CN102882955A - 一种集群存储系统的扩展方法及装置 - Google Patents

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张敬海
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Abstract

本发明公开了一种集群存储系统的扩展方法，该方法包括：建立包含性能模块和容量模块的基础扩展模块；根据所述基础扩展模块所能提供的性能和容量以及扩展后集群存储系统的目标性能和容量确定扩展所用的基础扩展模块的数量N；使用N个基础扩展模块对所述集群存储系统进行扩展。该方法能够简化集群存储系统的扩展过程，使扩展后的集群存储系统的性能和容量达到均衡。本发明还公开了一种集群存储系统的扩展装置。

Description

一种集群存储系统的扩展方法及装置
技术领域
本发明涉及集群技术领域，尤其涉及的是一种集群存储系统的扩展方法及装置。
背景技术
计算机集群(简称集群)是一种计算机系统，通过一组松散集成的计算机软件和硬件连接起来高度紧密地协作完成计算工作。目前，由于个人及企业数据的大量增长，集群存储系统发展迅速，但是，用户对集群存储系统的性能要求和容量要求不是一成不变的，当用户需求变化后，原有的集群存储系统不得不重新部署，由于随意地增加性能模块或容量模块会破坏集群存储系统的整体性能，因此，集群存储系统的扩展需要经过复杂的调优过程。
因此，为了简化现有集群存储系统的扩展，需要一种改进的集群存储系统的扩展方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种集群存储系统的扩展方法及装置，能够简化集群存储系统的扩展过程，使扩展后的集群存储系统的性能和容量达到均衡。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种集群存储系统的扩展方法，该方法包括：
建立包含性能模块和容量模块的基础扩展模块；
根据所述基础扩展模块所能提供的性能和容量以及扩展后集群存储系统的目标性能和容量确定扩展所用的基础扩展模块的数量N；
使用N个基础扩展模块对所述集群存储系统进行扩展。
进一步地，上述方法还可具有以下特征：
根据所述基础扩展模块所能提供的性能和容量以及可扩展集群存储系统的目标性能和容量确定扩展所用的基础扩展模块的数量N，包括：
计算基础扩展模块所能提供的性能和容量；
确定满足扩展条件的N值的集合S，S＝{Ni}，所述扩展条件包括：Ni个基础扩展模块所能提供的总性能不低于扩展后集群存储系统的目标性能，且Ni个基础扩展模块所能提供的总容量不低于扩展后集群存储系统的目标容量；
从所述集合S中选定一个Ni的值作为最终的N值。
进一步地，上述方法还可具有以下特征：
Ni个基础扩展模块所能提供的总性能P为每一个基础扩展模块所能提供的性能Pt的累加和，
Figure BDA00002154227300021
Ni个基础扩展模块所能提供的总容量C为每一个基础扩展模块所能提供的容量Ct的累加和，
Figure BDA00002154227300022
进一步地，上述方法还可具有以下特征：
使用N个基础扩展模块对所述集群存储系统进行扩展，包括：将N个基础扩展模块分别连接到所述集群存储系统的交换机的端口上，通过所述交换机进行性能和容量的聚合；或者，将N个基础扩展模块分别连接到所述集群存储系统的服务器上，通过所述服务器上运行的分布式文件系统进行性能和容量的聚合。
进一步地，上述方法还可具有以下特征：
所述基础扩展模块包括一个或多个性能模块，其中每一个性能模块实际连接的容量模块的数量m满足下述条件：mmin≤m≤mmax；其中，mmin为性能模块发挥最大性能最少需要连接的容量模块数，mmax为性能模块所能连接的最大容量模块数。
为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种集群存储系统的扩展装置，该装置包括：
系统配置模块，用于建立包含性能模块和容量模块的基础扩展模块；
系统计算模块，用于根据所述基础扩展模块所能提供的性能和容量以及扩展后集群存储系统的目标性能和容量确定扩展所用的基础扩展模块的数量N；
系统扩展模块，用于使用N个基础扩展模块对所述集群存储系统进行扩展。
进一步地，上述装置还可具有以下特征：
根据所述基础扩展模块所能提供的性能和容量以及可扩展集群存储系统的目标性能和容量确定扩展所用的基础扩展模块的数量N，包括：
计算基础扩展模块所能提供的性能和容量；
确定满足扩展条件的N值的集合S，S＝{Ni}，所述扩展条件包括：Ni个基础扩展模块所能提供的总性能不低于扩展后集群存储系统的目标性能，且Ni个基础扩展模块所能提供的总容量不低于扩展后集群存储系统的目标容量；
从所述集合S中选定一个Ni的值作为最终的N值。
进一步地，上述装置还可具有以下特征：
Ni个基础扩展模块所能提供的总性能P为每一个基础扩展模块所能提供的性能Pt的累加和，
Ni个基础扩展模块所能提供的总容量C为每一个基础扩展模块所能提供的容量Ct的累加和，
Figure BDA00002154227300032
进一步地，上述装置还可具有以下特征：
使用N个基础扩展模块对所述集群存储系统进行扩展，包括：将N个基础扩展模块分别连接到所述集群存储系统的交换机的端口上，通过所述交换机进行性能和容量的聚合；或者，将N个基础扩展模块分别连接到所述集群存储系统的服务器上，通过所述服务器上运行的分布式文件系统进行性能和容量的聚合。
进一步地，上述装置还可具有以下特征：
所述基础扩展模块包括一个或多个性能模块，其中每一个性能模块实际连接的容量模块的数量m满足下述条件：mmin≤m≤mmax；其中，mmin为性能模块发挥最大性能最少需要连接的容量模块数，mmax为性能模块所能连接的最大容量模块数。
与现有技术相比，本发明提供的一种集群存储系统的扩展方法及装置，建立包含性能模块和容量模块的基础扩展模块，根据所述基础扩展模块所能提供的性能和容量以及扩展后集群存储系统的目标性能和容量确定扩展所用的基础扩展模块的数量N，使用N个基础扩展模块对所述集群存储系统进行扩展，能够简化集群存储系统的扩展过程，使扩展后的集群存储系统的性能和容量达到均衡。
附图说明
图1为本发明实施例的一种集群存储系统的扩展方法的流程图。
图2为本发明实施例的一种集群存储系统的扩展装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
如图1所示，本发明实施例提供了一种集群存储系统的扩展方法，该方法包括：
S10，建立包含性能模块和容量模块的基础扩展模块；
S20，根据所述基础扩展模块所能提供的性能和容量以及扩展后集群存储系统的目标性能和容量确定扩展所用的基础扩展模块的数量N；
S30，使用N个基础扩展模块对所述集群存储系统进行扩展。
步骤S10进一步包括下述特征：
其中，基础扩展模块中包含的性能模块用于提升集群存储系统的性能(如带宽、每秒进行读写I/O操作的次数(Input/Output Operations Per Second，IOPS))；所述性能模块包括，控制器；
其中，基础扩展模块中包含的容量模块用于增加集群存储系统的容量；所述容量模块包括：硬盘或磁盘簇(Just a Bunch Of Disks，JBOD)；
其中，所述基础扩展模块包括一个或多个性能模块，其中每一个性能模块实际连接的容量模块的数量m满足下述条件：mmin≤m≤mmax；其中，mmin为性能模块发挥最大性能最少需要连接的容量模块数，mmax为性能模块所能连接的最大容量模块数。
其中，基础扩展模块包含的性能模块的数量和容量模块的数量具有一个合理的比例，该比例使得基础扩展模块的性能和容量保持均衡，也使得扩展后的集群存储系统的性能和容量保持均衡。
步骤S20进一步包括下述特征：
其中，根据所述基础扩展模块所能提供的性能和容量以及可扩展集群存储系统的目标性能和容量确定扩展所用的基础扩展模块的数量N，包括：
计算基础扩展模块所能提供的性能和容量；
确定满足扩展条件的N值的集合S，S＝{Ni}，所述扩展条件包括：Ni个基础扩展模块所能提供的总性能不低于扩展后集群存储系统的目标性能，且Ni个基础扩展模块所能提供的总容量不低于扩展后集群存储系统的目标容量；
从所述集合S中选定一个Ni作为最终的N值。
其中，Ni个基础扩展模块所能提供的总性能P为每一个基础扩展模块所能提供的性能Pt的累加和，
Figure BDA00002154227300051
Ni个基础扩展模块所能提供的总容量C为每一个基础扩展模块所能提供的容量Ct的累加和，
Figure BDA00002154227300052
优选地，从所述集合S中选定一个Ni作为最终的N值，包括：从所述集合S中选定数值最小的Ni作为最终的N值。一般地，降低扩展用的基础扩展模块的数量能够节约成本，但是，如果成本允许，则适当增加基础扩展模块的数量能够进一步保障系统的运行(实际上，多个基础扩展模块聚合后性能和容量会有所损失)。
步骤S30进一步包括下述特点：
其中，使用N个基础扩展模块对所述集群存储系统进行扩展，包括：将N个基础扩展模块分别连接到所述集群存储系统的交换机的端口上，通过所述交换机进行性能和容量的聚合；或者，将N个基础扩展模块分别连接到所述集群存储系统的服务器上，通过所述服务器上运行的分布式文件系统进行性能和容量的聚合。
如图2所示，本发明实施例提供了一种集群存储系统的扩展装置，该装置包括：
系统配置模块，用于建立包含性能模块和容量模块的基础扩展模块；
系统计算模块，用于根据所述基础扩展模块所能提供的性能和容量以及扩展后集群存储系统的目标性能和容量确定扩展所用的基础扩展模块的数量N；
系统扩展模块，用于使用N个基础扩展模块对所述集群存储系统进行扩展。
该装置进一步包括下述特征：
其中，基础扩展模块中包含的性能模块用于提升集群存储系统的性能，所述性能模块包括，控制器；基础扩展模块中包含的容量模块用于增加集群存储系统的容量，所述容量模块包括：硬盘或磁盘簇JBOD。
其中，所述基础扩展模块包括一个或多个性能模块，其中每一个性能模块实际连接的容量模块的数量m满足下述条件：mmin≤m≤mmax；其中，mmin为性能模块发挥最大性能最少需要连接的容量模块数，mmax为性能模块所能连接的最大容量模块数。因此，基础扩展模块包含的性能模块的数量和容量模块的数量具有一个合理的比例，该比例使得基础扩展模块的性能和容量保持均衡，也使得扩展后的集群存储系统的性能和容量保持均衡。
其中，根据所述基础扩展模块所能提供的性能和容量以及可扩展集群存储系统的目标性能和容量确定扩展所用的基础扩展模块的数量N，包括：
计算基础扩展模块所能提供的性能和容量；
确定满足扩展条件的N值的集合S，S＝{Ni}，所述扩展条件包括：Ni个基础扩展模块所能提供的总性能不低于扩展后集群存储系统的目标性能，且Ni个基础扩展模块所能提供的总容量不低于扩展后集群存储系统的目标容量；
从所述集合S中选定一个Ni的值作为最终的N值。
其中，Ni个基础扩展模块所能提供的总性能P为每一个基础扩展模块所能提供的性能Pt的累加和，
Figure BDA00002154227300071
Ni个基础扩展模块所能提供的总容量C为每一个基础扩展模块所能提供的容量Ct的累加和，
Figure BDA00002154227300072
其中，使用N个基础扩展模块对所述集群存储系统进行扩展，包括：将N个基础扩展模块分别连接到所述集群存储系统的交换机的端口上，通过所述交换机进行性能和容量的聚合；或者，将N个基础扩展模块分别连接到所述集群存储系统的服务器上，通过所述服务器上运行的分布式文件系统进行性能和容量的聚合。
上述实施例提供的一种集群存储系统的扩展方法及装置，建立包含性能模块和容量模块的基础扩展模块，根据所述基础扩展模块所能提供的性能和容量以及扩展后集群存储系统的目标性能和容量确定扩展所用的基础扩展模块的数量N，使用N个基础扩展模块对所述集群存储系统进行扩展，能够简化集群存储系统的扩展过程，使扩展后的集群存储系统的性能和容量达到均衡。
本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现，相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。
需要说明的是，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种集群存储系统的扩展方法，该方法包括：
建立包含性能模块和容量模块的基础扩展模块；
根据所述基础扩展模块所能提供的性能和容量以及扩展后集群存储系统的目标性能和容量确定扩展所用的基础扩展模块的数量N；
使用N个基础扩展模块对所述集群存储系统进行扩展。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
根据所述基础扩展模块所能提供的性能和容量以及可扩展集群存储系统的目标性能和容量确定扩展所用的基础扩展模块的数量N，包括：
计算基础扩展模块所能提供的性能和容量；
确定满足扩展条件的N值的集合S，S＝{Ni}，所述扩展条件包括：Ni个基础扩展模块所能提供的总性能不低于扩展后集群存储系统的目标性能，且Ni个基础扩展模块所能提供的总容量不低于扩展后集群存储系统的目标容量；
从所述集合S中选定一个Ni的值作为最终的N值。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：
Ni个基础扩展模块所能提供的总性能P为每一个基础扩展模块所能提供的性能Pt的累加和，
Figure FDA00002154227200011
Ni个基础扩展模块所能提供的总容量C为每一个基础扩展模块所能提供的容量Ct的累加和，
4.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于：
使用N个基础扩展模块对所述集群存储系统进行扩展，包括：将N个基础扩展模块分别连接到所述集群存储系统的交换机的端口上，通过所述交换机进行性能和容量的聚合；或者，将N个基础扩展模块分别连接到所述集群存储系统的服务器上，通过所述服务器上运行的分布式文件系统进行性能和容量的聚合。
5.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于：
所述基础扩展模块包括一个或多个性能模块，其中每一个性能模块实际连接的容量模块的数量m满足下述条件：mmin≤m≤mmax；其中，mmin为性能模块发挥最大性能最少需要连接的容量模块数，mmax为性能模块所能连接的最大容量模块数。
6.一种集群存储系统的扩展装置，该装置包括：
系统配置模块，用于建立包含性能模块和容量模块的基础扩展模块；
系统计算模块，用于根据所述基础扩展模块所能提供的性能和容量以及扩展后集群存储系统的目标性能和容量确定扩展所用的基础扩展模块的数量N；
系统扩展模块，用于使用N个基础扩展模块对所述集群存储系统进行扩展。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于：
根据所述基础扩展模块所能提供的性能和容量以及可扩展集群存储系统的目标性能和容量确定扩展所用的基础扩展模块的数量N，包括：
计算基础扩展模块所能提供的性能和容量；
确定满足扩展条件的N值的集合S，S＝{Ni}，所述扩展条件包括：Ni个基础扩展模块所能提供的总性能不低于扩展后集群存储系统的目标性能，且Ni个基础扩展模块所能提供的总容量不低于扩展后集群存储系统的目标容量；
从所述集合S中选定一个Ni的值作为最终的N值。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于：
Ni个基础扩展模块所能提供的总性能P为每一个基础扩展模块所能提供的性能Pt的累加和，
Figure FDA00002154227200021
Ni个基础扩展模块所能提供的总容量C为每一个基础扩展模块所能提供的容量Ct的累加和，
Figure FDA00002154227200022
9.如权利要求6-8中任一项所述的装置，其特征在于：
使用N个基础扩展模块对所述集群存储系统进行扩展，包括：将N个基础扩展模块分别连接到所述集群存储系统的交换机的端口上，通过所述交换机进行性能和容量的聚合；或者，将N个基础扩展模块分别连接到所述集群存储系统的服务器上，通过所述服务器上运行的分布式文件系统进行性能和容量的聚合。
10.如权利要求6-8中任一项所述的装置，其特征在于：
所述基础扩展模块包括一个或多个性能模块，其中每一个性能模块实际连接的容量模块的数量m满足下述条件：mmin≤m≤mmax；其中，mmin为性能模块发挥最大性能最少需要连接的容量模块数，mmax为性能模块所能连接的最大容量模块数。
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