CN103425785A - 数据存储系统及其用户数据存储、读取方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种数据存储系统及其用户数据存储、读取方法，该系统包括：索引系统服务器和多个数据存储服务器，索引系统服务器用于对待存储的用户数据，在本服务器的索引系统中对应该用户数据创建一条记录，该记录以该用户数据的标识为索引；在确定该用户数据的相关信息后，将确定的数据长度、数据存储服务器的标识以及LBA记录到该用户数据的记录中；之后，索引系统服务器向该数据存储服务器发送存储通知，存储通知中携带有该用户数据以及确定出的LBA；数据存储服务器用于在接收到索引系统服务器发送的存储通知后，根据存储通知中的LBA，将存储通知中的用户数据在本地进行存储。应用本发明，用以提高用户数据的存储、读取效率。
Description
技术领域
本发明涉及数据存储技术，尤其涉及一种数据存储系统及其用户数据存储、读取方法。
背景技术
近年来，随着计算机的发展并且开始流行，各种信息被转换为数字数据存储到各种存储设备上，比如磁带、磁盘。由于要被存储的数据逐日增加、数量已经变得非常巨大，并且需要随后能够容易地获取、读取数据，计算机系统中采用了一种内容地址存储系统进行数据的存储和读取。
在内容地址存储系统中，创建了用于存储用户数据的用户数据区，以及用于存储元数据的元数据区。用于指定在用户数据区存储的用户数据的存储位置的地址，即LBA（Logical block addressing，逻辑块地址），作为对应该用户数据的元数据而被存储在元数据区；而且，该元数据中还记录有该用户数据的标识。在内容地址存储系统中查找并读取用户数据时，用户输入用户数据的标识；用户数据的标识具体可以是用户数据文件的路径和文件名；内容地址存储系统查找到记录有该用户数据的标识的元数据后，从该元数据中获取存储位置的地址，进而根据获取的地址读取用户数据。
然而，随着海量数据的存储需求出现，内容地址存储系统被升级发展为分布式存储系统；海量的用户数据被分布式存储到多个服务器中；这样，分布式存储系统中就需要一套索引系统来记录、查找存储于不同服务器上的元数据，在记录、查找到元数据后才能进而对用户数据进行存储、或读取。通常，索引系统中对于一个用户数据创建了一条记录，该用户数据的记录中记录了该用户数据的标识和元数据所在的服务器标识；依据记录中的服务器标识可以确定元数据所在的服务器，进而依据该用户数据的标识，在确定出的服务器上查找到记录有该用户数据的标识的元数据后，从该元数据中获取存储位置的地址，进而根据获取的地址读取用户数据。
在实际应用中，本发明的发明人，发现现有的分布式存储系统在进行大量的用户数据文件的存储和读取时效率并不高，因此，有必要提供一种具有更高的存储、读取效率的数据存储系统。
发明内容
针对上述现有技术存在的缺陷，本发明提供了一种数据存储系统及其用户数据存储、读取方法，用以提高用户数据的存储、读取效率。
根据本发明的一个方面，提供了一种用户数据存储方法，包括：
索引系统服务器对待存储的用户数据，在本服务器的索引系统中对应该用户数据创建一条记录，该记录以该用户数据的标识为索引；并在确定该用户数据的数据长度，以及用于存储该用户数据的数据存储服务器、该用户数据在该数据存储服务器中分配的LBA后，将确定的数据长度、数据存储服务器的标识以及LBA记录到该用户数据的记录中；所述索引系统服务器向该数据存储服务器发送存储通知，所述存储通知中携带有该用户数据以及确定出的LBA；接收到所述索引系统服务器发送的存储通知的数据存储服务器根据所述存储通知中的LBA，将所述存储通知中的用户数据在本地进行存储。
其中，所述用户数据的记录中还包括：该用户数据的描述信息、该用户数据的权限信息、该用户数据的生成时间信息。
其中，所述索引系统具体采用关系型数据库，或者非关系型数据库nosql作为存储方式。
根据本发明的另一个方面，基于上述用户数存储取方法还提供了一种用户数据读取方法，包括：
索引系统服务器在接收到用户发送的携带有待读取的用户数据的标识的用户数据读取请求后，在本服务器的索引系统中查找到以该待读取的用户数据的标识为索引的记录；并从查找出的记录中获取到数据长度、数据存储服务器的标识以及LBA；根据获取的数据存储服务器的标识向对应的数据存储服务器发送数据读取通知，所述数据读取通知中携带有获取到的数据长度和LBA；接收到所述数据读取通知的数据存储服务器根据所述数据读取通知中的LBA和数据长度，获取本地存储的用户数据向所述索引系统服务器返回；所述索引系统服务器将接收到的用户数据向所述用户返回。
其中，所述用户数据的记录中还包括：该用户数据的描述信息、该用户数据的权限信息、该用户数据的生成时间信息。
其中，所述索引系统具体采用关系型数据库，或者非关系型数据库nosql作为存储方式。
根据本发明的另一个方面，还提供了一种数据存储系统，包括：
索引系统服务器和多个数据存储服务器；其中，所述索引系统服务器用于对待存储的用户数据，在本服务器的索引系统中对应该用户数据创建一条记录，该记录以该用户数据的标识为索引；在确定该用户数据的数据长度，以及用于存储该用户数据的数据存储服务器、该用户数据在该数据存储服务器中分配的LBA后，将确定的数据长度、数据存储服务器的标识以及LBA记录到该用户数据的记录中；之后，所述索引系统服务器向该数据存储服务器发送存储通知，所述存储通知中携带有该用户数据以及确定出的LBA；所述数据存储服务器用于在接收到所述索引系统服务器发送的存储通知后，根据所述存储通知中的LBA，将所述存储通知中的用户数据在本地进行存储。
较佳地，所述索引系统服务器还用于在接收到用户发送的携带有待读取的用户数据的标识的用户数据读取请求后，在所述索引系统中查找到以该待读取的用户数据的标识为索引的记录；从查找出的记录中获取到数据长度、数据存储服务器的标识以及LBA；根据获取的数据存储服务器的标识向对应的数据存储服务器发送数据读取通知，所述数据读取通知中携带有获取到的数据长度和LBA；以及，在接收到所述数据存储服务器返回的用户数据后向用户返回；所述数据存储服务器还用于在接收到所述索引系统服务器发送的数据读取通知后，根据所述数据读取通知中的LBA和数据长度将本地存储的用户数据向所述索引系统服务器返回。
较佳地，所述用户数据的记录中还包括：该用户数据的描述信息、该用户数据的权限信息、该用户数据的生成时间信息。
较佳地，所述索引系统具体采用关系型数据库，或者非关系型数据库nosql作为存储方式。
本发明的技术方案中，在采用分布式存储的基础上，不再采用现有的内容地址存储技术，使用索引系统确定用于存储用户数据的数据存储服务器时，还同时确定出用户数据在该数据存储服务器的LBA地址，从而可以使用索引系统对用户数据直接进行存储、读取，而不再通过元数据层对用户数据进行存储、读取，大大提高了用户数据的存储、读取效率。
附图说明
图1为本发明实施例的数据存储系统结构示意图；
图2为本发明实施例的数据存储方法的流程示意图；
图3为本发明实施例的数据读取方法的流程示意图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。
本申请使用的“模块”、“系统”等术语旨在包括与计算机相关的实体，例如但不限于硬件、固件、软硬件组合、软件或者执行中的软件。例如，模块可以是，但并不仅限于：处理器上运行的进程、处理器、对象、可执行程序、执行的线程、程序和/或计算机。举例来说，计算设备上运行的应用程序和此计算设备都可以是模块。一个或多个模块可以位于执行中的一个进程和/或线程内，一个模块也可以位于一台计算机上和/或分布于两台或更多台计算机之间。
本发明的发明人对现有的分布式存储系统进行分析后发现，该系统中的索引系统和元数据的并存而导致了两次存储或查找过程，从而使得用户数据的存储效率低下，或者读取用户数据的效率低下。因此，考虑到将其中的元数据层撤销掉，将元数据中记录的用户数据的存储位置的地址直接写入到索引系统中，从而通过索引系统可以直接存储、读取用户数据，大大提高了用户数据的存储、读取效率。
下面结合附图详细说明本发明的技术方案。图1为本发明实施例的数据存储系统结构示意图。该系统包括：索引系统服务器101、多个数据存储服务器102；其中，
索引系统服务器101，用于对待存储的用户数据，在本服务器的索引系统中对应该用户数据创建一条记录，该记录以该用户数据的标识为索引；在确定该用户数据的数据长度，以及用于存储该用户数据的数据存储服务器、该用户数据在该数据存储服务器中分配的LBA后，将确定的数据长度、数据存储服务器的标识以及LBA记录到该用户数据的记录中；之后，向该数据存储服务器发送存储通知，存储通知中携带有该用户数据以及确定出的LBA。
本发明实施例中，索引系统服务器101的索引系统会为每一条待存储的用户数据创建一条相应的记录，并以该待存储的用户数据的标识作为该条记录的索引，该条记录中除了包含已确定的该待存储的用户数据长度、数据存储服务器的标识以及LBA外，还包括：该待存储的待存储的用户数据的描述信息、该待存储的用户数据的权限信息、该待存储用户数据的生成时间信息或者该用户数据的其它信息；其中，索引系统服务器101的索引系统具体采用关系型数据库，或，nosql（not only structured query language，非关系型数据库）作为存储方式。
数据存储服务器102，用于在接收到索引系统服务器101发送的存储通知后，根据存储通知中的LBA，将该存储通知中的用户数据在本地进行存储。
进一步，索引系统服务器101还用于当接收到用户发送的携带有待读取的用户数据的标识的用户数据读取请求后，在本服务器的索引系统中查找到以该待读取的用户数据的标识为索引的记录；从查找出的记录中获取到数据长度、数据存储服务器的标识以及LBA；根据获取的数据存储服务器的标识向对应的数据存储服务器发送数据读取通知；以及，在接收到数据存储服务器102返回的用户数据后向用户返回。
数据存储服务器102，还用于在接收到索引系统服务器101发送的数据读取通知后，根据数据读取通知中的LBA和数据长度将本地存储的用户数据向索引系统服务器101返回。
图2为本发明实施例的数据存储方法的流程示意图，具体流程包括如下步骤：
S201：索引系统服务器101对待存储的用户数据，在本服务器的索引系统中对应该用户数据创建一条记录，该记录以该用户数据的标识为索引，其中记录有该用户数据的相关信息。
具体地，索引系统服务器101的索引系统会为每一条待存储的用户数据创建一条相应的记录，并以该待存储的用户数据的标识作为该条记录的索引，在确定该用户数据的数据长度，以及用于存储该用户数据的数据存储服务器、该用户数据在该数据存储服务器中分配的LBA后，将确定的数据长度、数据存储服务器的标识以及LBA记录到该用户数据的记录中。
其中，索引系统服务器101的索引系统具体采用关系型数据库，或，非关系型数据库nosql作为存储方式，而该用户数据的相关信息包括：该用户数据的数据长度、用于存储该用户数据的数据存储服务器的标识、该用户数据在该数据存储服务器中分配的LBA。
进一步，该用户数据的相关信息还包括：该用户数据的描述信息、该用户数据的权限信息、该用户数据的生成时间信息。
本步骤中，索引系统服务器101如何确定该用户数据的数据长度，用于存储该用户数据的数据存储服务器、以及该用户数据在该数据存储服务器中分配的LBA的具体方法本领域技术人员可采用多种的现有技术；例如，索引系统服务器101可以从系统的多个数据存储服务器102中选择出剩余空间最大数据存储服务器102用来存储该用户数据。
S202：索引系统服务器101向确定出的数据存储服务器102发送存储通知，存储通知中携带有该用户数据以及确定出的LBA。
S203：接收到索引系统服务器101发送的存储通知的数据存储服务器102根据存储通知中的LBA，将存储通知中的用户数据在本地进行存储。
实际应用中，数据存储服务器102将用户数据在本地存储后，用户可以向索引系统服务器101发送用户数据读取请求，随后，索引系统服务器101向数据存储服务器102发送数据读取通知，数据存储服务器102，则根据数据读取通知将获取本地存储的用户数据返回给索引系统服务器101，最后，由索引系统服务器101将其返回给用户。
具体地，本发明实施例的数据读取方法的流程，参见图3，包括如下步骤：
S301：索引系统服务器101的索引系统查找以该待读取的用户数据的标识为索引的记录，向数据存储服务器102发送数据读取通知。
具体地，索引系统服务器101在接收到用户发送的携带有待读取的用户数据的标识的用户数据读取请求后，在索引系统服务器101的索引系统中查找到以该待读取的用户数据的标识为索引的记录，并从查找出的记录中获取到数据长度、数据存储服务器的标识以及LBA，随后，索引系统服务器101根据获取的数据存储服务器的标识向对应的数据存储服务器发送数据读取通知，其中，数据读取通知中携带有获取到的数据长度和LBA。
S302：接收到所述数据读取通知的数据存储服务器102根据数据读取通知中的LBA和数据长度，获取本地存储的用户数据向索引系统服务器101返回。
S303：索引系统服务器101将接收到的用户数据向所述用户返回。
本发明的技术方案中，在采用分布式存储的基础上，不再采用现有的内容地址存储技术，使用索引系统确定用于存储用户数据的数据存储服务器时，还同时确定出用户数据在该数据存储服务器的LBA地址，从而可以使用索引系统对用户数据直接进行存储、读取，而不再通过元数据层对用户数据进行存储、读取，大大提高了用户数据的存储、读取效率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种数据存储系统，其特征在于，包括：索引系统服务器和多个数据存储服务器；其中，
所述索引系统服务器用于对待存储的用户数据，在本服务器的索引系统中对应该用户数据创建一条记录，该记录以该用户数据的标识为索引；在确定该用户数据的数据长度，以及用于存储该用户数据的数据存储服务器、该用户数据在该数据存储服务器中分配的逻辑块地址LBA后，将确定的数据长度、数据存储服务器的标识以及LBA记录到该用户数据的记录中；之后，所述索引系统服务器向该数据存储服务器发送存储通知，所述存储通知中携带有该用户数据以及确定出的LBA；
所述数据存储服务器用于在接收到所述索引系统服务器发送的存储通知后，根据所述存储通知中的LBA，将所述存储通知中的用户数据在本地进行存储。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，
所述索引系统服务器还用于在接收到用户发送的携带有待读取的用户数据的标识的用户数据读取请求后，在所述索引系统中查找到以该待读取的用户数据的标识为索引的记录；从查找出的记录中获取到数据长度、数据存储服务器的标识以及LBA；根据获取的数据存储服务器的标识向对应的数据存储服务器发送数据读取通知，所述数据读取通知中携带有获取到的数据长度和LBA；以及，在接收到所述数据存储服务器返回的用户数据后向用户返回；
所述数据存储服务器还用于在接收到所述索引系统服务器发送的数据读取通知后，根据所述数据读取通知中的LBA和数据长度将本地存储的用户数据向所述索引系统服务器返回。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述用户数据的记录中还包括：该用户数据的描述信息、该用户数据的权限信息、该用户数据的生成时间信息。
4.如权利要求1-3任一所述的系统，其特征在于，所述索引系统具体采用关系型数据库，或者非关系型数据库nosql作为存储方式。
5.一种用户数据存储方法，其特征在于，包括：
索引系统服务器对待存储的用户数据，在本服务器的索引系统中对应该用户数据创建一条记录，该记录以该用户数据的标识为索引；并
在确定该用户数据的数据长度，以及用于存储该用户数据的数据存储服务器、该用户数据在该数据存储服务器中分配的逻辑块地址LBA后，将确定的数据长度、数据存储服务器的标识以及LBA记录到该用户数据的记录中；
所述索引系统服务器向该数据存储服务器发送存储通知，所述存储通知中携带有该用户数据以及确定出的LBA；
接收到所述索引系统服务器发送的存储通知的数据存储服务器根据所述存储通知中的LBA，将所述存储通知中的用户数据在本地进行存储。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述用户数据的记录中还包括：该用户数据的描述信息、该用户数据的权限信息、该用户数据的生成时间信息。
7.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述索引系统具体采用关系型数据库，或者非关系型数据库nosql作为存储方式。
8.一种基于权利要求5所述用户数据存储方法的用户数据读取方法，其特征在于，包括：
索引系统服务器在接收到用户发送的携带有待读取的用户数据的标识的用户数据读取请求后，在本服务器的索引系统中查找到以该待读取的用户数据的标识为索引的记录；并
从查找出的记录中获取到数据长度、数据存储服务器的标识以及LBA；根据获取的数据存储服务器的标识向对应的数据存储服务器发送数据读取通知，所述数据读取通知中携带有获取到的数据长度和LBA；
接收到所述数据读取通知的数据存储服务器根据所述数据读取通知中的LBA和数据长度，获取本地存储的用户数据向所述索引系统服务器返回；
所述索引系统服务器将接收到的用户数据向所述用户返回。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述用户数据的记录中还包括：该用户数据的描述信息、该用户数据的权限信息、该用户数据的生成时间信息。
10.如权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述索引系统具体采用关系型数据库，或者非关系型数据库nosql作为存储方式。
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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 | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20131204 |