CN103561101A - 一种网络文件系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种网络文件系统，包括NFS客户端、安装有Ceph客户端和NFS服务端，以及集群管理器的服务器、创建有RADOS块存储设备逻辑卷的存储空间资源池，RBD逻辑卷挂载在服务器中的指定目录。本发明的存储空间资源池为利用Ceph实现的底层分布式存储架构，服务器中的NFS服务端则提供了网络文件系统的访问接口。也就是说，本发明提供的网络文件系统是基于Ceph的块存储架构，安装了Ceph客户端和NFS服务端服务器，实现了简单、易用、可靠性高且易扩展的网络文件系统，满足了云平台对存储系统的要求。

Description

一种网络文件系统

技术领域

本发明涉及文件共享技术，尤指一种网络文件系统。

背景技术

网络文件系统（NFS,Network File System），用于将远端服务器文件系统的目录挂载到本地文件系统的目录上，允许用户或者应用程序等客户端访问远端服务器文件系统的目录结构，就像访问本地文件系统的目录结构一样，而无需关心远端服务器文件系统和本地文件系统的具体类型。通过网络文件系统，非常方便地实现了目录和文件在不同机器上进行共享。

虽然NFS不是唯一实现上述访问远端服务器文件系统功能的文件系统，但它无疑是最成功的一个网络文件系统。NFS的客户端在访问远端服务器文件系统时，既需要通过服务器获得文件的属性信息，还需要通过服务器获得文件的数据信息，这使得NFS当然地具备将文件的属性信息和数据信息分离在不同服务器上进行访问的特性，于是，最后一个版本NFS4.1/pNFS，将Lustre/CephFS/GFS等集群文件系统的设计思想引入到自身中，成为一个具有里程碑意义的NFS版本。它使得NFS的数据吞吐速度和规模都得到了极大提高，为NFS的应用带了更为广阔的空间。图1为现有网络文件系统的组成结构示意图，包括一个以上客户端、一个以上文件服务器及交换设备；其中，客户端为用户提供本地服务的程序，服务端保存有用户上传的目录和文件，这样用户使用客户端通过交换设备访问文件服务器上的共享目录和文件。

块存储，是指在存储区域网（SAN，Storage Area Network）环境或者直接连接存储（DAS，Direct Attach Storage）环境，通过映射将逻辑单元号，即逻辑卷（lun）映射到客户端，在客户端看到的是裸设备，没有文件系统，可以进行格式化，建立文件系统。块存储可以提供高性能的读写和较高的稳定性，已经普遍用于生产环境中。块存储有两种存储方式，其中，

一种是DAS。DAS是直接连接于主机服务器的一种储存方式，每一台主机服务器有独立的储存设备，每台主机服务器的储存设备无法互通；如果主机服务器分属不同的操作系统，还需要存取彼此的资料，更是复杂，此时有些系统甚至不能存取。DAS方式通常用在单一网络环境下，且数据交换量不大、性能要求不高的场景。

另一种是SAN。SAN是一种用高速（光纤）网络连接专业主机服务器的一种储存方式，SAN通常位于主机群的后端，使用高速输入/输出（I/O）连接方式，如小型计算机系统接口（SCSI）、IBM S/390的光纤通道（ESCON，即管理系统连接）及光纤通道（FC，Fibre-Channels）。一般而言，SAN应用在对网络速度要求高、对数据的可靠性和安全性要求高、对数据共享的性能要求高的应用环境中，特点是代价高，性能好。例如电信、银行的大数据量关键应用。SAN采用SCSI块I/O的命令集，通过在磁盘或FC级的数据访问来提供高性能的随机I/O和数据吞吐率，SAN具有高带宽、低延迟的优势，在高性能计算中占有一席之地。但是，由于SAN系统的价格较高，且可扩展性较差，已不能满足成千上万个CPU规模的系统。

目前，网络文件系统是将数据存放在单一的文件服务器上，这样文件服务器就成为系统性能的瓶颈，也是可靠性和安全性的焦点，不能满足大规模存储的需要。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种网络文件系统，能够满足云平台对存储系统的要求，而且简单、易用、可靠性高。

为了达到本发明目的，本发明提供了一种网络文件系统，包括一个以上网络文件系统NFS客户端、一个以上服务器、存储空间资源池，以及交换设备；其中，

NFS客户端，用于访问服务器的共享文件目录，以获得共享文件信息；

服务器，安装有Ceph客户端和NFS服务端，以及集群管理器；设置有共享文件目录；在指定目录中挂载RBD逻辑卷并建立文件系统；

存储空间资源池，其中创建有RADOS块存储设备RBD逻辑卷；将创建的RBD逻辑卷挂载到服务器中的指定目录中；其中RADOS表示Ceph基于可靠的、可扩展的和分布式的目标存储。

所述Ceph客户端，用于识别存储空间资源池中的不同块存储设备；

所述NFS服务端，用于实现网络文件系统，使目录和文件可以在不同机器上进行共享。

与现有技术相比，本发明包括NFS客户端、安装有Ceph客户端和NFS服务端，以及集群管理器的服务器、创建有RADOS块存储设备（RBD，RADOS block device）逻辑卷的存储空间资源池。RBD逻辑卷挂载在服务器中的指定目录。本发明的存储空间资源池为利用Ceph实现的底层分布式存储架构，服务器中的NFS服务端则提供了网络文件系统的访问接口。也就是说，本发明提供的网络文件系统是基于Ceph的块存储架构，安装了Ceph客户端和NFS服务端服务器，实现了简单、易用、可靠性高且易扩展的网络文件系统，满足了云平台对存储系统的要求。

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

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。

图1为现有网络文件系统的组成结构示意图；

图2为本发明网络文件系统的组成结构示意图。

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。

在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图2为本发明网络文件系统的组成结构示意图，如图2所示，包括一个以上客户端、一个以上服务器、存储空间资源池，以及交换设备；其中，

客户端是原NFS客户端，用于访问服务器的共享文件目录，以获得共享文件信息。

服务器，安装有Ceph客户端和NFS服务端，以及集群管理器。其中，Ceph客户端用于识别存储空间资源池中的不同块存储设备，NFS服务端用于实现网络文件系统，使目录和文件可以在不同机器上进行共享。用于指定目录，挂载RBD逻辑卷并建立文件系统即格式化，与现有文件服务器一样，本发明服务器也用于设置共享文件目录、配置用于实现节点间通信的虚拟IP地址、配置NFS服务端。

Ceph是一个Linux PB级分布式文件系统，Ceph系统支持文件存储、块存储和对象存储。Ceph是开源、分布式的网络存储，同时又是文件系统。Ceph基于可靠的、可扩展的和分布式的目标存储（RADOS，Reliable,Autonomic Distributed Object Store），通过一个分布式的集群管理元数据，符合可移植操作系统接口（Portable Operating System Interface）。可以通过多种方式与Ceph系统交互。Ceph的具体实现属于本领技术人员的公知技术，本发明强调的是，在服务器中安装Ceph客户端，以便识别存储空间资源池中的不同的块存储设备。

Pacemaker是一个集群管理器，利用首选集群基础设施（OpenAIS或heartbeat）提供的消息和成员能力，由辅助节点和系统进行故障检测和回收，实现群集服务（亦称资源）的高可用性。集群管理器可以做几乎任何规模的集群，并带有一个强大的依赖模式，让管理员能够准确地表达的群集资源之间的关系（包括顺序和位置）。具体实现属于本领域技术人员的常用技术手段，具体实现不再赘述，也不用于限定本发明的保护范围。

存储空间资源池，其中创建有RADOS块存储设备（RBD，RADOS blockdevice）逻辑卷；将创建的RBD逻辑卷挂载到服务器中的指定目录中。其中，RBD是一个Linux块设备，提供了一个共享网络块设备。RBD在Ceph目标存储（Ceph object storage）的集群上进行条带化和复制，提供可靠性、可扩展性以及对块存储设备的访问。

本发明的存储空间资源池利用Ceph实现了本发明网络文件系统中的底层分布式存储架构，满足了云平台对存储系统的要求；并且，本发明中每个组件都有成熟的安装方案，使用简单，用户容易使用，访问服务端的共享目录就和访问本地目录一样；因为Ceph可以防止单点失效的问题，有效地保证了数据的安全可靠性。服务器中的NFS服务端则提供了网络文件系统的访问接口。

也就是说，本发明的存储空间资源池为利用Ceph实现的底层分布式存储架构，服务器中的NFS服务端则提供了网络文件系统的访问接口。也就是说，本发明提供的网络文件系统是基于Ceph的块存储架构，安装了Ceph客户端和NFS服务端服务器，实现了简单、易用、可靠性高且易扩展的网络文件系统，满足了云平台对存储系统的要求。

之外，由于本发明网络文件系统采用Ceph实现底层分布式存储架构，实现了存储容量从太字节（TB）级向拍字节（PB）级平滑无缝扩展。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (2)

1.一种网络文件系统，其特征在于，包括一个以上网络文件系统NFS客户端、一个以上服务器、存储空间资源池，以及交换设备；其中，

NFS客户端，用于访问服务器的共享文件目录，以获得共享文件信息；

服务器，安装有Ceph客户端和NFS服务端，以及集群管理器；设置有共享文件目录；在指定目录中挂载RBD逻辑卷并建立文件系统；

存储空间资源池，其中创建有RADOS块存储设备RBD逻辑卷；将创建的RBD逻辑卷挂载到服务器中的指定目录中；其中RADOS表示Ceph基于可靠的、可扩展的和分布式的目标存储。

2.根据权利要求1所述的网络文件系统，其特征在于，所述Ceph客户端，用于识别存储空间资源池中的不同块存储设备；

所述NFS服务端，用于实现网络文件系统，使目录和文件可以在不同机器上进行共享。

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