CN103986611A - 一种基于自律计算的smi-s存储统一管理模型 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于自律计算的SMI-S存储统一管理模型，在SMI-S技术体系结构的基础上，提出了基于SMI-S的自律计算模型，由SMI-S客户端、SMI-S服务端及存储设备组成，所述SMI-S服务端分为：自律管理层、SMI-S管理层、Provider层；同时所述自律计算模型包括设备监听模块、资源信息管理模块以及策略执行模块；该自律计算模型基于SMI-S规范，通过设备监听模块主动发现存储设备故障状态并能够采取相应的措施进行修复；通过策略执行模块完成对存储设备的各种配置和修复动作；即通过基于策略的自律管理方法，对异构存储网络环境中不同的受管对象进行统一的管理。
Description
技术领域
本发明涉及计算机系统及存储领域，具体地说是一种基于自律计算的SMI-S存储统一管理模型。
背景技术
SMI-S（Storage Management Initiative Specification）是由SNIA（全球网络存储工业协会）发起并主导、众多存储厂商共同参与制定的一种标准管理接口，其目标是在存储网络中的存储设备和管理软件之间提供标准化的通信方式，从而使存储管理实现厂商无关性。SMI-S建立在一些已有的标准基础上，主要是CIM（Common Information Model，公共信息模型）和WBEM（Web-Based Enterprise Management，基于Web的企业管理）。CIM (公共信息模型)是由DMTF（Distributed Management Task Force，分布式管理任务组）制定的用于管理计算机系统和网络的工业规范，其提供一个共同的概念框架，将所有系统进行分类，并确定了部分网络环境，而且描绘了这些部分的交互。CIM 由CIM规范和CIM标准模型两部分组成，CIM规范定义了整合管理模型的语言和方法论，CIM标准模型定义了对计算机系统、应用程序、网络和设备描述信息模型。WBEM（Web-Based Enterprise Management，基于Web的企业管理）由DMTF在许多厂商的帮助下创立，WBEM的目标是为管理企业环境开发一个标准的接口集。WBEM模型最关键的部分是其数据模型（描述和定义对象的方式）、编码规范、以及在客户端和服务器端之间传输数据的模式。WBEM的数据模型采用CIM（Common Information Model，公共信息模型）。
自律计算技术最早由IBM提出，是网格计算的关键技术之一，其基本目的是实现系统的自我配置、自我修复、自我优化和自我保护。从而减少复杂系统维护时对人的依赖性，降低维护费用，提高系统面对变化时的应对能力。
异构存储网络环境中，各厂商存储产品缺乏统一的标准、存储管理实现方式存在差异。管理对象的多样性导致管理复杂度和管理成本较大，如何解决复杂的异构存储网络环境中的管理与成本问题，是目前面临的关键问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足之处，本发明提出了一种基于自律计算的SMI-S存储统一管理模型。
本发明所述一种基于自律计算的SMI-S存储统一管理模型，解决上述技术问题采用的技术方案如下：所述SMI-S存储统一管理模型，在SMI-S技术体系结构的基础上，提出了一种基于SMI-S的自律计算模型，该自律计算模型包括SMI-S客户端、SMI-S服务端及存储设备，所述SMI-S服务端分为三层：自律管理层、SMI-S管理层、Provider层；同时所述SMI-S服务端的自律计算系统包括设备监听模块、资源信息管理模块以及策略执行模块；该自律计算模型基于SMI-S规范，通过设备监听模块主动发现存储设备故障状态并能够采取相应的措施进行修复；通过策略执行模块完成对存储设备的各种配置和修复动作；即通过基于策略的自律管理方法，对异构存储网络环境中不同的受管对象进行统一的管理；其中，
自律管理层是所述SMI-S服务端自律计算系统的核心部分，负责完成自律计算系统的决策和对SMI-S客户端请求的响应；该自律管理层主要由服务管理模块和自律管理策略库两部分组成；
SMI-S对象管理层由CIMOM（CIM对象管理器）和CIM模式库组成；CIMOM在所述自律计算模型的实现中是最重要的部件，并维护CIM模式库，为SMI-S客户端提供一个访问受管对象的公共接口集，实现在 HTTP 操作和 CIM/XML编码之上的 CIM 操作，并向SMI-S Provider发送决策执行请求；
Provider层包括Provider调度模块、Provider信息库以及SMI-S Provider；SMI-S Provider是一个特定于厂商存储设备的模块，SMI-S Provider负责实际处理受管资源上的CIM操作；通过使用该模块，SMI-S客户端管理软件可使用一个标准接口来管理存储设备。
本发明所述一种基于自律计算的SMI-S存储统一管理模型具有的有益效果：
该SMI-S存储统一管理模型，基于SMI-S规范，能够以统一的方式对异构存储网络环境中不同的受管对象进行管理，降低了异构存储网络环境管理的复杂性；在统一管理异构存储网络环境的基础上，加入策略支持，从而具有自我决策和自我管理能力，能够进行实时的故障监视，在故障发生时进行灵活的资源替换，完成自我诊断、自我配置、自我修复等自律管理功能。
附图说明
附图1为基于自律计算的SMI-S存储统一管理模型的体系结构示意图；
附图2为基于自律计算的SMI-S存储统一管理模型的模块构成示意图；
附图3为基于自律计算的SMI-S存储统一管理模型的策略执行过程。
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基于自律计算的SMI-S存储统一管理模型进行详细说明。
如附图1所示，本发明所述基于自律计算的SMI-S存储统一管理模型，在SMI-S技术体系结构的基础上，提出了一种基于SMI-S的自律计算模型，该自律计算模型包括SMI-S客户端、SMI-S服务端及存储设备，所述SMI-S服务端分为三层：自律管理层、SMI-S管理层、Provider层；同时所述SMI-S服务端的自律计算系统包括设备监听模块、资源信息管理模块以及策略执行模块；该自律计算模型基于SMI-S规范，通过设备监听模块主动发现存储设备故障状态并能够采取相应的措施进行修复；通过策略执行模块完成对存储设备的各种配置和修复动作；即通过基于策略的自律管理方法，对异构存储网络环境中不同的受管对象进行统一的管理。
本发明所述SMI-S服务端分为三层：自律管理层、SMI-S管理层、Provider层；下面分别对自律管理层、SMI-S管理层、Provider层进行详细说明：
（1）自律管理层
自律管理层是所述SMI-S服务端自律计算系统的核心部分，负责完成自律计算系统的决策和对SMI-S客户端请求的响应；该自律管理层主要由服务管理模块和自律管理策略库两部分组成；
自律管理策略库中记录所有策略的信息，每个策略定义了策略执行的条件和动作，当条件成立时，以事件的方式进行通知，系统进行条件判断，条件成立则执行相应的动作；
SMI-S客户端将请求进行CIM/XML编码，通过HTTP协议传给服务管理模块，服务管理模块接受请求，对接收到的CIM/XML数据进行解析，根据请求类型从自律管理策略库中挑选合适的策略，调用SMI-S对象管理层中的相关模块完成任务并将结果返回给SMI-S客户端。
（2）SMI-S对象管理层
SMI-S对象管理层由CIMOM（CIM对象管理器）和CIM模式库组成；CIMOM在所述自律计算模型的实现中是最重要的部件，并维护CIM模式库（描述受管对象的CIM对象数据库），为SMI-S客户端提供一个访问受管对象的公共接口集，实现在 HTTP 操作和 CIM/XML编码之上的 CIM 操作；
CIMOM管理CIM模式库，实现CIM/XML数据向CIM对象的转换，并向SMI-S Provider发送决策执行请求；
管理对象用MOF文件格式定义，利用MOF编译器编译为XML文件，存放在CIM模式库中；所有对受管对象的请求访问，首先要到CIM模式库中查询是否存在受管对象的类定义；只有CIM模式库存在受管对象的类定义，才能对受管对象进行管理。
（3）Provider层
Provider层包括Provider调度模块、Provider信息库以及SMI-S Provider；SMI-S Provider是一个特定于厂商存储设备的模块，通过使用该模块，SMI-S客户端管理软件可使用一个标准接口来管理存储设备；
SMI-S Provider负责实际处理受管资源上的CIM操作；
SMI-S Provider可在CIM格式的请求与特定于资源的操作之间相互转换；SMI-S Provider提供了CIM接口与特定于资源的接口之间的映射，包含针对一组已确定的受管资源的一组CIM操作的实现。
如附图2所示，本发明所述基于SMI-S的自律计算模型包括的重点模块为 服务管理模块、设备监听模块、资源信息管理模块以及策略执行模块，下面分别对这几个模块进行详细说明：
（1）服务管理模块
服务管理模块是所述SMI-S服务端自律计算系统的调度中心，完成对SMI-S客户端请求的响应、请求指令解析、决策和请求派发；
SMI-S客户端向服务管理模块发出各种CIM请求，如存储设备受管资源相关信息的获得、修改、设备的启动、停止等操作，服务管理模块接受请求、解析请求指令类型，若是存储设备受管资源信息获取或修改指令，则调用受管资源信息管理模块完成该请求；若是对存储设备的实际操作，则调用策略执行模块来完成该请求。
（2）设备监听模块
设备监听模块负责监听存储设备的状态，是实现存储设备自我检测的关键模块；若存储设备状态发生变化，则向受管资源信息管理模块发出存储设备信息变化的通知；
设备监听模块监听的原理是实现SMI-S提供的SMI-S监听接口，在相应的事件发生时获得事件通知，根据事件类型来完成相应的操作。
（3）资源信息管理模块
资源信息管理模块存取存储设备受管资源的相关信息，例如存储设备状态信息，接收来自设备监听模块的事件通知，根据存储设备信息变化更新CIM模式库；
若存储设备状态发生异常，则向服务管理模块发出事件通知，服务管理模块调用策略执行模块从自律管理策略库中选择合适的策略，资源信息管理模块接受来自策略执行模块的操作请求，调用相应的SMI-S Provider来执行动作。
（4）策略执行模块
策略执行模块根据存储设备的故障类型从自律管理策略库中选取合适的策略，将策略分解成操作请求序列，将操作请求发送到资源信息管理模块，由资源信息管理模块完成实际与存储设备的交互。
本方明所述基于自律计算的SMI-S存储统一管理模型的自律计算特征的实现体现在以下两个方面：
（1）基于策略的自律管理
自律计算系统要有自我故障诊断、自我配置、自我修复等功能来满足自律计算特征，在本发明依靠策略来完成这些功能的实现。自律管理策略库存放在自律管理层中，其中记录了所有策略的信息，每个策略定义了策略执行的条件和动作，条件成立时以发出事件通知，系统进行条件判断，当条件发生时，通知策略中的动作执行，策略的执行过程如图3所示。使用策略使得对存储设备的管理与厂商设备类型无关，是异构存储网络资源管理的关键；
（2）基于优先级的策略管理
若自律管理策略库中多个策略的条件定义相同，则当该条件发生时会出现按照哪个策略定义的动作执行的问题；本发明采用为每个策略定义优先级的方式解决该问题，按照优先级的高低来执行策略；优先级相同时按照策略的顺序依次执行。
实施例：
下面通过一个实施例对本发明所述基于自律计算的SMI-S存储统一管理模型的特点及设计内容进行说明，以双控存储设备某控制器发生故障时对端控制器自动接管为例，描述本方明所述基于SMI-S的自律计算模型的具体处理流程：
步骤一：设备监听模块监测到双控存储设备控制器故障发生事件SMI-S Event，从事件中得到故障对象实例SMI-S Instance，获得故障控制器的SMI-S全局标识ObjectPath，确认故障源；
步骤二：设备监听模块根据故障控制器的SMI-S全局标识ObjectPath，调用资源信息模块从CIM模式库中获取故障控制器的状态以及故障的类型，将结果通过服务管理模块发送给策略执行模块；
步骤三：策略执行模块判断故障类型，如果是控制器故障，调用资源信息模块从CIM模式库中获取对端控制器的SMI-S全局标识ObjectPath；
步骤四：策略执行模块调用资源信息模块向相应的SMI-S Provider发送决策执行请求，启动对端控制器的资源接管模块来接管运行在故障控制器上的资源或者服务；
步骤五：过程结束。
综上可知，本发明所述自律计算模型，在统一管理异构存储网络环境的基础上，加入策略支持，具有自我决策和自我管理能力，能够进行实时的故障监视，在故障发生时进行灵活的资源替换，完成自我诊断、自我配置、自我修复等自律管理功能。
上述具体实施方式仅是本发明的具体个案，本发明的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式，任何符合本发明的权利要求书的且任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或替换，皆应落入本发明的专利保护范围。
Claims (10)
1.一种基于自律计算的SMI-S存储统一管理模型，其特征在于, 在SMI-S技术体系结构的基础上，提出了一种基于SMI-S的自律计算模型，该自律计算模型包括SMI-S客户端、SMI-S服务端及存储设备，所述SMI-S服务端分为三层：自律管理层、SMI-S管理层、Provider层；同时所述SMI-S服务端的自律计算系统包括设备监听模块、资源信息管理模块以及策略执行模块；该自律计算模型基于SMI-S规范，通过设备监听模块主动发现存储设备故障状态并能够采取相应的措施进行修复；通过策略执行模块完成对存储设备的各种配置和修复动作；即通过基于策略的自律管理方法，对异构存储网络环境中不同的受管对象进行统一的管理；其中，
自律管理层是所述SMI-S服务端自律计算系统的核心部分，负责完成自律计算系统的决策和对SMI-S客户端请求的响应；该自律管理层主要由服务管理模块和自律管理策略库两部分组成；
SMI-S对象管理层由CIMOM和CIM模式库组成；
Provider层包括Provider调度模块、Provider信息库以及SMI-S Provider。
2.根据权利要求1所述的一种基于自律计算的SMI-S存储统一管理模型，其特征在于，服务管理模块是所述SMI-S服务端自律计算系统的调度中心，完成对SMI-S客户端请求的响应、请求指令解析、决策和请求派发；
SMI-S客户端向服务管理模块发出各种CIM请求，服务管理模块接受请求、解析请求指令类型，若是存储设备受管资源信息获取或修改指令，则调用受管资源信息管理模块完成该请求；若是对存储设备的实际操作，则调用策略执行模块来完成该请求。
3.根据权利要求1所述的一种基于自律计算的SMI-S存储统一管理模型，其特征在于，自律管理策略库中记录所有策略的信息，每个策略定义了策略执行的条件和动作，当条件成立时，以事件的方式进行通知，同时系统进行条件判断，条件成立则执行相应的动作。
4.根据权利要求3所述的一种基于自律计算的SMI-S存储统一管理模型，其特征在于，若自律管理策略库中多个策略的条件定义相同，该自律计算模型则采用为每个策略定义优先级的方式，按照优先级的高低来执行策略；优先级相同时按照策略的顺序依次执行。
5.根据权利要求4所述的一种基于自律计算的SMI-S存储统一管理模型，其特征在于，SMI-S客户端将请求进行CIM/XML编码，通过HTTP协议传给服务管理模块，服务管理模块接受请求，对接收到的CIM/XML数据进行解析，根据请求类型从自律管理策略库中挑选合适的策略，调用SMI-S对象管理层中的相关模块完成任务并将结果返回给SMI-S客户端。
6.根据权利要求5所述的一种基于自律计算的SMI-S存储统一管理模型，其特征在于，CIMOM在所述自律计算模型的实现中是最重要的部件，并维护CIM模式库，为SMI-S客户端提供访问受管对象的公共接口集，实现在 HTTP 操作和 CIM/XML编码之上的 CIM 操作，并向SMI-S Provider发送决策执行请求。
7.根据权利要求6所述的一种基于自律计算的SMI-S存储统一管理模型，其特征在于，SMI-S Provider是一个特定于存储设备的模块，SMI-S Provider负责实际处理受管资源上的CIM操作；通过使用该模块，SMI-S客户端管理软件能够使用一个标准接口来管理存储设备。
8.根据权利要求1所述的一种基于自律计算的SMI-S存储统一管理模型，其特征在于，设备监听模块负责监听存储设备的状态，是实现存储设备自我检测的关键模块；若存储设备状态发生变化，则向受管资源信息管理模块发出存储设备信息变化通知。
9.根据权利要求8所述的一种基于自律计算的SMI-S存储统一管理模型，其特征在于，资源信息管理模块存取存储设备受管资源的相关信息，接收来自设备监听模块的事件通知，根据存储设备信息变化更新CIM模式库；
若存储设备状态发生异常，则向服务管理模块发出事件通知，服务管理模块调用策略执行模块从自律管理策略库中选择合适的策略，资源信息管理模块接受来自策略执行模块的操作请求，调用相应的SMI-S Provider来执行动作。
10.根据权利要求9所述的一种基于自律计算的SMI-S存储统一管理模型，其特征在于，策略执行模块根据存储设备的故障类型从自律管理策略库中选取合适的策略，将策略分解成操作请求序列，将操作请求序列发送到资源信息管理模块，由资源信息管理模块完成实际与存储设备的交互。
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