CN105867843A - 一种数据传输方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了一种数据传输方法及装置，提高数据传输效率。该数据传输方法，用于具有共享存储池的存储系统中，包括：接收所在物理服务器上的一应用程序发送的数据传输请求；将所述一应用程序待传输数据存储在其所在存储系统的共享存储池中；将待传输数据的存储地址以网络协议的方式打包发出。

Description

一种数据传输方法及装置
技术领域
本发明涉及计算机通信技术领域，具体涉及一种数据传输方法及装置。
背景技术
现有技术中运行于不同服务器上的应用程序之间进行数据共享时，通常需要将全部数据内容利用类似TCP/IP协议等网络协议的方式从一台服务器传输到另一台服务器，这种方式下，数据传输的效率低下。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种数据传输方法及装置，提高数据传输效率。
本发明一实施例提供了一种数据传输方法，用于具有共享存储池的存储系统中，包括：
接收所在物理服务器上的一应用程序发送的数据传输请求；
将所述一应用程序待传输数据存储在其所在存储系统的共享存储池中；
将待传输数据的存储地址以网络协议的方式打包发出。
本发明另一实施例还提供了一种数据传输装置，用于具有共享存储池的存储系统中，包括：
接收模块，用于接收所在物理服务器上的一应用程序发送的数据传输请求；
存储模块，用于将所述一应用程序待传输数据存储在其所在存储系统的共享存储池中；
发送模块，用于将待传输数据的存储地址以网络协议的方式打包发出。
根据本发明实施例提供的数据传输方法及装置，当源服务器和目标服务器位于共享同一共享存储池的存储系统时，两个服务器之间不再传输数据本身，而是在提供共享存储系统的硬件方案时，通过为源服务器提供数据文件到数据地址的映射，并在后续接收端相应为目标服务器提供数据地址到数据文件的映射，使得源服务器和目标服务器的应用程序不进行任何改动的情况下，可以实现在源服务器和目标服务器之间仅仅传递数据文件的地址，而不需要传递全部数据本身，极高的提高了数据传输效率。
附图说明
图1所示为本发明一实施例提供的存储系统的架构示意图。
图2所示为本发明一实施例提供的数据传输方法的流程示意图。
图3所示为本发明一实施例提供的数据传输装置的结构框图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1所示为本发明一实施例提供的存储系统的架构示意图。从图中可以看出，该存储系统包括存储网络；存储节点，连接至所述存储网络，其中，存储节点是提供存储服务的软件模块，而非通常意义上的包含存储介质在内的硬件服务器；以及存储设备，同样连接至所述存储网络。每个存储设备包括至少一个存储介质。例如，发明人常用的存储设备可以放置45块存储介质。其中，所述存储网络被配置为使得每一个存储节点都能够无需借助其他存储节点而访问所有存储介质。
利用本发明实施例提供的存储系统，每一个存储节点都能够无需借助其他存储节点而访问所有存储介质，从而使得本发明所有的存储介质都实际上被所有的存储节点所在的物理服务器共享，进而实现了全局共享存储池的效果。
同时，从上述的描述可以看出，本发明实施例中，存储节点所在的物理服务器独立于存储设备，存储设备更多作为连接存储介质与存储网络的一个通道。
在本发明另一实施例中，存储节点侧进一步包括计算节点，并且计算节点和存储节点设置在一台物理服务器中，该物理服务器通过存储网络与存储设备连接。利用本发明实施方式所构建的将计算节点和存储节点位于同一物理机的聚合式存储系统，从整体结构而言，可以减少所需物理设备的数量，从而降低成本。同时，计算节点也可以在本地访问到其希望访问的存储资源。另外，由于将计算节点和存储节点聚合在同一台物理服务器上，两者之间数据交换可以简单到仅仅是共享内存，性能特别优异。
本发明实施例提供的存储系统中，计算节点到存储介质之间的I/O数据路径长度包括：(1)存储介质到存储节点；以及(2)存储节点到聚合在同一物理服务器的计算节点(CPU总线通路)。而相比之下，图1所示现有技术的存储系统，其计算节点到存储介质之间的I/O数据路径长度包括：(1)存储介质到存储节点；(2)存储节点到存储网络接入网交换机；(3)存储网络接入网交换机到核心网交换机；(4)核心网交换机到计算网络接入网交换机；以及(5)计算网络接入网交换机到计算节点。显然，本发明实施方式的存储系统的总数据路径只接近于传统存储系统的第(1)项。即，本发明实施例提供的存储系统，通过对I/O数据路径长度的极致压缩能够极大地提高了存储系统的I/O通道性能，其实际运行效果非常接近于读写本地硬盘的I/O通道，从而提供比以太网等传统网络传输更高的性能。
在本发明一实施例中，存储节点可以是物理服务器的一个虚拟机、一个容器或直接运行在服务器的物理操作系统上的一个模块，计算节点也可以是同一个物理机服务器的一个虚拟机、一个容器或直接运行在所述服务器的物理操作系统上的一个模块。在一个实施例中，每个存储节点可以对应一个或多个计算节点。
具体而言，可以将一台物理服务器分成多个虚拟机，其中一台虚拟机做存储节点用，其它虚拟机做计算节点用；也可是利用物理OS上的一个模块做存储节点用，以便实现更好的性能。
在本发明一实施例中，形成虚拟机的虚拟化技术可以是KVM或Zen或VMware或Hyper-V虚拟化技术，形成所述容器的容器技术可以是Docker或Rockett或Odin或Chef或LXC或Vagrant或Ansible或Zone或Jail或Hyper-V容器技术。
在本发明一实施例中，可以将系统中所有的存储介质按照存储逻辑进行划分，具体而言，可以将整个系统的存储池划分为存储区域、存储组、存储块这样的逻辑存储层级架构，其中，存储块为最小存储单位。在本发明一实施例中，可以将存储池划分成至少两个存储区域。
在本发明一实施例中，每一个存储区域可以分为至少一个存储组。在一个较优的实施例中，每个存储区域至少被划分为两个存储组。
在一些实施例中，存储区域和存储组是可以合并的，从而可以在该存储层级架构中省略一个层级。
在本发明一实施例中，每个存储区域(或者存储组)可以由至少一个存储块组成，其中存储块可以是一个完整的存储介质、也可以是一个存储介质的一部分。为了在存储区域内部构建冗余存储，每个存储区域(或者存储组)可以由至少两个存储块组成，当其中任何一个存储块出现故障时，可以从该组中其余存储块中计算出完整的被存储数据。冗余存储方式可以为多副本模式、独立冗余磁盘阵列(RAID)模式、纠删码(erase code)模式。在本发明一实施例中，冗余存储方式可以通过ZFS文件系统建立。在本发明一实施例中，为了对抗存储设备/存储介质的硬件故障，每个存储区域(或者存储组)所包含的多个存储块不会位于同一个存储介质中，甚至也不位于同一个存储设备中。在本发明一实施例中，每个存储区域(或者存储组)所包含的任何两个存储块都不会位于同一个存储介质/存储设备中。在本发明另一实施例中，同一存储区域(或者存储组)中位于同一存储介质/存储设备的存储块数量最好小于或等于冗余存储的冗余度。举例说明，当存储冗余采取的RAID 5方式时，其冗余存储的冗余度为1，那么位于同一存储设备的同一存储组的存储块数量最多为1；对RAID6，其冗余存储的冗余度为2，那么位于同一存储设备的同一存储组的存储块数量最多为2。
在一个实施例中，存储介质可以包括但不限于硬盘、闪存、SRAM、DRAM、NVME或其它形式，存储介质的访问接口可以包括但不限于SAS接口、SATA接口、PCI/e接口、DIMM接口、NVMe接口、SCSI接口、AHCI接口。
在本发明一实施例中，存储网络可以包括至少一个存储交换设备，通过其中包括的存储交换设备之间的数据交换来实现存储节点对存储介质的访问。具体而言，存储节点和存储介质分别通过存储通道与存储交换设备连接。
在本发明一实施例中，存储交换设备可以是SAS交换机或PCI/e交换机，对应地，存储通道可以是SAS(串行连接SCSI)通道或PCI/e通道。
以SAS通道为例，相比传统的基于IP协议的存储方案，基于SAS交换的方案，拥有着性能高，带宽大，单台设备磁盘数量多等优点。在与主机适配器(HBA)或者服务器主板上的SAS接口结合使用后，SAS体系所提供的存储能够很容易的被连接的多台服务器同时访问。
具体而言，SAS交换机到存储设备之间通过一根SAS线连接，存储设备与存储介质之间也是由SAS接口连接，比如，存储设备内部将SAS通道连到每个存储介质(可以在存储设备内部设置一个SAS交换芯片)。由于SAS网络的带宽可以达到24Gb或48Gb，是千兆以太网的几十倍，以及昂贵的万兆以太网的数倍；同时在链路层SAS比IP网有大约一个数量级的提升，在传输层，由于TCP协议三次握手四次关闭，开销很高且TCP的延迟确认机制和慢启动有时会导致100毫秒级的延时，SAS协议的延时只有TCP的几十分之一，性能有更大的提升。总之，SAS网络比基于以太网的TCP/IP在带宽、延时性方面具有巨大优势。本领域技术人员可以理解，PCI/e通道的性能也可以适应系统的需求。
在本发明一实施例中，存储网络可以包括至少两个存储交换设备，所述每个存储节点都可以通过任意一个存储交换设备连接到任何一个存储设备，进而连接至存储介质。当任何一个存储交换设备或连接到一个存储交换设备的存储通道出现故障时，存储节点通过其它存储交换设备读写存储设备上的数据。
基于图1所示的具有共享存储池功能的存储系统，当位于某一台物理服务器上的应用程序需要向另一台物理服务器上的应用程序传递数据时，在本发明一实施例中，在该两台物理服务器中分别安装有两个插件，为了描述方便可以将两台物理服务器记为源服务器和目标服务器，将两个插件分别记为源服务器插件和目标服务器插件。这两个插件配合工作，其工作流程如图2所示。
在源服务器端，源服务器插件执行如下流程：
步骤201：接收源服务器上的一应用程序发送的数据传输请求。
步骤202：将所述一应用程序待传输数据存储在其所在存储系统的共享存储池中。可以将该待传输数据存储在该共享存储池的某一个或多个存储介质中。
步骤203：将待传输数据的存储地址以网络协议的方式打包发出。
利用其现有的通信协议，如TCP/IP，FTP等，将该地址信息通过网络传输给目标服务器上对应的目标服务器插件。本领域技术人员可以理解，源服务器和目标服务器之间可以采用现有的通信方式，不在本发明限定范围之内。
位于目标服务器上的目标服务器插件执行如下流程：
步骤204：接收以网络协议的方式打包的数据包，获取数据包中存储地址信息。目标服务器端的插件通过现有的通信方式收到数据包后，解析数据包，获得数据包中的地址信息，该步骤可以是现有的通信解包方式，不在本发明的限定之内。
步骤205：根据收到的存储地址信息，通过所述存储系统的存储网络，访问共享存储池中的存储在所述地址信息的数据文件，并将所述数据文件返回给目标服务器上的指定的应用程序。
这里，当源服务器的应用程序发送数据传输请求时，该请求里除了包含有待传输数据外，也会包含目标服务器以及对应的应用程序的标识信息(例如IP地址加端口号)。
在本发明一实施例中，源服务器插件发送数据包时，在该数据包中包含有标识，指示当前的数据包中包含的是数据文件的地址还是数据文件本身。目标服务器插件收到数据包后，一旦确定数据包中包含的是数据文件的地址，即按照本发明实施例上述流程和方法执行，否则，按照现有技术的流程执行。
利用这样的方式，使得位于享有同一共享存储池的存储系统的两个服务器上的应用程序不需要做任何改变，就可以在该共享存储系统内传输数据时，极大的降低系统内数据传输数量，极大节省了共享存储系统的网络资源。当然，本领域技术人员可以理解，在实际应用中，每一台服务器上的应用程序既会是信息的发送方，也会是信息的接收方，因此，每台物理服务器上安装的插件会同时具备以上实施例提及的源服务器插件和目标服务器插件的功能。
在本发明一实施例中，在该共享存储系统中的每一台物理服务器的存储系统中存储有软件代码，当这些软件代码被执行时，可以通过如某一台虚拟机执行以上实施例提及的源服务器插件和目标服务器插件的步骤。源服务器的应用程序向目标服务器的应用程序进行网络通信时需要经过所述网关，这样即可在网关实现转换，而且对应用程序都是透明的。
在本发明一实施例中，在该共享存储系统中的每一台物理服务器对应的网关中存储有软件代码，当这些软件代码被执行时，可以执行以上实施例提及的源服务器插件和目标服务器插件的步骤。
图3所示为本发明一实施例提供的数据传输装置的结构框图。如图3所示，该装置包括：
接收模块301，用于接收所在物理服务器上的一应用程序发送的数据传输请求。
存储模块302，用于将所述一应用程序待传输数据存储在其所在存储系统的共享存储池中。
发送模块303，用于将待传输数据的存储地址以网络协议的方式打包发出。
在本发明另一实施例中，该接收模块301，进一步用于接收以网络协议的方式打包的数据包。
该装置进一步包括：
获取模块304，用于获取数据包中存储地址信息；
数据提供模块305，用于根据收到的存储地址信息，通过所述存储系统的存储网络，访问共享存储池中的存储在所述地址信息的数据文件，并将所述数据文件返回给所在物理服务器上的指定的应用程序。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种数据传输方法，其特征在于，包括：
接收所在物理服务器上的一应用程序发送的数据传输请求；
将所述一应用程序待传输数据存储在其所在存储系统的共享存储池中；
将待传输数据的存储地址以网络协议的方式打包发出。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述存储系统包括：
存储网络；
至少两个存储节点，连接至所述存储网络；以及
至少一个存储设备，连接至所述存储网络，每个存储设备包括至少一个存储介质，
其中，所述存储网络被配置为使得每一个存储节点所在的物理服务器都能够无需借助其他存储节点所在的物理服务器而访问所有存储介质；
所述所有存储介质构成了所述共享存储池。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述以网络协议的方式打包发出的信息进一步包括目标应用程序的标识信息。
4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，进一步包括：
接收以网络协议的方式打包的数据包，获取数据包中存储地址信息；
根据收到的存储地址信息，通过所述存储系统的存储网络，访问共享存储池中的存储在所述地址信息的数据文件，并将所述数据文件返回给所在物理服务器上的指定的应用程序。
5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述网络协议是TCP和/或IP协议。
6.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述存储网络是SAS网络，所述存储节点与存储设备之间是通过SAS交换机连接起来的。
7.一种数据传输装置，其特征在于，用于具有共享存储池的存储系统中，包括：
接收模块，用于接收所在物理服务器上的一应用程序发送的数据传输请求；
存储模块，用于将所述一应用程序待传输数据存储在其所在存储系统的共享存储池中；
发送模块，用于将待传输数据的存储地址以网络协议的方式打包发出。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，
所述接收模块，进一步用于接收以网络协议的方式打包的数据包；
所述装置进一步包括：
获取模块，用于获取数据包中存储地址信息；
数据提供模块，用于根据收到的存储地址信息，通过所述存储系统的存储网络，访问共享存储池中的存储在所述地址信息的数据文件，并将所述数据文件返回给所在物理服务器上的指定的应用程序。
9.如权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述装置为安装在所述物理服务器上，或所述物理服务器一虚拟机上的插件。
10.如权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述装置位于所述物理服务器对应的网关设置上。
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