CN104679665A - 一种实现分布式文件系统块存储的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种实现分布式文件系统块存储的方法及系统，包括：至少一个块存储节点及相应的接入节点、元数据服务器；其中，为接入节点设置相应的逻辑节点号(LUN)，当接收到存储数据请求并完成挂载后，通过LUN建立与分布式文件系统映射的文件的访问连接；元数据服务器，将LUN映射成分布式文件系统的至少一个文件，并将映射关系加入元数据信息；根据元数据信息将存储的数据写入映射文件对应的块存储节点；块存储节点，用于存储数据到相应的存储空间。本申请还公开与系统相对应的方法，通过本发明建立接入节点相应的LUN，并映射成分布式文件系统中至少一个文件，将映射关系加入元数据信息，在存储数据时更新元数据，提高了云存储中分布化存储的性能。

Description

一种实现分布式文件系统块存储的方法及系统
技术领域
本申请涉及云计算技术，尤指一种实现分布式文件系统块存储的方法及装置。
背景技术
随着云计算技术的兴起，云存储成为信息存储领域的一个研究热点。与传统的硬件存储设备相比，云存储是一个包含网络设备、存储设备、服务器、网络连接接口和客户端软件等多个部分组成的系统。
云存储通过网络将用户需要存储的本地数据，存放于存储服务提供商提供的在线存储空间。用户不再需要建立自己的数据中心，当需要进行存储数据时，只需向存储服务提供商申请存储服务即可，采用云存储的方法避免了存储平台的重复建设，节约了软硬件基础设施的成本。
存储系统一般提供两类存储服务，文件存储服务和块存储服务。其中，文件存储，主要由网络附加存储（NAS）设备提供，采用网络文件系统（NFS）或公共互联网文件系统（CIFS）接口，客户端进行数据访问时，是通过文件系统来实现，文件存储服务主要用于文件共享环境。块（block）存储，主要由存储区域网络（SAN）磁阵设备提供，采用基于光纤通道（FC）、因特网小型计算机系统接口（ISCSI）接口，通过映射把逻辑单元号（LUN）映射到客户端，客户端看到的是裸设备，没有文件系统，可以进行格式化，建立自定义的文件系统，相当于本地硬盘。块存储提供的高性能和高可靠性已经为业界所认可，尤其在关键的生产环境内。
传统的云存储系统，往往只提供文件存储服务，而对于目前大量存在的数据库、操作系统业务，其只能运行在块存储的模式下，块存储服务往往还是由磁阵或存储网关来提供，无法利用云存储中分布化存储的技术优势，同时在成本上也与分布式文件系统有着巨大的差距。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种实现分布式文件系统块存储的方法及系统，能够实现分布式文件系统的块存储，并通过元数据对分布式文件块存储进行有效管理。
为了达到本发明的目的，本申请提供一种实现分布式文件系统块存储的方法，包括：一个或一个以上块存储节点、一个或一个以上接入节点、元数据服务器；块存储节点与接入节点一一对应；其中，
接入节点，分别设置有相应的逻辑节点号LUN，用于接收到数据存储请求时，完成存储数据的挂载，通过接入节点的LUN建立与分布式文件系统中映射的文件的访问连接；
元数据服务器，用于将接入节点的LUN映射成分布式文件系统的至少一个文件，并记录映射关系，将映射关系加入到元数据信息中；根据元数据信息，确定将存储的数据根据LUN写入映射的文件所对应的块存储节点；
块存储节点，用于将存储的数据存储在分布式文件系统映射的文件所对应的块存储节点的存储空间。
进一步地，元数据服务器，还用于根据存储在分布式文件系统映射的文件的数据切片和数据分布信息，更新元数据信息。
进一步地，元数据信息还包括：分布式文件系统中相应的映射文件分片的数量、偏移量、分布、副本和存储策略，块存储接入节点的状态和维护信息。
进一步地，该系统还包括读取服务器，用于根据元数据信息，获取存储数据所在的分布式文件系统映射的文件的数据切片和数据分布；通过LUN对应的块存储节点的接入节点的进行数据读取。
进一步地，元数据服务器还用于，根据元数据信息进行分布式文件系统及块存储节点的调度、对系统内存储介质进行状态维护和容量调整。
另一方面，本申请还提供一种实现分布式文件系统块存储的方法，包括：
为分布式文件系统的接入节点创建相应的逻辑节点号LUN，并映射成分布式文件系统中相应的至少一个文件，并记录映射关系，将映射信息加入元数据信息；
当接入接收到数据请求时，完成数据存储的挂载后，通过接入节点的LUN建立与分布式文件系统中映射的文件的访问连接；
根据元数据信息，向建立访问连接的接入节点相应的分布式文件系统映射的文件对应的块存储节点进行数据写入。
进一步地，元数据信息还包括：分布式文件系统中相应的映射文件分片的数量、偏移量、分布、副本和存储策略，块存储接入节点的状态和维护信息。
进一步地，该方法还包括：根据所述元数据信息进行数据存储时，根据存储在分布式文件系统映射的文件的块存储节点的数据切片和数据分布信息，更新元数据信息。
进一步地，当进行块存储数据读取时，该方法还包括：
根据元数据信息，获取存储的数据所在的分布式文件系统映射的文件的块存储节点的数据切片和数据分布信息；
通过LUN对应的块存储节点的接入节点的进行数据读取。
进一步地，该方法还包括：根据所述元数据进行分布式文件系统及块存储节点的调度、对系统内存储介质进行状态维护和容量调整。
本发明提出的技术方案包括：一个或一个以上块存储节点、一个或一个以上接入节点、元数据服务器；块存储节点与接入节点一一对应；其中，接入节点，分别设置有相应的逻辑节点号LUN，用于接收到数据存储请求时，完成存储数据的挂载，通过接入节点的LUN建立与分布式文件系统中映射的文件的访问连接；元数据服务器，用于将接入节点的LUN映射成分布式文件系统的至少一个文件，并记录映射关系，将映射关系加入到元数据信息中；根据元数据信息，将存储的数据根据LUN写入映射文件所对应的块存储节点；块存储节点，用于将存储的数据写入分布式文件系统映射的文件所对应的块存储节点的存储空间。本申请还公开了与系统相对应的方法，通过本发明为块存储节点的接入节点建立相应的LUN，并映射成分布式文件系统中至少一个文件，将映射关系加入到元数据信息，在分布式文件系统进行数据存储时进行元数据更新，提高了云存储中分布化存储的性能。
附图说明
附图用来提供对本申请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申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。
图1为本发明实现分布式文件系统块存储的系统的结构框图；
图2为本发明实现分布式文件系统块存储的方法的流程图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本申请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。
图1为本发明实现分布式文件系统块存储的系统的结构框图，如图1所示，包括：一个或一个以上块存储节点、一个或一个以上接入节点、元数据服务器；块存储节点与接入节点一一对应；其中，
接入节点，分别设置有相应的逻辑节点号（LUN），用于接收到数据存储请求时，完成存储数据的挂载，通过接入节点的LUN建立与分布式文件系统中映射的文件的访问连接。
元数据服务器，用于将接入节点的LUN映射成分布式文件系统的至少一个文件，并记录映射关系，将映射关系加入到元数据信息中；根据元数据信息，确定将存储的数据根据LUN写入映射的文件所对应的块存储节点。
需要说明的是，将每个块存储节点映射成分布式文件系统中的至少一个文件，则在分布式文件系统的网络中，所有的块存储节点各对应至少一个分布式文件系统文件。存储的数据为发起者进行数据存储时所传输的数据。
元数据信息还包括：分布式文件系统中相应的映射文件分片的数量、偏移量、分布、副本和存储策略，块存储接入节点的状态和维护信息。
块存储节点，用于将存储的数据存储在分布式文件系统映射的文件所对应的块存储节点的存储空间。
需要说明的是，根据用户对数据存储的需求，块存储节点可以设置多个接入节点，以提高数据存储和读取的数据，针对各接入节点创建相应的LUN即可。上述分布式文件系统中相应的映射文件分片的数量、偏移量、分布、副本和存储策略，块存储接入节点的状态和维护信息从块存储的代理端服务器、块存储的硬件属性等可以从现有技术中直接获得，本发明将这些现有的信息进行整理，是为了将这些信息用于实现对分布式文件系统数据的高效存储和维护。
本发明基于分布式文件系统的块存储与现有云存储的文件存储相比，通过块存储的方式，实现了支持大量的数据库，提高了用户对数据存储和读取的效率。通过元数据对存储的数据进行存储空间的有效分配和管理，对数据写入的位置进行记录以更新元数据服务器，对云存储的大量用户存储数据而言，发挥的作用应该是显然的。
另外，本发明通过块存储节点作为分布式文件系统的存储，实现了支持因特网小型计算机系统接口（ISCSI）等接入端访问协议。而现有的文件存储方式的分布式文件系统往往只支持文件共享环境，对于企业数据，个人存储的较大数据，文件存储的分布式文件系统，在性能和管理上，无法满足数据高效存储和读取的要求。
元数据服务器，还用于根据存储在分布式文件系统映射的文件的数据切片和数据分布信息，更新元数据信息。
需要说明的是，通过在写入数据时，从块存储节点的属性信息可以找到存储数据的数据切片和数据分布信息，该部分为现有技术，通过元数据的更新，可以实现对块存储空间的有效管理，在数据读取时，也可以通过元数据服务器进行高效读取。
元数据服务器还用于，根据元数据信息进行分布式文件系统及块存储的调度、对系统内存储介质进行状态维护和容量调整。
需要说明的是，这里的调度是指：根据元数据信息选择数据存储的分布式文件系统的接入节点和块存储节点的存储空间。
本发明系统还包括读取服务器，用于根据元数据信息，获取存储数据所在的分布式文件系统映射的文件的数据切片和数据分布；通过LUN对应的块存储节点的接入节点的进行数据读取。
图2为本发明实现分布式文件系统块存储的方法的流程图，如图2所示，包括：
步骤100、为分布式文件系统的接入节点创建相应的逻辑节点号LUN，并映射成分布式文件系统中相应的至少一个文件，并记录映射关系，将映射信息加入元数据信息。
本步骤中，元数据信息还包括：分布式文件系统中相应的映射文件分片的数量、偏移量、分布、副本和存储策略，块存储接入节点的状态和维护信息。
需要说明的是，根据用户对数据存储的需求，块存储节点可以设置多个接入节点，以提高数据存储和读取的数据，针对各接入节点创建相应的LUN即可。上述分布式文件系统相应文件分片的数量、偏移量、分布、副本和存储策略，块存储接入节点的状态和维护信息从块存储的代理端服务器、块存储的硬件属性等可以从现有技术中直接获得，本发明将这些现有的信息进行整理，是为了将这些信息用于实现对分布式文件系统数据的高效存储和维护。
步骤101、当接收到外部数据存储时，接入节点完成数据存储的挂载后，通过接入节点的LUN建立与分布式文件系统中映射的文件的访问连接。
步骤102、根据元数据信息，向建立访问连接的接入节点相应的分布式文件系统映射的文件对应的块存储节点进行数据写入。
本发明方法还包括：根据所述元数据信息进行数据存储时，根据存储在分布式文件系统映射的文件的块存储节点的数据切片和数据分布信息，更新元数据信息。
当进行块存储数据读取时，本发明方法还包括：
根据元数据信息，获取存储的数据所在的分布式文件系统映射的文件的块存储节点的数据切片和数据分布信息；
通过LUN对应的块存储节点的接入节点的进行数据读取。
虽然本申请所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本申请而采用的实施方式，并非用以限定本申请。任何本申请所属领域内的技术人员，在不脱离本申请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，但本申请的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种实现分布式文件系统块存储的系统，其特征在于，包括：一个或一个以上块存储节点、一个或一个以上接入节点、元数据服务器；块存储节点与接入节点一一对应；其中，
接入节点，分别设置有相应的逻辑节点号LUN，用于接收到数据存储请求时，完成存储数据的挂载，通过接入节点的LUN建立与分布式文件系统中映射的文件的访问连接；
元数据服务器，用于将接入节点的LUN映射成分布式文件系统的至少一个文件，并记录映射关系，将映射关系加入到元数据信息中；根据元数据信息，确定将存储的数据根据LUN写入映射的文件所对应的块存储节点；
块存储节点，用于将存储的数据存储在分布式文件系统映射的文件所对应的块存储节点的存储空间。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述元数据服务器，还用于根据存储在分布式文件系统映射的文件的数据切片和数据分布信息，更新元数据信息。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述元数据信息还包括：分布式文件系统中相应的映射文件分片的数量、偏移量、分布、副本和存储策略，块存储接入节点的状态和维护信息。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，该系统还包括读取服务器，用于根据元数据信息，获取存储数据所在的分布式文件系统映射的文件的数据切片和数据分布；通过LUN对应的块存储节点的接入节点的进行数据读取。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，元数据服务器还用于，根据元数据信息进行分布式文件系统及块存储节点的调度、对系统内存储介质进行状态维护和容量调整。
6.一种实现分布式文件系统块存储的方法，其特征在于，包括：
为分布式文件系统的接入节点创建相应的逻辑节点号LUN，并映射成分布式文件系统中相应的至少一个文件，并记录映射关系，将映射信息加入元数据信息；
当接入接收到数据请求时，完成数据存储的挂载后，通过接入节点的LUN建立与分布式文件系统中映射的文件的访问连接；
根据元数据信息，向建立访问连接的接入节点相应的分布式文件系统映射的文件对应的块存储节点进行数据写入。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述元数据信息还包括：分布式文件系统中相应的映射文件分片的数量、偏移量、分布、副本和存储策略，块存储接入节点的状态和维护信息。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，该方法还包括：根据所述元数据信息进行数据存储时，根据存储在分布式文件系统映射的文件的块存储节点的数据切片和数据分布信息，更新元数据信息。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，当进行块存储数据读取时，该方法还包括：
根据元数据信息，获取存储的数据所在的分布式文件系统映射的文件的块存储节点的数据切片和数据分布信息；
通过LUN对应的块存储节点的接入节点的进行数据读取。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，该方法还包括：根据所述元数据进行分布式文件系统及块存储节点的调度、对系统内存储介质进行状态维护和容量调整。
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