CN102812458A - 文件系统的挂载方法、装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于计算机领域，尤其提供一种文件系统的挂载方法、装置及系统，该方法包括：在需要挂载存储体的文件系统时，向网络远端的已挂载该存储体文件系统的节点请求该挂载对应的元数据；接收该已挂载该存储体文件系统的节点发送的元数据，将元数据缓存在内存中；根据该元数据挂载该存储体的文件系统；其中，网络带宽高于所述存储体输入输出IO带宽。本发明提供的技术方案具有文件系统挂载时间短，操作系统读写效率高的优点。
Description
本发明涉及计算机领域，尤其涉及一种文件系统的挂载方法、装置及系统。
文件系统是操作系统的重要组成部分，操作系统要对磁盘进行读写操作，一般均需要挂载该磁盘的文件系统。文件系统挂载过程需要读取磁盘中的特定文件系统的元数据，对于容量达TB级甚至PB级的文件系统，有大量的元数据，所以挂载一个文件系统通常需要消耗一定时间。
现有技术提供的文件系统的挂载方法通常采用向该文件系统所在的磁盘请求元数据，元数据包括：超级块对象、根目录和根目录的文件控制块（需要说明的是，上述元数据是必须的元数据，在实际情况中，元数据还可以包括其他的非必须数据），将该元数据分别读入内存后，验证所读取数据的正确性，然后逐个进行解析，生成内存中的元数据结构。
按照现有技术所提供的技术方案，发现现有技术中存在如下技术问题：
现有技术提供的技术方案是通过读取磁盘内的元数据来完成文件系统挂载的，在从磁盘读取元数据的过程中，受磁盘输入输出I/O接口速度的限制，从磁盘内读取元数据的时间长，影响整个文件系统的挂载时间，降低操作系统的读写效率。
本发明实施例提供一种文件系统的挂载方法，旨在解决现有技术的方法降低操作系统的读写效率的问题。
本发明实施例还提供一种文件系统的挂载装置。
本发明实施例还提供另一种文件系统元数据的发送装置。
本发明实施例还提供一种文件系统的挂载系统。
本发明实施例提供一种文件系统的挂载方法，包括：
向网络远端的已挂载该存储体文件系统的节点请求该挂载对应的元数据；
接收该已挂载该存储体文件系统的节点发送的元数据，将元数据缓存在内存中；
根据该元数据挂载该存储体的文件系统；
所述网络带宽高于所述存储体输入输出IO带宽。
另一种文件系统的挂载方法，包括：
从网络接收挂载请求；
收集内存中该挂载请求对应的元数据；
通过网络发送该挂载请求对应的元数据。
本发明实施例还提供一种文件系统的挂载装置，装置包括：
请求挂载单元，用于向网络远端的已挂载该存储体文件系统的节点请求该挂载对应的元数据；
接收缓存单元，用于接收该已挂载该存储体文件系统的节点发送的元数据，将元数据缓存在内存中；
挂载操作单元，用于根据该元数据挂载该存储体的文件系统；
所述网络带宽高于所述存储体输入输出IO带宽。
另一种文件系统元数据的发送装置，包括：
网络接收单元，用于从网络侧接收挂载请求；
收集单元，用于收集内存中该挂载请求对应的元数据；
网络发送单元，用于通过网络发送内存中该挂载请求对应的元数据。
进一步，本发明实施例还提供一种文件系统的挂载系统，所述系统包括：普通节点和已完成文件系统挂载的节点；其中，所述普通节点和已完成文件系统挂载的节点通过网络连接，且所述网络的带宽高于所述普通节点存储体输入输出IO带宽；
所述普通节点，用于在需要挂载存储体的文件系统时，向网络远端的所述已完成文件系统挂载的节点请求该挂载对应的元数据；
所述已完成文件系统挂载的节点，用于收集并通过网络发送内存中该挂载对应的元数据；
所述普通节点，还用于接收该挂载对应的元数据，将元数据缓存在内存中，并根据该元数据挂载该存储体的文件系统。
本发明与现有技术相比，有益效果在于：本发明实施例利用高速网络获取元数据，由于该方法不需要通过磁盘获取元数据，所以其减少了磁盘或磁体寻道等操作，具有节省文件系统的挂载时间，提高操作系统的读写效率的优点。
图1为发明具体实施方式提供的一种文件系统的挂载方法的流程图；
图2为本发明一实施例提供的网络连接图；
图3为本发明一实施例提供的一种文件系统的挂载方法的流程图；
图4为本发明另一实施例提供的一种文件系统的挂载方法的流程图；
图5为本发明具体实施方式提供的一种文件系统元数据的发送方法的流程图；
图6为本发明具体实施方式提供的一种文件系统的挂载装置的结构图；
图7为本发明具体实施方式提供的一种文件系统元数据的发送装置的结构图。
本发明具体实施例提供一种文件系统的挂载方法，该方法由网络中的节点完成，需要说明的是，上述网络的协议可以采用Infiniband，TCP/IP，Quadrics
Elan，Myrinet (MX and GM) and Cray等任意一种高速网络协议，该方法如图1所示，包括如下步骤：
S11、向网络远端的已挂载该存储体文件系统的节点请求该挂载对应的元数据；
S12、接收已挂载该存储体文件系统的节点发送的元数据；
S13、将元数据缓存在内存中；
S14、根据该元数据挂载该存储体的文件系统。
需要说明的是，上述存储体具体可以为：磁盘，当然还可以为磁体。
另外，上述方法中网络带宽需高于存储体IO的带宽。
本发明具体实施例提供的方法在进行文件系统的挂载时，对网络中已挂载该文件系统的节点请求该挂载对应的元数据，获取该元数据后，根据该元数据挂载该文件系统，由于上述网络的带宽高于磁盘IO的带宽，所以该方法获取元数据的速度也快于磁盘获取元数据的速度，所以其具有节省时间的优点，由于该方法获取元数据是通过网络方式获取的，其相对于从磁盘或磁体获取减少了磁盘或磁体寻道等操作，所以其具有减少操作，节省时间的优点，另外，由于该方法是从已挂载该存储体文件系统的节点的内存中获取元数据，并且也是缓存在本地内存中的，所以该方法不需要读取存储体内的元数据，所以其具有进一步节省时间的优点，所以本发明具体实施方式提供的方法具有文件系统挂载时间短，操作系统读写效率高的优点。
需要说明的是，上述已挂载该存储体文件系统的节点的数量可以为一个，也可以为多个，本发明具体实施方式并不限制该节点的具体数量。
需要说明的是，实现S14的方法具体可以采用下述方式中的任意一种：
方式A、当发起对存储体的元数据请求时，用缓存在内存中的元数据填充对应的元数据请求，对元数据解析后，应用解析后的元数据完成该存储体文件系统的挂载。
方式B、从存储体内获取该挂载的元数据，判断磁盘元数据（通过读取存储体获取的）和网络元数据（通过网络获取）的到达时间，对先到达的元数据解析，应用解析后的元数据完成该存储体文件系统的挂载。
需要说明的是，上述方式B中从存储体内获取该挂载的元数据的操作可以和S12同时执行。
本发明提供一实施例，本实施例实现的技术场景可以为：本实施例以网络中双节点共享挂载同一磁盘文件系统为例，本实施例的网络结构如图2所示，假设网络中有四个节点，分别为node1、node2、node3、node4，节点之间均通过高速网络互连，网络协议可以是Infiniband，TCP/IP，Quadrics
Elan，Myrinet (MX and GM) and Cray等任意一种高速网络；其中node1和node2可以为需要挂载shared
disk上的文件系统，为了方便说明，这里假设node1为已经通过某种方式完成shared
disk上的文件系统的挂载，node2是请求挂载文件系统的节点，本实施例提供一种文件系统的挂载方法的具体流程如图3所示，包括：
S31、node2发送shared disk的挂载请求；
S32、输入已挂载的节点node1；
需要说明的是，上述输入方式可以为手动输入，也可以由网络自动查找node1，本发明并不限制输入的具体方式。
S33、node2向node1发送挂载请求，向下执行非磁盘交互的挂载操作；
S34、node1收到该请求后，收集内存中的挂载所需元数据；
S35、node1将挂载元数据发送给node2；
S36、node2接收元数据，对该元数据解析得到挂载所需的文件系统元数据，例如超级块、块组描述符、根目录和索引节点等；
S37、node2执行到需要请求获取元数据时，使用解析后的元数据进行挂载操作；
S38、node2继续挂载操作，操作完成后，结束挂载。
本实施例提供的方法由node2通过网络获取node1的元数据，然后根据该元数据进行挂载，由于元数据的获取完全是通过网络获取的，所以该方法不用进行磁盘寻道操作，也不用进行多次IO操作，所以其具有系统挂载时间短，操作系统读写效率高的优点。
本发明具体实施方式还提供另一实施例，本实施例的实现场景与一实施例相同，本实施例提供的一种文件系统的挂载方法的具体流程如图4所示，包括：
S41、node2请求挂载，根据配置信息找到node1；
S42、node2向node1发送挂载请求，向磁盘发起数据请求；
S43、node2向下执行挂载操作（非磁盘交互操作）；
S44、node2接收node1发送的元数据，同时node2获取磁盘IO传输的超级块数据；
判断接收的node1的元数据是否到达，如是，执行S45A、S46A、S47；
S45A、node2解析元数据得到超级块、块组描述符、根目录和索引节点等；
S46A、node2在执行磁盘交互操作时，使用解析的元数据进行挂载中的磁盘交互操作；
如否，执行S45B-S46B；
S45B、node2接收磁盘的超级块数据，解析生成内存所需数据；再次判断接收的node1的元数据是否到达，如是，执行S45A、S46A
、S47;如否，执行S46B、S47；
S46B、node2继续通过磁盘交互完成文件系统挂载；
S47、继续挂载操作，操作完成后，结束挂载。
本实施例提供的方法的node2除了通过网络获取node1的元数据外，还通过磁盘方式获取元数据，并选择先到达的元数据进行挂载操作，所以其具有优化操作的优点。
本发明具体实施方式还提供一种文件系统元数据的发送方法，该方法由网络中的节点完成，该节点已经完成了存储体文件系统的挂载，该方法如图5所示，包括：
S51、从网络侧接收挂载请求；
S52、收集内存中该挂载请求对应的元数据；
S53、通过网络发送内存中该挂载请求对应的元数据。
本发明具体实施例提供的发送方法支持了上述文件系统的挂载方法的实现，使得文件系统的挂载方法具有系统挂载时间短，操作系统读写效率高的优点。
本发明具体实施方式还提供一种文件系统的挂载装置，该装置如图6所示，包括：
请求挂载单元61，用于向网络远端的已挂载该存储体文件系统的节点请求该挂载对应的元数据；
接收缓存单元62，用于接收该已挂载该存储体文件系统的节点发送的元数据，将元数据缓存在内存中；
挂载操作单元63，用于根据该元数据挂载该存储体的文件系统；
其中，上述网络带宽高于所述存储体输入输出IO带宽。
可选的，上述挂载操作单元63可以包括：
填充模块631，用于当发起对存储体的元数据请求时，用缓存在内存中的元数据填充对应的元数据请求，
解析挂载模块632，用于对元数据解析后，应用解析后的元数据完成该存储体文件系统的挂载。
可选的，挂载操作单元63可以包括：
获取模块633，用于接收该已挂载该存储体文件系统的节点发送的元数据的同时，从存储体内获取该挂载的元数据，
判断模块634，用于判断磁盘元数据和网络元数据的到达时间，
到达解析模块635，用于对所述判断模块判断的先到达的元数据解析，应用解析后的元数据完成该存储体文件系统的挂载。
本发明具体实施例提供的装置在进行文件系统的挂载时，对网络中已挂载该文件系统的节点请求该挂载对应的元数据，获取该元数据后，根据该元数据挂载该文件系统，由于上述网络的带宽高于磁盘IO的带宽，所以该装置获取元数据的速度也快于磁盘获取元数据的速度，所以其具有节省时间的优点，另外由于该装置获取元数据是通过网络方式获取的，其相对于从磁盘或磁体获取减少了磁盘或磁体寻道等操作，所以其具有减少操作，节省时间的优点，另外，由于该装置是从已挂载该存储体文件系统的节点的内存中获取元数据，并且也是缓存在本地内存中的，所以该装置不需要读取存储体内的元数据，所以其具有进一步节省时间的优点，所以本发明具体实施方式提供的装置具有文件系统挂载时间短，操作系统读写效率高的优点。
本发明具体实施方式还提供一种文件系统元数据的发送装置，该装置如图7所示，包括：
网络接收单元71，用于从网络侧接收挂载请求；
收集单元72，用于收集内存中该挂载请求对应的元数据；
网络发送单元73，用于通过网络发送内存中该挂载请求对应的元数据。
本发明具体实施例提供的发送装置支持了上述文件系统的挂载装置的实现，使得文件系统的挂载装置具有系统挂载时间短，操作系统读写效率高的优点。
本发明还提供一种文件系统的挂载系统，该系统包括:普通节点和已完成文件系统挂载的节点；其中，普通节点和已完成文件系统挂载的节点通过网络连接，且所述网络的带宽高于普通节点存储体输入输出IO带宽；
普通节点，用于在需要挂载存储体的文件系统时，向网络远端的所述已完成文件系统挂载的节点请求该挂载对应的元数据；
已完成文件系统挂载的节点，用于收集并通过网络发送内存中该挂载对应的元数据；
普通节点，还用于接收该挂载对应的元数据，将元数据缓存在内存中，并根据该元数据挂载该存储体的文件系统。
需要说明的是，上述普通节点的个数可以为1个或多个，本发明具体实施方式并不局限上述普通节点的个数，另外，上述已完成文件系统挂载的节点个数也可以为1个或多个，本发明具体实施方式也不显示该节点的具体数量。
本发明提供的系统在进行文件系统的挂载时，对网络中已挂载该文件系统的节点请求该挂载对应的元数据，获取该元数据后，根据该元数据挂载该文件系统，由于该系统获取元数据是通过网络方式获取的，其相对于从磁盘或磁体获取减少了磁盘或磁体寻道等操作，所以其具有减少操作，节省时间的优点，另外，由于上述网络的带宽高于磁盘IO的带宽，所以该系统获取元数据的速度也快于磁盘获取元数据的速度，所以其具有进一步节省时间的优点，另外，由于该系统是从已挂载该存储体文件系统的节点的内存中获取元数据，并且也是缓存在本地内存中的，所以该系统不需要读取存储体内的元数据，所以其具有进一步节省时间的优点，所以本发明具体实施方式提供的系统具有文件系统挂载时间短，操作系统读写效率高的优点。
综上所述，本发明具体实施方式提供的技术方案具有节省挂载时间，操作系统读写效率高的优点。
上述系统实施例中，所包括的各个模块或单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
本领域技术人员可以理解，本发明实施例提供的非线性容限的补偿方法中，其全部或部分步骤是可以通过程序指令相关的硬件来完成。比如可以通过计算机运行程来完成。该程序可以存储在可读取存储介质，例如，随机存储器、磁盘、光盘等。
Claims (9)
- 一种文件系统的挂载方法，其特征在于，所述方法包括：向网络远端的已挂载该存储体文件系统的节点请求该挂载对应的元数据；接收该已挂载该存储体文件系统的节点发送的元数据，将元数据缓存在内存中；根据该元数据挂载该存储体的文件系统；其中，所述网络带宽高于所述存储体输入输出IO带宽。
- 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据该元数据挂载该存储体的文件系统具体包括：当发起对存储体的元数据请求时，用缓存在内存中的元数据填充对应的元数据请求，对元数据解析后，应用解析后的元数据完成该存储体文件系统的挂载。
- 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法在接收该已挂载该存储体文件系统的节点发送的元数据的同时，还从存储体内获取该挂载的元数据，并判断磁盘元数据和网络元数据的到达时间，对先到达的元数据解析，应用解析后的元数据完成该存储体文件系统的挂载。
- 一种文件系统元数据的发送方法，其特征在于，所述方法包括：从网络接收挂载请求；收集内存中该挂载请求对应的元数据；通过网络发送该挂载请求对应的元数据。
- 一种文件系统的挂载装置，其特征在于，所述装置包括：请求挂载单元，用于向网络远端的已挂载该存储体文件系统的节点请求该挂载对应的元数据；接收缓存单元，用于接收该已挂载该存储体文件系统的节点发送的元数据，将元数据缓存在内存中；挂载操作单元，用于根据该元数据挂载该存储体的文件系统；其中，所述网络带宽高于所述存储体输入输出IO带宽。
- 根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述挂载操作单元包括：填充模块，用于当发起对存储体的元数据请求时，用缓存在内存中的元数据填充对应的元数据请求，解析挂载模块，用于对元数据解析后，应用解析后的元数据完成该存储体文件系统的挂载。
- 根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述挂载操作单元包括：获取模块，用于接收该已挂载该存储体文件系统的节点发送的元数据的同时，从存储体内获取该挂载的元数据，判断模块，用于判断磁盘元数据和网络元数据的到达时间，到达解析模块，用于对所述判断模块判断的先到达的元数据解析，应用解析后的元数据完成该存储体文件系统的挂载。
- 一种文件系统元数据的发送装置，其特征在于，所述装置包括：网络接收单元，用于从网络侧接收挂载请求；收集单元，用于收集内存中该挂载请求对应的元数据；网络发送单元，用于通过网络发送内存中该挂载请求对应的元数据。
- 一种文件系统的挂载系统，其特征在于，所述系统包括:普通节点和已完成文件系统挂载的节点；其中，所述普通节点和已完成文件系统挂载的节点通过网络连接，且所述网络的带宽高于所述普通节点存储体输入输出IO带宽；所述普通节点，用于在需要挂载存储体的文件系统时，向网络远端的所述已完成文件系统挂载的节点请求该挂载对应的元数据；所述已完成文件系统挂载的节点，用于收集并通过网络发送内存中该挂载对应的元数据；所述普通节点，还用于接收该挂载对应的元数据，将元数据缓存在内存中，并根据该元数据挂载该存储体的文件系统。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20121205 |