享存储的父镜像的标识，并将源计算机节点的虚拟机迁移至本端；并在迁移完成且确定本端获取并存储了所述源计算机节点的虚拟机对应的父镜像副本后，将所述访问标识置为用于表明优先本地存储的父镜像副本的标识。本实施例中，本端已经存储了所述源计算机节点中的各虚拟机对应子镜像的父镜像的副本。所以由于计算机节点中存在父镜像副本，所以所述迁移模块27仅进行拷贝迁移即可。如果本端不存在父镜像副本时，在拷贝迁移虚拟机时，就需要将访问标识置为表明优先访问共享存储系统共享存储的父镜像的标识，如置为上述的shared。
进一步地，所述镜像文件访问装置还可包括：写入控制模块，用于在虚拟机访问镜像文件写入数据时，向共享存储系统存储的该虚拟机对应的子镜像写入数据。例如，计算机节点1的用户通过VM1需要向镜像文件写入数据时，所述镜像文件访问装置通过所述写入控制模块直接向delta1写入数据。
需要说明的是，所述镜像文件访问装置可以设置在Dom0中，在其他实施例中，所述镜像文件访问装置也可直接设置在计算机节点的每一个VM中，以完成对VM访问镜像文件的访问控制。
通过上述实施例的描述可知，本发明实施例具有以下优点：
本发明实施例中，通过获取父镜像副本存储到计算机节点本地，使得在虚拟机需要访问镜像文件查询数据时，可以先行访问计算机节点本地存储器中存储的父镜像副本读取查询数据，在未命中查询得到数据时，再访问服务器共享存储系统共享存储父镜像读取数据，换言之，本地存储器(如磁盘)分担了一部分共享存储系统的IO访问压力，即利用了本地存储容量和IO能力，有效利用本地存储资源，减少了共享存储系统的IO访问压力，提高访问性能，从而提高父镜像的读取效率，提升虚拟机的IO性能，一定程度上消除磁盘IOPS性能瓶颈；
此外，多个黄金镜像备份提高容灾能力；
进一步的，在计算机节点本地开辟独立的缓存用于缓存父镜像副本中常被查询使用的数据，并且在网络侧共享存储系统中开辟缓存用于存储父镜像中常被查询使用的数据，使得在查询数据时，可先到缓存中查询数据，在不能够在缓存中查询到所需数据时，再到存储器中查询数据，进一步地提高了父镜像的读取效率。
请参见图6，是本发明的镜像文件访问系统的结构组成示意图，本实施例的所述系统包括共享存储系统1、计算机节点2以及计算接节点3，所述共享存储系统用于存储父镜像和子镜像，所述计算机节点2中包括虚拟机VM1、虚拟机VM2及其最初创建得到的第一虚拟机Dom0，所述计算节点3中包括虚拟机VM3、虚拟机VM4及其最初创建得到的第一虚拟机Dom0。在计算机节点1和计算机节点3的Dom0中，均包括上述任一装置项实施例中的镜像文件访问装置。
所述共享存储系统1可在共享存储系统的共享存储器中存储所述父镜像，然后根据所述父镜像创建链接克隆得到子镜像delta，所述共享存储系统1可以在创建得到的子镜像个数达到预设的阈值时，在共享存储系统的缓存中开辟共享缓存用于缓存所述父镜像中被经常查询的数据，即缓存常用父镜像数据，用于加快对父镜像的读取速度。
用户可根据共享存储系统1中的子镜像delta在所述计算机节点2和计算机节点3中创建虚拟机，具体的，所述计算机节点2根据所述共享存储系统1中的delta1创建VM1，根据delta2创建VM2，所述计算机节点3根据所述共享存储系统1中的delta3创建VM3，根据delta4创建VM4。
通过上述实施例的描述可知，本发明具有以下优点：
本发明实施例中，通过获取父镜像副本存储到计算机节点本地，使得在虚拟机需要访问镜像文件查询数据时，可以先行访问计算机节点本地存储器中存储的父镜像副本读取查询数据，在未命中查询得到数据时，再访问服务器共享存储系统共享存储父镜像读取数据，换言之，本地存储器(如磁盘)分担了一部分共享存储系统的IO访问压力，即利用了本地存储容量和IO能力，有效利用本地存储资源，减少了共享存储系统的IO访问压力，提高访问性能，从而提高父镜像的读取效率，提升虚拟机的IO性能，一定程度上消除磁盘IOPS性能瓶颈；
此外，多个黄金镜像备份提高容灾能力；
进一步的，在计算机节点本地开辟独立的缓存用于缓存父镜像副本中常被查询使用的数据，并且在网络侧共享存储系统中开辟缓存用于存储父镜像中常被查询使用的数据，使得在查询数据时，可先到缓存中查询数据，在不能够在缓存中查询到所需数据时，再到存储器中查询数据，进一步地提高了父镜像的读取效率。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (14)
1.一种镜像文件访问方法，其特征在于，包括：
判断是否满足父镜像副本的获取触发条件，其中，满足所述获取触发条件包括：本地虚拟机的个数达到预设的个数阈值，或者输入输出口IO时延达到预设的时延阈值；
在判断结果为满足触发条件时，获取共享存储系统中共享存储的父镜像的副本，并在本地存储器中存储所述父镜像副本；
在虚拟机需要到父镜像中查询数据时，先获取在本地存储器中存储父镜像副本的第一存储地址，访问本地存储器中所述第一存储地址下的父镜像副本，并查询数据；
若在存储于本地存储器中的所述父镜像副本中没有查询得到数据，获取在网络侧共享存储系统中存储父镜像的第二存储地址，访问网络侧的共享存储系统中所述第二存储地址下的父镜像，并查询数据。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在虚拟机需要到父镜像中查询数据时，先获取在本地存储器中存储父镜像副本的第一存储地址，访问本地存储器中所述第一存储地址下的父镜像副本，并查询数据之前，还包括：
在虚拟机需要查询数据时，从预置的数据查询指示中，确定本次需要查询的数据是存储在所述虚拟机对应的子镜像中，还是存储在父镜像中；
当确定本次需要查询的数据是存储在所述子镜像中时，访问所述虚拟机对应的子镜像，并查询数据；
当确定本次需要查询的数据是存储在所述父镜像中时，则虚拟机需要到父镜像中查询数据，执行所述先获取在本地存储器中存储父镜像副本的第一存储地址，访问本地存储器中所述第一存储地址下的父镜像副本，并查询数据。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述在虚拟机需要到父镜像中查询数据时，先获取在本地存储器中存储父镜像副本的第一存储地址，访问本地存储器中所述第一存储地址下的父镜像副本，并查询数据，包括：
在虚拟机需要到父镜像中查询数据时，获取在本地存储器中存储父镜像副本的第一存储地址，所述第一存储地址预置在本地存储器中；
根据所述第一存储地址，到本地独立缓存中缓存的常用副本数据中查询数据，所述常用副本数据包括所述父镜像副本中常被查询的数据；
若在所述独立缓存中缓存的常用副本数据中没有查询得到数据时，访问本地存储器中所述第一存储地址下的父镜像副本，查询数据。
4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述若在存储于本地存储器中的所述父镜像副本中没有查询得到数据，获取在网络侧共享存储系统中存储父镜像的第二存储地址，访问网络侧的共享存储系统中所述第二存储地址下的父镜像，并查询数据，包括：
若在存储于本地存储器中的所述父镜像副本中没有查询得到数据，获取在网络侧共享存储系统中存储父镜像的第二存储地址，所述第二存储地址预置在本地存储器中；
根据所述第二存储地址，到共享存储系统的共享缓存中缓存的常用父镜像数据中查询数据，所述常用父镜像数据包括所述父镜像中常被查询的数据；
若在所述共享存储系统的共享缓存中缓存的常用父镜像数据中没有查询得到数据，访问网络侧的共享存储系统中所述第二存储地址下的父镜像，并查询数据。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述共享存储系统是在监测到子镜像的个数达到预设的阈值时将所述常用父镜像数据缓存到共享存储系统共享缓存中的。
6.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在虚拟机需要到父镜像中查询数据时，先获取在本地存储器中存储父镜像副本的第一存储地址，访问本地存储器中所述第一存储地址下的父镜像副本，并查询数据之前，还包括：
虚拟机需要到父镜像中查询数据时，根据预置的访问标识判断是否优先访问本地存储的父镜像副本；
若是，则执行所述先获取在本地存储器中存储父镜像副本的第一存储地址，访问本地存储器中所述第一存储地址下的父镜像副本，并查询数据；
否则，直接获取在网络侧共享存储系统中存储父镜像的第二存储地址，访问网络侧的共享存储系统中所述第二存储地址下的父镜像，并查询数据。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：
在迁移源计算机节点的虚拟机至本端时，判断本端是否存储有所述源计算机节点的虚拟机对应的父镜像副本；
在判断结果为是时，将源计算机节点的虚拟机迁移至本端；
在判断结果为否时，将所述访问标识置为用于表明优先访问共享存储系统共享存储的父镜像的标识，并将源计算机节点的虚拟机迁移至本端；
在迁移完成，且确定本端获取并存储了所述源计算机节点的虚拟机对应的父镜像副本后，将所述访问标识置为用于表明优先访问本地存储的父镜像副本的标识。
8.一种镜像文件访问装置，其特征在于，包括：获取模块、监控模块、存储模块，
所述获取模块，用于判断是否满足父镜像副本的获取触发条件，并在判断结果为满足触发条件时，获取共享存储系统中共享存储的父镜像的副本，并将所述获取的父镜像副本存储到所述存储模块中；其中，满足所述获取触发条件包括：本地虚拟机的个数达到预设的个数阈值，或者输入输出口IO时延达到预设的时延阈值；
所述存储模块，用于存储父镜像副本，其中，所述父镜像副本为存储在共享存储系统中共享存储的父镜像的副本；
所述监控模块，用于在虚拟机需要到父镜像中查询数据时，先获取在本地存储器中存储父镜像副本的第一存储地址，访问本地存储器中所述第一存储地址下的父镜像副本，并查询数据；
若在存储于本地存储器中的所述父镜像副本中没有查询得到数据，获取在网络侧共享存储系统中存储父镜像的第二存储地址，访问网络侧的共享存储系统中所述第二存储地址下的父镜像，并查询数据。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述监控模块具体包括：
确定单元，用于在虚拟机需要查询数据时，从预置的数据查询指示中，确定本次需要查询的数据是存储在所述虚拟机对应的子镜像中，还是存储在父镜像中；
子镜像访问单元，用于当所述确定单元确定本次需要查询的数据是存储在所述子镜像中时，访问所述虚拟机对应的子镜像，并查询数据；
父镜像访问单元，用于当所述确定单元确定本次需要查询的数据是存储在所述父镜像中时，先获取在本地存储器中存储父镜像副本的第一存储地址，访问本地存储器中所述第一存储地址下的父镜像副本，并查询数据；
若在存储于本地存储器中的所述父镜像副本中没有查询得到数据，获取在网络侧共享存储系统中存储父镜像的第二存储地址，访问网络侧的共享存储系统中所述第二存储地址下的父镜像，并查询数据。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，还包括：
缓存模块，用于获取所述父镜像副本中的常用副本数据，并缓存所述获取的常用副本数据，所述常用副本数据包括所述父镜像副本中常被查询的数据。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述父镜像访问单元包括：
地址获取子单元，用于获取在本地存储器中存储父镜像副本的第一存储地址，所述第一存储地址预置在本地存储器中；
第一访问子单元，用于根据所述第一存储地址，到所述缓存模块中缓存的常用副本数据中查询数据；
第二访问子单元，用于若在所述第一访问子单元在缓存模块中缓存的常用副本数据中没有查询得到数据时，再访问本地存储器中所述第一存储地址下的父镜像副本，查询数据；
所述地址获取子单元还用于若在所述第二访问子单元在父镜像副本中没有查询得到数据，获取在网络侧共享存储系统中存储父镜像的第二存储地址，所述第二存储地址预置在本地存储器中；
第三访问子单元，用于根据所述第二存储地址，到共享存储系统的共享缓存中缓存的常用父镜像数据中查询数据，所述常用父镜像数据包括所述父镜像中常被查询的数据，其中，所述共享存储系统是在监测到子镜像的个数达到预设的阈值时将所述常用父镜像数据缓存到共享存储系统共享缓存中的；
第四访问子单元，用于若在所述第三访问子单元在共享存储系统的共享缓存中缓存的常用父镜像数据中没有查询得到数据，访问网络侧的共享存储系统中所述第二存储地址下的父镜像，并查询数据。
12.如权利要求8-11任一项所述的装置，其特征在于，还包括：
标识检测模块，用于在虚拟机需要到父镜像中查询数据时，根据预置的访问标识判断是否优先访问本地存储的父镜像副本；
若是，则通知所述监控模块先获取在本地存储器中存储父镜像副本的第一存储地址，访问本地存储器中所述第一存储地址下的父镜像副本，并查询数据；
否则，通知所述监控模块直接获取在网络侧共享存储系统中存储父镜像的第二存储地址，访问网络侧的共享存储系统中所述第二存储地址下的父镜像，并查询数据。
13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，还包括：
判断模块，用于迁移源计算机节点的虚拟机至本端时，判断本端是否存储有所述源计算机节点的虚拟机对应的父镜像副本；
迁移模块，用于在所述判断模块的判断结果为是时，将源计算机节点的虚拟机迁移至本端；在所述判断模块的判断结果为否时，将所述访问标识置为用于表明优先访问共享存储系统共享存储的父镜像的标识，并将源计算机节点的虚拟机迁移至本端；并在迁移完成且确定本端获取并存储了所述源计算机节点的虚拟机对应的父镜像副本后，将所述访问标识置为用于表明优先本地存储的父镜像副本的标识。
14.一种镜像文件访问系统，其特征在于，包括共享存储系统和至少一个计算机节点，其中，所述共享存储系统用于存储父镜像和子镜像；所述计算机节点包括如权利要求8-13任一项所述的镜像文件访问装置。
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