CN105765542A - 访问文件的方法、分布式存储系统和存储节点 - Google Patents
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Abstract
一种访问文件的方法、分布式存储系统和存储节点。该方法包括：第一存储节点接收网络设备转发的主机的访问请求，该访问请求用于访问目标文件的第一虚拟空间，该第一虚拟空间为管理节点在全局虚拟地址空间中为该目标文件分配的空间，该访问请求的目的地址为该第一虚拟空间的全局虚拟地址(S210)，该第一存储节点为用于存储该目标文件的存储节点；该第一存储节点根据该目的地址与该第一存储节点中的本地虚拟地址的对应关系，确定该访问请求的目的地址对应的该本地虚拟地址(S220)；该第一存储节点根据该本地虚拟地址访问该目标文件(S230)。能够提高文件访问的效率。
Description
本发明涉及存储技术领域，具体涉及访问文件的方法、分布式存储系统和存储节点。
新型非易失存储(non-violate memory，NVM)介质，比如相变内存(Phase Change Memory，PCM)、可变电阻式随机存取器(Resistive RAM，ReRAM)、磁性随机存储器(Magnetic Random Access Memory，MRAM)等，具有类似动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)的读写特点，能够挂在内存总线上进行访问。目前，基于非易失存储介质的存储系统是业界研究的热点。
现有远程访问文件系统的方法包括采用网络文件系统(Network File System，NFS)或者通用网络文件系统(Common Internet File System，CIFS)协议等。这些传统的访问文件的方式本质上都是基于远程过程调用(Remote Procedure Call，RPC)，是建立在传输控制协议/因特网互联协议(Transmission Control Protocol/Internet Protocol，TCP/IP)之上的访问方式。对于基于NVM的存储系统来说，如果仍然采用传统的远程访问文件系统的访问方法，仍需要经过主机的内核TCP/IP协议栈处理，访问效率较低。
发明内容
本发明实施例提供了一种访问文件的方法、分布式存储系统和存储节点，能够提高文件访问的效率。
第一方面，提供了一种访问文件的方法，该方法应用于分布式存储系统中，该分布式存储系统包括管理节点、多个存储节点和网络设备，该分布式存储系统中每一个存储节点的本地虚拟地址空间对应该分布式存储系统的全局虚拟地址空间的一部分，该方法包括：
第一存储节点接收该网络设备转发的主机的访问请求，该访问请求用于访问目标文件的第一虚拟空间，该第一虚拟空间为该管理节点在该全局虚拟地址空间中为该目标文件分配的空间，该访问请求的目的地址为该第一虚拟
空间的全局虚拟地址，该第一存储节点为该多个存储节点中用于存储该目标文件的存储节点；
该第一存储节点根据该目的地址与该第一存储节点中的本地虚拟地址的对应关系，确定该访问请求的目的地址对应的该本地虚拟地址；
该第一存储节点根据该本地虚拟地址访问该目标文件。
结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，该目的地址的位数为2N位，其中，N为该本地虚拟地址的位数，该目的地址的高N位包含该第一存储节点的设备信息，该目的地址的低N位为该本地虚拟地址，该访问请求由该网络设备根据该第一存储节点的设备信息转发给该第一存储节点。
结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，在该访问请求为写请求时，该第一存储节点根据该本地虚拟地址访问该目标文件，包括：
若该第一存储节点确定存在与该本地虚拟地址对应的本地物理空间地址，则该第一存储节点将该写请求中的数据写到该本地物理空间地址对应的本地物理空间中；或者，
若该第一存储节点确定不存在与该本地虚拟地址对应的本地物理空间地址，则该第一存储节点为该目标文件分配本地物理空间，并将该写请求中的数据写到分配的本地物理空间中。
结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，在该访问请求为读请求时，该第一存储节点根据该本地虚拟地址访问该目标文件，包括：
该第一存储节点确定与该本地虚拟地址对应的本地物理空间地址，读取该本地物理空间地址对应的本地物理空间中的数据。
结合第一方面或第一方面的第一至三种可能的实现方式中的任一种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，在该第一存储节点接收该网络设备转发的主机的访问请求之前，该方法还包括：
该第一存储节点接收该管理节点发送的空间分配请求，该空间分配请求用于为该目标文件分配本地虚拟地址空间，该空间分配请求携带该第一虚拟空间的全局虚拟地址；
该第一存储节点根据该空间分配请求，为该目标文件分配该本地虚拟地址空间；
该第一存储节点建立该目的地址与该本地虚拟地址空间的本地虚拟地址的对应关系。
结合第一方面的第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，该方法还包括：
该第一存储节点接收该管理节点发送的空间回收消息，该空间回收消息用于回收该本地虚拟地址空间，该空间回收消息携带该第一虚拟空间的全局虚拟地址；
该第一存储节点根据该空间回收消息，删除该目的地址与该本地虚拟地址的对应关系，回收该本地虚拟地址空间；
该第一存储节点回收该本地虚拟地址空间对应的本地物理空间。
第二方面，提供了一种分布式存储系统，包括：管理节点、多个存储节点和网络设备；
该多个存储节点中的每一个存储节点的本地虚拟地址空间对应该分布式存储系统的全局虚拟地址空间的一部分；
该管理节点用于在该全局虚拟地址空间中为目标文件分配第一虚拟空间；
该网络设备用于向第一存储节点转发主机的访问请求，该访问请求用于访问该第一虚拟空间，该访问请求的目的地址为该第一虚拟空间的全局虚拟地址，该第一存储节点为该多个存储节点中用于存储该目标文件的存储节点；
该第一存储节点用于接收该网络设备转发该访问请求，根据该目的地址与该第一存储节点中的本地虚拟地址的对应关系，确定该访问请求的目的地址对应的该本地虚拟地址，根据该本地虚拟地址访问该目标文件。
结合第二方面，在第一种可能的实现方式中，该目的地址的位数为2N位，N为该本地虚拟地址的位数，该目的地址的高N位包含该第一存储节点的设备信息，该目的地址的低N位为该本地虚拟地址；
该网络设备具体用于根据该第一存储节点的设备信息向该第一存储节点转发该访问请求。
结合第二方面或第二方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，在该访问请求为写请求时，该第一存储节点具体用于若确定存在与该本地虚拟地址对应的本地物理空间地址，则将该写请求中的数据写到该
本地物理空间地址对应的本地物理空间中；或者，若确定不存在与该本地虚拟地址对应的本地物理空间地址，则为该目标文件分配本地物理空间，将该写请求中的数据写到分配的本地物理空间中。
结合第二方面或第二方面的第一种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，在该访问请求为读请求时，该第一存储节点具体用于确定与该本地虚拟地址对应的本地物理空间地址，读取该本地物理空间地址对应的本地物理空间中的数据。
结合第二方面或第二方面的第一至三种可能的实现方式中的任一种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，该第一存储节点还用于接收该管理节点发送的空间分配请求，该空间分配请求用于为该目标文件分配本地虚拟地址空间，该空间分配请求携带该第一虚拟空间的全局虚拟地址；
根据该空间分配请求，为该目标文件分配该本地虚拟地址空间；
建立该目的地址与该本地虚拟地址空间的本地虚拟地址的对应关系。
结合第二方面的第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，该第一存储节点还用于接收该管理节点发送的空间回收消息，该空间回收消息用于回收该本地虚拟地址空间，该空间回收消息携带该第一虚拟空间的全局虚拟地址；
根据该空间回收消息，删除该目的地址与该本地虚拟地址的对应关系，回收该本地虚拟地址空间；
回收该本地虚拟地址空间对应的本地物理空间。
第三方面，提供了一种存储节点，包括：
接收模块，用于接收分布式存储系统中的网络设备转发的主机的访问请求，该访问请求用于访问目标文件的第一虚拟空间，该第一虚拟空间为该分布式存储系统中的管理节点在该分布式存储系统的全局虚拟地址空间中为该目标文件分配的空间，该分布式存储系统中每一个存储节点的本地虚拟地址空间对应该全局虚拟地址空间的一部分，该访问请求的目的地址为该第一虚拟空间的全局虚拟地址；
处理模块，用于根据该目的地址与该存储节点中的本地虚拟地址的对应关系，确定该访问请求的目的地址对应的该本地虚拟地址，根据该本地虚拟地址访问该目标文件。
结合第三方面，在第一种可能的实现方式中，该目的地址的位数为2N
位，N为该本地虚拟地址的位数，该目的地址的高N位包含该存储节点的设备信息，该目的地址的低N位为该本地虚拟地址，该访问请求由该网络设备根据该存储节点的设备信息转发给该存储节点。
结合第三方面或第三方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，在该访问请求为写请求时，该处理模块具体用于：
若确定存在与该本地虚拟地址对应的本地物理空间地址，则将该写请求中的数据写到该本地物理空间地址对应的本地物理空间中；或者，
若确定不存在与该本地虚拟地址对应的本地物理空间地址，则为所述目标文件分配本地物理空间，并将该写请求中的数据写到分配的本地物理空间中。
结合第三方面或第三方面的第一种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，在该访问请求为读请求时，该处理模块具体用于确定与该本地虚拟地址对应的本地物理空间地址，读取该本地物理空间地址对应的本地物理空间中的数据。
结合第三方面或第三方面的第一至三种可能的实现方式中的任一种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，该接收模块还用于接收该管理节点发送的空间分配请求，该空间分配请求用于为该目标文件分配本地虚拟地址空间，该空间分配请求携带该第一虚拟空间的全局虚拟地址；
该处理模块还用于根据该空间分配请求，为该目标文件分配该本地虚拟地址空间，建立该目的地址与该本地虚拟地址空间的本地虚拟地址的对应关系。
结合第三方面的第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，该接收模块还用于接收该管理节点发送的空间回收消息，该空间回收消息用于回收该本地虚拟地址空间，该空间回收消息携带该第一虚拟空间的全局虚拟地址；
该处理模块还用于根据该空间回收消息，删除该目的地址与该本地虚拟地址的对应关系，回收该本地虚拟地址空间，回收该本地虚拟地址空间对应的本地物理空间。
第四方面，提供了一种计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令用于执行前述第一方面中所述的方法。
基于上述技术方案，本发明实施例的访问文件的方法、分布式存储系统和存储节点，通过接收目的地址为全局虚拟地址的访问请求，根据与该目的地址对应的本地虚拟地址访问分布式存储系统中的文件，可以使主机能够直接访问分布式存储系统中的文件，从而能够提高文件访问的效率。
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例的附图。
图1是本发明实施例的一个应用场景的示意图。
图2是本发明实施例的访问文件的方法的示意性流程图。
图3是本发明实施例的分布式存储系统的示意性框图。
图4是本发明实施例的存储节点的示意性框图。
图5是本发明实施例的存储节点的结构示意图。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。
应理解，本发明实施例的技术方案可以应用于各种存储系统，尤其是基于非易失存储介质的分布式存储系统。
还应理解，在本发明实施例中，术语“虚拟地址空间”也可以表述为“虚拟空间”，也就是说，“虚拟地址空间”和“虚拟空间”通用；类似地，“本地物理存储空间”和“本地物理空间”通用。
图1是本发明实施例的一个应用场景的示意图。在图1中，主机130、存储节点120和管理节点110通过网络140互联互通。存储节点120、管理节点110以及网络140组成分布式存储系统。
主机130可以是计算机，也可以是其他用户设备，主机130可以通过网络与分布式存储系统通信。主机130可以包括当前技术已知的任何计算设备，如服务器、台式计算机等等，在主机130中安装有操作系统以及其他应用程序，主机130可以有多个。主机130可以访问分布式存储系统的文件。例如，
主机130可以通过文件接口模块提供文件访问接口给主机上的应用程序。
存储节点120用于存储文件数据，并处理对文件的访问请求。存储节点120可以包括至少一种存储器，例如，可以包括PCM、ReRAM、MRAM等具有按字节寻址及访问的能力的新型NVM。在本发明实施例中，文件存储于NVM存储器中，且存储节点120可以通过内存总线实现对新型NVM的访问。
管理节点110用于管理文件的元数据，处理主机对文件的元数据查询、更新请求等。文件的元数据可以包括文件的起始地址，分配的空间大小，文件实际大小等信息。管理节点110还可以用于管理分布式存储系统的全局虚拟地址空间。
管理节点110和存储节点120也可以合在一起，也就是说，一个节点可以同时具有管理节点和存储节点的功能。
在本发明实施例中，管理节点可以独立设置(例如图1中的元数据管理节点110)，也可以为同时具有元数据管理节点和存储节点的功能的节点。为了描述方便，以下以管理节点110为例进行说明。
网络140的物理层、链路层可以基于以太网，PCIE交换网络，InfiniBand网络以及光网络等。网络140用于对访问请求、访问响应进行路由，具体地，路由可以由网络设备(如路由器或交换机)执行。为了描述方便，以下以网络设备为例进行说明。
图2示出了根据本发明实施例的访问文件的方法200的示意性流程图。
该方法200应用于分布式存储系统中，该分布式存储系统包括管理节点、多个存储节点和网络设备。该分布式存储系统中每一个存储节点的本地虚拟地址空间对应该分布式存储系统的全局虚拟地址空间的一部分。
S210，第一存储节点接收该网络设备转发的主机的访问请求，该访问请求用于访问目标文件的第一虚拟空间，该第一虚拟空间为该管理节点在该全局虚拟地址空间中为该目标文件分配的空间，该访问请求的目的地址为该第一虚拟空间的全局虚拟地址，该第一存储节点为该多个存储节点中用于存储该目标文件的存储节点。
分布式存储系统的全局虚拟地址空间是为在该分布式存储系统中管理文件而虚拟出来的空间。该分布式存储系统中不同存储节点的本地虚拟地址空间对应该分布式存储系统的全局虚拟地址空间的不同部分。例如，全局虚
拟地址空间的第一部分空间映射到所述分布式存储系统中的第一存储节点的本地虚拟地址空间，全局虚拟地址空间的第二部分空间映射到所述分布式存储系统中的第二存储节点的本地虚拟地址空间，其中第一部分空间与第二部分空间不同。在本发明实施例中，管理节点可以从分布式存储系统的全局虚拟地址空间中分配一段连续的空间(表示为第一虚拟空间)给目标文件。由于分布式存储系统中每一个存储节点的本地虚拟地址空间对应分布式存储系统的全局虚拟地址空间的一部分，因此该第一虚拟空间可以映射到存储节点的本地虚拟地址空间。
本地虚拟地址空间可以采用操作系统(Operating System，OS)OS的虚拟地址空间的一段未使用的区间。例如，64位的OS的虚拟地址空间大小是2的64次方，除了用户态虚拟地址空间和内核虚拟地址空间外，还有保留的虚拟地址空间，本地虚拟地址空间可以采用OS保留的虚拟地址空间。也可以根据需要，重新划分操作系统的虚拟地址空间，划分出一段虚拟地址空间用作本地虚拟地址空间。
本地虚拟地址空间的地址(即本地虚拟地址)的位数为OS的位数。例如，对于64位的OS，本地虚拟地址的位数为64位。
全局虚拟地址空间的地址为全局虚拟地址。全局虚拟地址的位数可以大于本地虚拟地址的位数。可选地，全局虚拟地址的位数可以为本地虚拟地址的位数的两倍，也就是说，若本地虚拟地址的位数为N，则全局虚拟地址的位数为2N。例如，对于64位的OS，全局虚拟地址的位数可以为128位。
通过全局虚拟地址与本地虚拟地址的对应关系可以将分布式存储系统的全局虚拟地址空间与存储节点的本地虚拟地址空间对应。例如，在本地虚拟地址的位数为N，全局虚拟地址的位数为2N的情况下，全局虚拟地址的高N位可以对应节点的设备信息(例如：ID，或者ID和节点类型)，全局虚拟地址的低N位可对应节点内的本地虚拟地址，这样可将全局虚拟地址空间与各存储节点的本地虚拟地址空间对应。应理解，可以只用高N位中的一部分位携带存储节点的设备信息(如最高的8位为第一存储节点的ID)，剩下的位可以保留或留作他用。
全局虚拟地址与本地虚拟地址的对应关系可以预先统一建立，也可以在为目标文件分配空间时建立。
若采用预先统一建立的方式，则可以在管理节点配置所有存储节点的本
地虚拟地址与全局虚拟地址的对应关系(可以称为总映射表)，在每个存储节点配置本存储节点的本地虚拟地址与全局虚拟地址的对应关系(可以称为分映射表)，当然，也可以在每个存储节点配置总映射表。在这种方式中，各存储节点的所有可以使用的本地虚拟地址空间的本地虚拟地址都已在全局虚拟地址与本地虚拟地址对应关系中。管理节点为目标文件分配第一虚拟空间时，分配该对应关系中的全局虚拟地址，基于该对应关系，第一虚拟空间自动映射到存储节点的本地虚拟地址空间，并进一步通过本地虚拟地址空间映射到本地物理存储空间。
若采用在为目标文件分配空间时建立的方式，管理节点为目标文件分配第一虚拟空间时，分配全局虚拟地址空间中的全局虚拟地址，并向存储节点发送空间分配请求，携带分配的全局虚拟地址；存储节点为目标文件分配本地虚拟地址空间，并将分配的本地虚拟地址空间的本地虚拟地址与空间分配请求中的全局虚拟地址对应，即建立第一虚拟空间的全局虚拟地址与分配的本地虚拟地址空间的本地虚拟地址的对应关系。存储节点还可以将为目标文件分配的本地虚拟地址空间的本地虚拟地址返回给管理节点，管理节点在管理节点上建立第一虚拟空间的全局虚拟地址与本地虚拟地址的对应关系。
主机在访问分布式存储系统中的目标文件时，向网络设备发送访问目标文件的第一虚拟空间的访问请求。该访问请求的目的地址为该第一虚拟空间的全局虚拟地址。网络设备将该访问请求转发给第一存储节点。
可选地，本发明一个实施例中，该目的地址的位数为2N，N为该目的地址对应的该第一存储节点中的本地虚拟地址的位数，该目的地址的高N位包含该第一存储节点的设备信息，该目的地址的低N位为该本地虚拟地址，该访问请求由该网络设备根据该第一存储节点的设备信息转发给该第一存储节点。
也就是说，在本实施例中，访问请求的目的地址的位数为2N，访问请求的目的地址的高N位包含第一存储节点的设备信息(例如：ID，或者ID和节点类型)，访问请求的目的地址的低N位为第一存储节点中用于存储该目标文件的本地虚拟地址空间的本地虚拟地址。网络设备可根据第一存储节点的设备信息将主机的访问请求转发给第一存储节点。
S220，该第一存储节点根据该目的地址与该第一存储节点中的本地虚拟地址的对应关系，确定该访问请求的目的地址对应的本地虚拟地址。
第一存储节点接收到网络设备发送过来的访问请求后，将访问请求的目的地址转换为第一存储节点中的本地虚拟地址。
在本发明实施例中，该目的地址与该本地虚拟地址的对应关系可以是对应关系表的形式，即采用对应关系表记录该目的地址对应该本地虚拟地址，在这种情况下，第一存储节点根据该对应关系表确定该目的地址对应的本地虚拟地址；该目的地址与该本地虚拟地址的对应关系也可以是无形的，即预定义该目的地址中的一部分位(例如2N位中的低N位)为该目的地址对应的本地虚拟地址，在这种情况下，第一存储节点直接将该目的地址中的相应的位确定为该目的地址对应的本地虚拟地址。
S230，该第一存储节点根据该本地虚拟地址访问该目标文件。
第一存储节点根据S220中得到的本地虚拟地址访问该目标文件。
可选地，在本发明一个实施例中，在该访问请求为读请求时，该第一存储节点确定与该本地虚拟地址对应的本地物理空间地址，读取该本地物理空间地址对应的本地物理空间中的数据。
具体而言，在访问请求为读请求时，第一存储节点查询该本地虚拟地址对应的本地物理空间地址，若不存在对应的本地物理空间地址，则表明访问错误，因此向网络设备发送访问错误的访问响应。若存在对应的本地物理空间地址，则读取该本地物理空间地址对应的本地物理空间中的数据，并将数据携带在访问响应中发送给网络设备。
可选地，在本发明另一个实施例中，在该访问请求为写请求时，在一种情形下，若该第一存储节点确定存在与该本地虚拟地址对应的本地物理空间地址，则将该写请求中的数据写到该本地物理空间地址对应的本地物理空间中。在另一种情形下，若该第一存储节点确定不存在与该本地虚拟地址对应的本地物理空间地址，则所述第一存储节点为所述目标文件分配该本地物理空间，并将该写请求中的数据写到分配的本地物理空间中。
具体而言，在访问请求为写请求时，第一存储节点查询该本地虚拟地址对应的本地物理空间地址，若不存在对应的本地物理空间地址，即并未给该目标文件分配本地物理空间，则为该目标文件分配本地物理空间，然后将写请求中的数据写到分配的本地物理空间中，并向网络设备发送访问成功的访问响应；若存在对应的本地物理空间地址，则将写请求中的数据写到该本地物理空间地址对应的本地物理空间中，并向网络设备发送访问成功的访问响
应。
本发明实施例的访问文件的方法，通过接收目的地址为全局虚拟地址的访问请求，根据与该目的地址对应的本地虚拟地址访问分布式存储系统中的文件，可以使主机能够直接访问分布式存储系统中的文件，从而能够提高文件访问的效率。
在本发明实施例中，可选地，在该第一存储节点接收该网络设备转发的主机的访问请求之前，该方法200还包括：
该第一存储节点接收该管理节点发送的空间分配请求，该空间分配请求用于为该目标文件分配本地虚拟地址空间，该空间分配请求携带该第一虚拟空间的全局虚拟地址；
该第一存储节点根据该空间分配请求，为该目标文件分配该本地虚拟地址空间；
该第一存储节点建立该目的地址与该本地虚拟地址空间的本地虚拟地址的对应关系。
可选地，空间分配请求可以携带目标文件的第一虚拟空间的起始全局虚拟地址和大小。第一存储节点在接收到该空间分配请求时，可先判断本地虚拟地址空间是否满足大小要求，若不满足，则返回错误响应；若满足，则为目标文件分配本地虚拟地址空间，并建立相应的对应关系，返回成功响应。
在本发明实施例中，可选地，该方法200还包括：
该第一存储节点接收该管理节点发送的空间回收消息，该空间回收消息用于回收该本地虚拟地址空间，该空间回收消息携带该第一虚拟空间的全局虚拟地址；
该第一存储节点根据该空间回收消息，删除该目的地址与该本地虚拟地址的对应关系，回收该本地虚拟地址空间；
该第一存储节点回收该本地虚拟地址空间对应的本地物理空间。
在回收目标文件空间时，管理节点向第一存储节点发送空间回收消息。空间回收消息可携带第一虚拟空间的全局虚拟地址。第一存储节点可先判断是否存在该全局虚拟地址对应的本地虚拟地址，若不存在，则返回错误响应；若存在，则删除该全局虚拟地址与该本地虚拟地址的对应关系，回收该第一虚拟空间对应的本地虚拟地址空间，并回收该本地虚拟地址空间对应的本地物理空间，并返回成功响应。
应理解，本发明实施例中的具体的例子只是为了帮助本领域技术人员更好地理解本发明实施例，而非限制本发明实施例的范围。
还应理解，在本发明的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
上文中详细描述了根据本发明实施例的访问文件的方法，下面将描述根据本发明实施例的分布式存储系统和存储节点。
图3示出了根据本发明实施例的分布式存储系统300的示意性框图。如图3所示，分布式存储系统300包括：管理节点310、多个存储节点320和网络设备330。
该多个存储节点320中的每一个存储节点320的本地虚拟地址空间对应该分布式存储系统300的全局虚拟地址空间的一部分。
该管理节点310用于在该全局虚拟地址空间中为目标文件分配第一虚拟空间。
该网络设备330用于向第一存储节点转发主机的访问请求，该访问请求用于访问该第一虚拟空间，该访问请求的目的地址为该第一虚拟空间的全局虚拟地址，该第一存储节点为该多个存储节点320中用于存储该目标文件的存储节点；
该第一存储节点用于接收该网络设备330转发该访问请求，根据该目的地址与该第一存储节点中的本地虚拟地址的对应关系，确定该访问请求的目的地址对应的该本地虚拟地址，根据该本地虚拟地址访问该目标文件。
本发明实施例的分布式存储系统，通过接收目的地址为全局虚拟地址的访问请求，根据与该目的地址对应的本地虚拟地址访问分布式存储系统中的文件，可以使主机能够直接访问分布式存储系统中的文件，从而能够提高文件访问的效率。
在本发明实施例中，可选地，该目的地址的位数为2N，N为该本地虚拟地址的位数，该目的地址的高N位包含该第一存储节点的设备信息，该目的地址的低N位为该本地虚拟地址；
该网络设备330具体用于根据该第一存储节点的设备信息向该第一存储节点转发该访问请求。
在本发明实施例中，可选地，在该访问请求为写请求时，一种情形下，
若该第一存储节点确定存在与该本地虚拟地址对应的本地物理空间地址，则将该写请求中的数据写到该本地物理空间地址对应的本地物理空间中。在另一种情形下，若该第一存储节点确定不存在与该本地虚拟地址对应的本地物理空间地址，则为所述目标文件分配该本地物理空间，将该写请求中的数据写到分配的本地物理空间中。
在本发明实施例中，可选地，在该访问请求为读请求时，该第一存储节点具体用于确定与该本地虚拟地址对应的本地物理空间地址，读取该本地物理空间地址对应的本地物理空间中的数据。
在本发明实施例中，可选地，该第一存储节点还用于接收该管理节点310发送的空间分配请求，该空间分配请求用于为该目标文件分配本地虚拟地址空间，该空间分配请求携带该第一虚拟空间的全局虚拟地址；
根据该空间分配请求，为该目标文件分配该本地虚拟地址空间；
建立该目的地址与该本地虚拟地址空间的本地虚拟地址的对应关系。
在本发明实施例中，可选地，该第一存储节点还用于接收该管理节点310发送的空间回收消息，该空间回收消息用于回收该本地虚拟地址空间，该空间回收消息携带该第一虚拟空间的全局虚拟地址；
根据该空间回收消息，删除该目的地址与该本地虚拟地址的对应关系，回收该本地虚拟地址空间；
回收该本地虚拟地址空间对应的本地物理空间。
根据本发明实施例的分布式存储系统300可对应于前述方法实施例中的分布式存储系统，并且第一存储节点可执行前述各个方法的相应流程，为了简洁，在此不再赘述。
图4示出了根据本发明实施例的存储节点400的示意性框图。如图4所示，该存储节点400包括：
接收模块410，用于接收分布式存储系统中的网络设备转发的主机的访问请求，该访问请求用于访问目标文件的第一虚拟空间，该第一虚拟空间为该分布式存储系统中的管理节点在该分布式存储系统的全局虚拟地址空间中为该目标文件分配的空间，该分布式存储系统中每一个存储节点的本地虚拟地址空间对应该全局虚拟地址空间的一部分，该访问请求的目的地址为该第一虚拟空间的全局虚拟地址；
处理模块420，用于根据该目的地址与该存储节点中的本地虚拟地址的
对应关系，确定该访问请求的目的地址对应的该本地虚拟地址，根据该本地虚拟地址访问该目标文件。
本发明实施例的存储节点，通过接收目的地址为全局虚拟地址的访问请求，根据与该目的地址对应的本地虚拟地址访问分布式存储系统中的文件，可以使主机能够直接访问分布式存储系统中的文件，从而能够提高文件访问的效率。
在本发明实施例中，可选地，该目的地址的位数为2N，N为该本地虚拟地址的位数，该目的地址的高N位包含该存储节点的设备信息，该目的地址的低N位为该本地虚拟地址，该访问请求由该网络设备根据该存储节点的设备信息转发给该存储节点。
在本发明实施例中，可选地，在该访问请求为写请求时，该处理模块420具体用于确定存在与该本地虚拟地址对应的本地物理空间地址，将该写请求中的数据写到该本地物理空间地址对应的本地物理空间中；或者，
确定不存在与该本地虚拟地址对应的本地物理空间地址，分配该本地物理空间地址，将该写请求中的数据写到该本地物理空间地址对应的本地物理空间中。
在本发明实施例中，可选地，在该访问请求为读请求时，该处理模块420具体用于确定与该本地虚拟地址对应的本地物理空间地址，读取该本地物理空间地址对应的本地物理空间中的数据。
在本发明实施例中，可选地，该接收模块410还用于接收该管理节点发送的空间分配请求，该空间分配请求用于为该目标文件分配本地虚拟地址空间，该空间分配请求携带该第一虚拟空间的全局虚拟地址；
该处理模块420还用于根据该空间分配请求，为该目标文件分配该本地虚拟地址空间，建立该目的地址与该本地虚拟地址空间的本地虚拟地址的对应关系。
在本发明实施例中，可选地，该接收模块410还用于接收该管理节点发送的空间回收消息，该空间回收消息用于回收该本地虚拟地址空间，该空间回收消息携带该第一虚拟空间的全局虚拟地址；
该处理模块420还用于根据该空间回收消息，删除该目的地址与该本地虚拟地址的对应关系，回收该本地虚拟地址空间，回收该本地虚拟地址空间对应的本地物理空间。
根据本发明实施例的存储节点400可对应根据本发明实施例的访问文件的方法200中的第一存储节点，并且存储节点400中的各个模块的上述和其它操作和/或功能分别为了实现前述各个方法的相应流程，为了简洁，在此不再赘述。
图5示出了本发明的又一实施例提供的存储节点的结构，包括至少一个处理器502(例如CPU)，至少一个网络接口505或者其他通信接口，存储器506，和至少一个通信总线503。其中：
通信总线503用于实现这些装置之间的连接通信。
处理器502用于执行存储器506中存储的可执行模块，例如计算机程序。
存储器506可能包含高速随机存取存储器(RAM：Random Access Memory)，也可能还包括NVM，例如至少一个磁盘存储器。
存储节点通过至少一个网络接口505(可以是有线或者无线)实现与网络的通信连接。
在一些实施方式中，存储器506存储了程序5061，处理器502用于执行程序5061以实现前述方法实施例中的各个方法。
应理解，在本发明实施例中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示
意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此。
Claims (18)
- 一种访问文件的方法，其特征在于，所述方法应用于分布式存储系统中，所述分布式存储系统包括管理节点、多个存储节点和网络设备，所述分布式存储系统中每一个存储节点的本地虚拟地址空间对应所述分布式存储系统的全局虚拟地址空间的一部分，所述方法包括：第一存储节点接收所述网络设备转发的主机的访问请求，所述访问请求用于访问目标文件的第一虚拟空间，所述第一虚拟空间为所述管理节点在所述全局虚拟地址空间中为所述目标文件分配的空间，所述访问请求的目的地址为所述第一虚拟空间的全局虚拟地址，所述第一存储节点为所述多个存储节点中用于存储所述目标文件的存储节点；所述第一存储节点根据所述目的地址与所述第一存储节点中的本地虚拟地址的对应关系，确定所述访问请求的目的地址对应的所述本地虚拟地址；所述第一存储节点根据所述本地虚拟地址访问所述目标文件。
- 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目的地址的位数为2N位，其中，N为所述本地虚拟地址的位数，所述目的地址的高N位包含所述第一存储节点的设备信息，所述目的地址的低N位为所述本地虚拟地址，所述访问请求由所述网络设备根据所述第一存储节点的设备信息转发给所述第一存储节点。
- 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述访问请求为写请求时，所述第一存储节点根据所述本地虚拟地址访问所述目标文件，包括：若所述第一存储节点确定存在与所述本地虚拟地址对应的本地物理空间地址，则所述第一存储节点将所述写请求中的数据写到所述本地物理空间地址对应的本地物理空间中；或者，若所述第一存储节点确定不存在与所述本地虚拟地址对应的本地物理空间地址，则所述第一存储节点为所述目标文件分配本地物理空间，将所述写请求中的数据写到分配的本地物理空间中。
- 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述访问请求为读请求时，所述第一存储节点根据所述本地虚拟地址访问所述目标文件，包括：所述第一存储节点确定与所述本地虚拟地址对应的本地物理空间地址，读取所述本地物理空间地址对应的本地物理空间中的数据。
- 根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，在所述第一存储节点接收所述网络设备转发的主机的访问请求之前，所述方法还包括：所述第一存储节点接收所述管理节点发送的空间分配请求，所述空间分配请求用于为所述目标文件分配本地虚拟地址空间，所述空间分配请求携带所述第一虚拟空间的全局虚拟地址；所述第一存储节点根据所述空间分配请求，为所述目标文件分配所述本地虚拟地址空间；所述第一存储节点建立所述目的地址与所述本地虚拟地址空间的本地虚拟地址的对应关系。
- 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：所述第一存储节点接收所述管理节点发送的空间回收消息，所述空间回收消息用于回收所述本地虚拟地址空间，所述空间回收消息携带所述第一虚拟空间的全局虚拟地址；所述第一存储节点根据所述空间回收消息，删除所述目的地址与所述本地虚拟地址的对应关系，回收所述本地虚拟地址空间；所述第一存储节点回收所述本地虚拟地址空间对应的本地物理空间。
- 一种分布式存储系统，其特征在于，包括：管理节点、多个存储节点和网络设备；所述多个存储节点中的每一个存储节点的本地虚拟地址空间对应所述分布式存储系统的全局虚拟地址空间的一部分；所述管理节点用于在所述全局虚拟地址空间中为目标文件分配第一虚拟空间；所述网络设备用于向第一存储节点转发主机的访问请求，所述访问请求用于访问所述第一虚拟空间，所述访问请求的目的地址为所述第一虚拟空间的全局虚拟地址，所述第一存储节点为所述多个存储节点中用于存储所述目标文件的存储节点；所述第一存储节点用于接收所述网络设备转发所述访问请求，根据所述目的地址与所述第一存储节点中的本地虚拟地址的对应关系，确定所述访问 请求的目的地址对应的所述本地虚拟地址，根据所述本地虚拟地址访问所述目标文件。
- 根据权利要求7所述的分布式存储系统，其特征在于，所述目的地址的位数为2N位，N为所述本地虚拟地址的位数，所述目的地址的高N位包含所述第一存储节点的设备信息，所述目的地址的低N位为所述本地虚拟地址；所述网络设备具体用于根据所述第一存储节点的设备信息向所述第一存储节点转发所述访问请求。
- 根据权利要求7或8所述的分布式存储系统，其特征在于：在所述访问请求为写请求时，所述第一存储节点具体用于：若确定存在与所述本地虚拟地址对应的本地物理空间地址，则将所述写请求中的数据写到所述本地物理空间地址对应的本地物理空间中；或者，若确定不存在与所述本地虚拟地址对应的本地物理空间地址，则为所述目标文件分配本地物理空间，将所述写请求中的数据写到分配的本地物理空间中。
- 根据权利要求7或8所述的分布式存储系统，其特征在于，在所述访问请求为读请求时，所述第一存储节点具体用于确定与所述本地虚拟地址对应的本地物理空间地址，读取所述本地物理空间地址对应的本地物理空间中的数据。
- 根据权利要求7至10中任一项所述的分布式存储系统，其特征在于，所述第一存储节点还用于接收所述管理节点发送的空间分配请求，所述空间分配请求用于为所述目标文件分配本地虚拟地址空间，所述空间分配请求携带所述第一虚拟空间的全局虚拟地址；根据所述空间分配请求，为所述目标文件分配所述本地虚拟地址空间；建立所述目的地址与所述本地虚拟地址空间的本地虚拟地址的对应关系。
- 根据权利要求11所述的分布式存储系统，其特征在于，所述第一存储节点还用于接收所述管理节点发送的空间回收消息，所述空间回收消息用于回收所述本地虚拟地址空间，所述空间回收消息携带所述第一虚拟空间的全局虚拟地址；根据所述空间回收消息，删除所述目的地址与所述本地虚拟地址的对应 关系，回收所述本地虚拟地址空间；回收所述本地虚拟地址空间对应的本地物理空间。
- 一种存储节点，其特征在于，包括：接收模块，用于接收分布式存储系统中的网络设备转发的主机的访问请求，所述访问请求用于访问目标文件的第一虚拟空间，所述第一虚拟空间为所述分布式存储系统中的管理节点在所述分布式存储系统的全局虚拟地址空间中为所述目标文件分配的空间，所述分布式存储系统中每一个存储节点的本地虚拟地址空间对应所述全局虚拟地址空间的一部分，所述访问请求的目的地址为所述第一虚拟空间的全局虚拟地址；处理模块，用于根据所述目的地址与所述存储节点中的本地虚拟地址的对应关系，确定所述访问请求的目的地址对应的所述本地虚拟地址，根据所述本地虚拟地址访问所述目标文件。
- 根据权利要求13所述的存储节点，其特征在于，所述目的地址的位数为2N位，N为所述本地虚拟地址的位数，所述目的地址的高N位包含所述存储节点的设备信息，所述目的地址的低N位为所述本地虚拟地址，所述访问请求由所述网络设备根据所述存储节点的设备信息转发给所述存储节点。
- 根据权利要求13或14所述的存储节点，其特征在于，在所述访问请求为写请求时，所述处理模块具体用于：若确定存在与所述本地虚拟地址对应的本地物理空间地址，则将所述写请求中的数据写到所述本地物理空间地址对应的本地物理空间中；或者，若确定不存在与所述本地虚拟地址对应的本地物理空间地址，则为所述目标文件分配本地物理空间，并将所述写请求中的数据写到分配的本地物理空间中。
- 根据权利要求13或14所述的存储节点，其特征在于，在所述访问请求为读请求时，所述处理模块具体用于确定与所述本地虚拟地址对应的本地物理空间地址，读取所述本地物理空间地址对应的本地物理空间中的数据。
- 根据权利要求13至16中任一项所述的存储节点，其特征在于，所述接收模块还用于接收所述管理节点发送的空间分配请求，所述空间分配请求用于为所述目标文件分配本地虚拟地址空间，所述空间分配请求携带所述 第一虚拟空间的全局虚拟地址；所述处理模块还用于根据所述空间分配请求，为所述目标文件分配所述本地虚拟地址空间，建立所述目的地址与所述本地虚拟地址空间的本地虚拟地址的对应关系。
- 根据权利要求17所述的存储节点，其特征在于，所述接收模块还用于接收所述管理节点发送的空间回收消息，所述空间回收消息用于回收所述本地虚拟地址空间，所述空间回收消息携带所述第一虚拟空间的全局虚拟地址；所述处理模块还用于根据所述空间回收消息，删除所述目的地址与所述本地虚拟地址的对应关系，回收所述本地虚拟地址空间，回收所述本地虚拟地址空间对应的本地物理空间。
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