CN103024065A - 用于云存储系统的系统配置管理方法 - Google Patents

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张健
苗艳超
刘新春
邵宗有
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Abstract

本发明提供了一种用于云存储系统的系统配置管理方法，其中，管理节点向多个服务节点发送具有系统配置更新数据的系统配置更新请求，并建立更新记录信息，更新记录信息具有与多个服务节点相对应的多个接收状态；多个服务节点中接收到系统配置更新请求的服务节点向管理节点发送系统配置更新响应；以及管理节点根据系统配置更新响应将与系统配置更新响应所对应的服务节点的接收状态改变为已接收状态，并向接收状态未改变的服务节点发送系统配置更新请求直至所有服务节点都接收到系统配置更新请求为止。利用该方法能够保证管理节点对所有的服务节点的系统配置更新的管理和控制。避免了管理节点集中控制失效的问题，从而保证系统配置一致性。

Description

用于云存储系统的系统配置管理方法
技术领域
本发明一般地涉及计算机技术领域，更具体地来说，涉及云存储系统。
背景技术
云存储系统的系统配置一致性是指：系统在部署时设置了初始配置(包括节点配置、磁盘配置、网络配置、文件系统配置、系统参数配置、配额配置等等)，系统启动后进行服务的过程中，系统的配置会发生变化，如节点的上线和下线、磁盘的添加和删除、网络连接异常、创建删除文件系统、配额规则更新等等，而云存储系统的运行需要及时探测到系统配置的变化，并根据系统配置的变化采取相应的动作，如删除磁盘或磁盘坏的情况下需要进行数据的修复。管理节点在云存储系统部署运行的过程中管理和维护着系统配置，当系统配置发生变化时管理节点需要通知系统内的服务节点和客户节点(通过索引服务器间接通知)。
现有技术中，通常采用基于管理节点总控模式和消息重发机制的云存储系统管理方法，这种管理方法能够处理大多数情况下的系统配置变化事件，消息重发机制也会在一定程度上保证消息的可达性。但是在节点宕机或服务异常终止的情况下，管理节点无法控制消息正确无误的发送，而且管理节点服务的异常终止也会造成消息发送结果的不可知性。所以会出现管理节点集中控制失效的问题，难以保证系统配置的一致性。
发明内容
针对现有技术中在节点宕机或服务异常终止的情况下，会造成管理节点集中控制失效的问题，从而难以保证系统配置的一致性的缺陷，本发明提出了能够解决上述缺陷的用于云存储系统的系统配置管理方法。
本发明提供了一种用于云存储系统的系统配置管理方法，其包括：管理节点向多个服务节点发送具有系统配置更新数据的系统配置更新请求，并建立更新记录信息，更新记录信息具有与多个服务节点相对应的多个接收状态；多个服务节点中接收到系统配置更新请求的服务节点向管理节点发送系统配置更新响应；以及管理节点根据系统配置更新响应将与系统配置更新响应所对应的服务节点的接收状态改变为已接收状态，并向接收状态未改变的服务节点发送系统配置更新请求直至所有服务节点都接收到系统配置更新请求为止。
优选地，在管理节点向多个服务节点发送系统配置更新请求之前，管理节点根据系统配置更新数据对自身进行更新。
优选地，管理节点定时向接收状态未改变的服务节点发送系统配置更新请求直至所有服务节点都接收到系统配置更新请求为止。
优选地，系统配置更新数据包括第二系统版本号，其中，当服务节点与管理节点建立连接时，服务节点向管理节点发送具有第一系统版本号的信息；管理节点将第一系统版本号与第二系统版本号进行比较；以及当第一系统版本号低于第二系统版本号时，管理节点向服务节点发送系统配置更新请求。
优选地，系统配置管理方法还包括：管理节点向多个客户节点发送系统配置更新请求；多个客户节点中接收到系统配置更新请求的客户节点向管理节点发送系统配置更新响应；以及管理节点根据系统配置更新响应将与系统配置更新响应所对应的客户节点的接收状态改变为已接收状态，并向接收状态未改变的客户节点发送系统配置更新请求直至所有客户节点都接收到系统配置更新请求为止，其中，更新记录信息具有与多个客户节点相对应的多个接收状态。
优选地，管理节点定时向接收状态未改变的客户节点发送系统配置更新请求直至所有客户节点都接收到系统配置更新请求为止。
优选地，在多个客户节点被管理节点授权并与管理节点建立连接以后并且在服务节点更新以后，服务节点向多个客户节点中的每一个都发送指示服务节点已更新的指示信息。
优选地，在客户节点启动初始化时，向管理节点发送连接建立信息；以及管理节点向发送连接建立信息的客户节点发送系统配置更新请求。
优选地，接收到系统配置更新请求的客户节点对系统配置数据进行存储。
优选地，在更新记录信息发送日志表中建立更新记录信息，其中，当与所有的多个服务节点和多个客户节点相对应的接收状态都变为已接收状态时，管理节点将更新记录信息从更新记录信息发送日志表中删除。
利用本发明的系统配置管理方法的云存储系统，即使在节点宕机或服务异常终止的情况下，管理节点也能够控制消息正确无误的发送给服务节点和客户节点，避免了管理节点集中控制失效的问题，从而能够保证系统配置的一致性。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。在附图中：
图1为根据本发明的实施例的包括管理节点、服务节点和客户节点的云存储系统的结构图；
图2为根据本发明的实施例的管理节点向服务节点发送系统配置信息的系统配置管理方法的流程图；
图3为根据本发明的实施例的在服务节点与管理节点建立连接的情况下的系统配置管理方法的流程图；
图4为根据本发明的实施例的管理节点向客户节点发送系统配置信息的系统配置管理方法的流程图；以及
图5为根据本发明的实施例的在客户节点被管理节点授权并与管理节点建立连接的条件下的系统配置管理方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
图1为根据本发明的实施例的包括管理节点、服务节点和客户节点的云存储系统的结构图。其中，云存储系统中包括相互连接的多个服务器，简称为节点。管理节点为管理节点的节点；服务节点为云存储系统中的存储节点；以及客户节点是访问云存储系统的节点。该云存储系统100包括：管理节点102；服务节点104至服务节点106，其中，服务节点可以包括多个(例如，M个，M大于1)，服务节点的数量M根据云存储系统的需要进行配置；以及客户节点108至客户节点110，其中，客户节点的数量可以包括一个或多个(例如，N个，N大于等于1)，即，访问云存储系统的客户端的数量可以N个。
图2为根据本发明的实施例的管理节点向服务节点发送系统配置信息的系统配置管理方法的流程图。用于云存储系统的系统配置管理方法包括：在步骤202中，管理节点向多个服务节点发送具有系统配置更新数据的系统配置更新请求，并建立更新记录信息，更新记录信息具有与多个服务节点相对应的多个接收状态；在步骤204中，多个服务节点中接收到系统配置更新请求的服务节点向管理节点发送系统配置更新响应；以及在步骤206中，管理节点根据系统配置更新响应将与系统配置更新响应所对应的服务节点的接收状态改变为已接收状态，并向接收状态未改变的服务节点发送系统配置更新请求直至所有服务节点都接收到系统配置更新请求为止。
利用本发明的系统配置管理方法，管理节点通过系统配置更新数据发送给多个服务节点，然后，定时查询更新记录信息并再次向更新记录信息的接收状态未改变的服务节点发送系统配置更新数据，从而不但减少了管理节点的工作量，而且能够保证将系统配置更新数据发送至所有的服务节点，克服了管理节点集中控制失效的问题，能够更好地对所有服务节点进行管理和控制，从而能够保证云存储系统的系统配置的一致性。
在管理节点向多个服务节点发送系统配置更新请求之前，管理节点根据系统配置更新数据对自身进行更新。具体地，管理节点可以在向多个服务节点发送系统配置更新请求之前，根据系统配置的实时变化，对其系统配置进行更新，即，更新系统配置文件和存储在内存中的系统配置信息。
管理节点定时向接收状态未改变的服务节点发送系统配置更新请求直至所有服务节点都接收到系统配置更新请求为止。其中，每个更新记录信息都包括消息内容和发送记录，其中，消息内容是系统配置更新的具体事件；发送记录是标记服务节点接收到系统配置更新请求的比特位，即，服务节点的接收状态。例如，当管理节点接收到来自服务节点的系统配置更新响应以后，将与该服务节点相对应的比特位设置为1，否则为0。在另一个实施例中，当管理节点接收到来自服务节点的系统配置更新响应以后，将与该服务节点相对应的比特位设置为0，否则为1。管理节点可以定期查询多个比特位，并且继续向比特位为0(接收状态未改变)的服务节点发送系统配置更新请求，直到所有的服务节点都接收到系统配置更新请求为止。
在管理节点向服务节点发送系统配置更新请求时，某些服务节点可能由于服务节点宕机或服务异常终止而无法接收到来自管理节点的系统配置更新请求。为了解决这种问题，下文中将对服务节点重新启动或者恢复服务以后的系统配置方法进行详细描述。
图3为根据本发明的实施例的在服务节点与管理节点建立连接的情况下的系统配置管理方法的流程图。系统配置更新数据包括第二系统版本号，其中，当服务节点与管理节点建立连接时，在步骤302中，服务节点向管理节点发送具有第一系统版本号的信息；在步骤304中，管理节点将第一系统版本号与第二系统版本号进行比较；以及在步骤306中，当第一系统版本号低于第二系统版本号时，管理节点向服务节点发送系统配置更新请求。
具体地，当服务节点重新启动或者恢复服务以后，在与管理节点重新建立连接时，为了及时对该服务节点的系统配置进行更新，该服务节点可以主动向管理节点发送具有第一系统版本号的信息，管理节点将第一系统版本号与管理节点更新后的第二系统版本号进行比较。当管理节点确定服务节点第一系统版本号低于其第二系统版本号并且需要更新时，管理节点立即向服务节点发送系统配置更新请求，以确保能够对该服务节点进行及时更新。
利用这种方法对服务节点进行系统配置更新，管理节点可以更有效地控制多个服务节点，在一个服务节点宕机或服务异常终止无法接收到来自管理节点的系统配置更新请求情况下，当该服务节点恢复正常并且与管理节点重新建立连接时，服务节点可以及时将其系统版本号汇报给管理节点，管理节点通过比较和分析，及时向该服务节点发送系统配置更新请求，而不需要等待管理节点下一次向该服务节点发送系统配置更新请求，从而缩小了该服务节点的等待时间，进一步缩短了管理节点对所有服务节点进行更新的时间，从而能够更好地保证管理节点和服务节点的系统配置的一致性。
因此，当存储系统配置(节点配置或磁盘配置等)发生变化时，管理节点首先完成与各服务节点的系统配置信息的同步，具体操作如上述图2和图3的操作描述。接下来管理节点实现与客户节点同步。
图4为根据本发明的实施例的管理节点向客户节点发送系统配置信息的系统配置管理方法的流程图。系统配置管理方法还包括：在步骤402中，管理节点向多个客户节点发送系统配置更新请求；在步骤404中，多个客户节点中接收到系统配置更新请求的客户节点向管理节点发送系统配置更新响应；以及在步骤406中，管理节点根据系统配置更新响应将与系统配置更新响应所对应的客户节点的接收状态改变为已接收状态，并向接收状态未改变的客户节点发送系统配置更新请求直至所有客户节点都接收到系统配置更新请求为止，其中，更新记录信息具有与多个客户节点相对应的多个接收状态。具体地，管理节点定时向接收状态未改变的客户节点发送系统配置更新请求直至所有客户节点都接收到系统配置更新请求为止。
利用本发明的系统配置管理方法，管理节点通过系统配置更新数据发送给多个客户节点，然后，定时查询更新记录信息并再次向更新记录信息的接收状态未改变的客户节点发送系统配置更新数据，从而不但减少了管理节点的工作量，而且能够保证将系统配置更新数据发送至所有的客户节点，克服了管理节点集中控制失效的问题，能够更好地对所有客户节点进行管理和控制，从而能够保证云存储系统的系统配置的一致性。
在多个客户节点被管理节点授权并与管理节点建立连接以后并且在服务节点更新以后，即，在系统的客户节点运行过程中并且在服务节点更新以后，服务节点向多个客户节点中的每一个都发送指示服务节点已更新的指示信息。在其他实施例中，客户节点与服务节点中的索引服务节点进行交互，来探测节点配置信息和磁盘配置信息的更新。具体地，客户节点在访问存储系统时，如创建文件或目录等，需要由所述服务节点中的索引服务器节点来分配服务节点中的数据服务器及其上的磁盘，若分配失败则访问操作失败。若客户节点未接收到索引服务器节点分配的结果(数据服务器和磁盘)则访问失败，否则检测索引服务器节点分配的数据服务器和磁盘是否在本地的服务器列表和磁盘列表中，若不在，则访问失败。从而客户节点通过与服务节点或者服务节点中的索引服务器进行信息交互，能够及时了解到系统配置更新的具体情况。
图5为根据本发明的实施例的在客户节点被管理节点授权并与管理节点建立连接的情况下的系统配置管理方法的流程图。如果因为客户节点故障、网络连接故障等，客户节点没有接收到系统配置更新请求的情况下，在步骤502中，客户节点在启动初始化时向管理节点发送连接建立信息；具体地，客户节点在启动时建立与管理节点的连接，然后，客户节点向管理节点发送获取授权消息，管理节点启动相应的授权操作，若授权操作失败，客户节点退出存储系统。在步骤504中，管理节点向发送连接建立信息的客户节点发送系统配置更新请求。具体地，管理节点在完成客户节点授权后向客户节点发送节点配置信息、磁盘配置信息、存储系统参数信息等，若由于网络连接等问题发送失败，则客户节点退出存储系统。
在客户节点被管理节点授权并与管理节点建立连接以后，客户节点可以主动向管理节点发送连接建立信息，并且管理节点在接收到该连接建立信息以后，立即向客户节点发送系统配置更新请求，而无需等待管理节点下一次向该客户节点继续发送系统配置更新请求。从而缩短了客户节点的等待时间，进一步缩短了管理节点对所有客户节点进行更新的时间，从而能够更好地保证管理节点和客户节点的系统配置的一致性。
接收到系统配置更新请求的客户节点对系统配置更新数据进行存储。具体地，客户节点在接收到系统配置更新请求以后，将系统配置更新数据存储在其内存中，并且根据该系统配置更新数据及时与已删除的节点断开，并且与新添加的节点建立连接。
此外，如果客户节点在访问内存中的系统配置更新数据失败时，可以再次向管理节点发送建立连接的信息，从而再次从管理节点获取系统配置更新数据并存储在其内存中。如果客户节点第二次访问内存中的系统配置更新数据失败时，则客户节点需要退出该云存储系统，然后重新获取管理节点的授权，才能使用该云存储系统。
在更新记录信息发送日志表中建立更新记录信息，其中，当与所有的多个服务节点和多个客户节点相对应的接收状态都变为已接收状态时，管理节点将更新记录信息从更新记录信息发送日志表中删除。具体地，当与所有服务节点和所有客户节点相对应的发送记录都被设置为1时，则该云存储系统中的所有服务节点和所有客户节点完成了一次系统配置更新，从而将该更新记录信息从更新记录信息发送日志表中删除。
利用本发明的实施例的云存储系统，首先管理节点向服务节点和客户节点发送系统配置更新请求，然后，管理节点可以根据更新记录信息的接收状态来继续向接收状态未改变的服务节点和客户节点发送系统配置更新请求，不但减小了管理节点与服务节点和客户节点之间的通信任务，降低了管理节点的工作量，而且保证所有的服务节点和客户节点都能够接收到系统配置更新请求，从而保证能够对所有的服务节点和所有的客户节点进行更新；服务节点和客户节点可以在与管理节点重新建立连接以后，主动向管理节点发送请求信息来缩短服务节点和客户节点的等待时间，缩短了云存储系统的系统配置更新的时间，从而能够保证实时更新服务节点和客户节点的系统配置，进一步保证云存储系统中的管理节点、服务节点以及客户节点的系统配置的一致性。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于云存储系统的系统配置管理方法，其特征在于，包括：
管理节点向多个服务节点发送具有系统配置更新数据的系统配置更新请求，并建立更新记录信息，所述更新记录信息具有与所述多个服务节点相对应的多个接收状态；
所述多个服务节点中接收到所述系统配置更新请求的服务节点向所述管理节点发送系统配置更新响应；以及
所述管理节点根据所述系统配置更新响应将与所述系统配置更新响应所对应的服务节点的接收状态改变为已接收状态，并向接收状态未改变的服务节点发送所述系统配置更新请求直至所有服务节点都接收到所述系统配置更新请求为止。
2.根据权利要求1所述的系统配置管理方法，其特征在于，在所述管理节点向所述多个服务节点发送所述系统配置更新请求之前，所述管理节点根据所述系统配置更新数据对自身进行更新。
3.根据权利要求1所述的系统配置管理方法，其特征在于，所述管理节点定时向所述接收状态未改变的服务节点发送所述系统配置更新请求直至所有服务节点都接收到所述系统配置更新请求为止。
4.根据权利要求2所述的系统配置管理方法，其特征在于，所述系统配置更新数据包括第二系统版本号，其中，当所述服务节点与所述管理节点建立连接时，
所述服务节点向所述管理节点发送具有第一系统版本号的信息；
所述管理节点将所述第一系统版本号与所述第二系统版本号进行比较；以及
当所述第一系统版本号低于所述第二系统版本号时，所述管理节点向所述服务节点发送所述系统配置更新请求。
5.根据权利要求1所述的系统配置管理方法，其特征在于，还包括：
所述管理节点向多个客户节点发送系统配置更新请求；
所述多个客户节点中接收到所述系统配置更新请求的客户节点向所述管理节点发送系统配置更新响应；以及
所述管理节点根据所述系统配置更新响应将与所述系统配置更新响应所对应的客户节点的接收状态改变为已接收状态，并向所述接收状态未改变的客户节点发送所述系统配置更新请求直至所有客户节点都接收到所述系统配置更新请求为止，
其中，所述更新记录信息具有与所述多个客户节点相对应的多个接收状态。
6.根据权利要求5所述的系统配置管理方法，其特征在于，所述管理节点定时向所述接收状态未改变的客户节点发送所述系统配置更新请求直至所有客户节点都接收到所述系统配置更新请求为止。
7.根据权利要求5所述的系统配置管理方法，其特征在于，
在所述多个客户节点被所述管理节点授权并与所述管理节点建立连接以后并且在所述服务节点更新以后，所述服务节点向所述多个客户节点中的每一个都发送指示所述服务节点已更新的指示信息。
8.根据权利要求5或7所述的系统配置管理方法，其特征在于，
在所述客户节点启动初始化时，向所述管理节点发送连接建立信息；以及
所述管理节点向发送所述连接建立信息的所述客户节点发送所述系统配置更新请求。
9.根据权利要求8所述的系统配置管理方法，其特征在于，接收到所述系统配置更新请求的客户节点对所述系统配置数据进行存储。
10.根据权利要求5至7中的任一项所述的系统配置管理方法，其特征在于，在更新记录信息发送日志表中建立所述更新记录信息，其中，当与所有的所述多个服务节点和所述多个客户节点相对应的接收状态都变为所述已接收状态时，所述管理节点将所述更新记录信息从所述更新记录信息发送日志表中删除。
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