CN106201357A - 一种存储池的构建方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了存储池的构建方法及系统，该方法包括：搭建存储环境；创建LUN映射，使主机扫描LUN映射进行初始化；利用sanlock服务及agent代理服务进行存储池的管理服务；利用LVM创建存储池命令为每个LUN分别创建相应的物理卷及卷组，使得LUN与LVM存储池一一对应，并创建逻辑卷，根据传入的逻辑卷的路径初始化sanlock服务的lockspace；实现了一种轻量级的存储池构建方法；存储虚拟化是将存储硬件资源抽象化表现，将零散的存储空间整合起来，重新分割分配满足不同应用在性能和容量的需求。同时在存储数据的备份、故障恢复等数据安全性也可以做到统一规划。

Description

一种存储池的构建方法及系统
技术领域
本发明涉及云计算虚拟化存储领域，特别涉及一种存储池的构建方法及系统。
背景技术
随着信息化技术的快速发展，传统的数据中心建设模式越来越无法满足高度整合、快速灵活部署、按需分配等需求。为了适应用户需求，新一代的数据中心利用虚拟化技术将所有设备及资源统一“池”化，屏蔽了不同设备和资源的异构性，通过构建存储池、计算池、网络池以满足虚拟化场景下不同资源的应用需求。此技术不仅可以实现资源共享、按需分配，同时也降低了维护成本，提升管理效率。但是如何高效，便捷的实现对轻量级的存储池构建，是本领域技术人员需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种存储池的构建方法及系统，实现了一种轻量级的存储池构建方法；存储虚拟化是将存储硬件资源抽象化表现，将零散的存储空间整合起来，重新分割分配满足不同应用在性能和容量的需求。
为解决上述技术问题，本发明提供一种存储池的构建方法，包括：
搭建存储环境；其中，所述存储环境包括FC SAN或IP SAN；
根据所述存储环境创建LUN映射，使主机扫描所述LUN映射进行初始化；
利用sanlock服务及agent代理服务进行存储池的管理服务；
利用LVM创建存储池命令为每个LUN分别创建相应的物理卷及卷组，使得所述LUN与LVM存储池一一对应，并创建逻辑卷，根据传入的逻辑卷的路径初始化所述sanlock服务的lockspace；其中，所述逻辑卷为Delta Lease服务逻辑卷和Paxos Lease服务逻辑卷。
其中，主机扫描所述LUN映射进行初始化，包括：
主机根据存储环境利用iscsi或fc扫描所述LUN映射；
当扫描到所述LUN映射时，所述主机将配置文件中的use_lvmetad的配置项设置为0，并关闭lvmetad的lvm2-lvmetad.socket服务和lvm2-lvmetad.service服务。
其中，利用sanlock服务及agent代理服务进行存储池的管理服务，包括：
上层业务发起锁请求时，agent代理服务向sanlock服务发起锁请求，sanlock服务执行对应的锁请求服务；
当上层业务的多个应用同时对同一资源发起锁请求时，agent代理服务通过排队机制依次向sanlock服务发起锁请求，sanlock服务执行对应的锁请求服务。
其中，还包括：
确定主机的host_id；
调用所述sanlock服务中的add_lockspace命令挂载所述LVM存储池。
其中，挂载所述LVM存储池之后，还包括：
利用qemu-img命令将逻辑卷的映射文件转变为qcow2文件格式，并挂载给虚拟机作为虚拟磁盘使用。
其中，挂载所述LVM存储池之后，还包括：
调用所述sanlock服务中的rem_lockspace命令卸载所述LVM存储池。
其中，卸载所述LVM存储池之后，还包括：
删除所述LVM存储池。
其中，还包括：
查看所述LVM存储池的基本信息；其中，所述基本信息包括LVM存储池提供的可用空间、总容量、已使用空间、是否已挂载。
本发明提供一种存储池的构建系统，包括：
搭建存储环境模块，用于搭建存储环境；其中，所述存储环境包括FC SAN或IPSAN；
连接存储模块，用于根据所述存储环境创建LUN映射，使主机扫描所述LUN映射进行初始化；
启动存储池管理模块，用于利用sanlock服务及agent代理服务进行存储池的管理服务；
创建存储池模块，用于利用LVM创建存储池命令为每个LUN分别创建相应的物理卷及卷组，使得所述LUN与LVM存储池一一对应，并创建逻辑卷，根据传入的逻辑卷的路径初始化所述sanlock服务的lockspace；其中，所述逻辑卷为Delta Lease服务逻辑卷和PaxosLease服务逻辑卷。
其中，还包括：
挂载模块，用于确定主机的host_id；调用所述sanlock服务中的add_lockspace命令挂载所述LVM存储池。
本发明所提供的存储池的构建方法，包括：搭建存储环境；其中，所述存储环境包括FC SAN或IP SAN；根据所述存储环境创建LUN映射，使主机扫描所述LUN映射进行初始化；利用sanlock服务及agent代理服务进行存储池的管理服务；利用LVM创建存储池命令为每个LUN分别创建相应的物理卷及卷组，使得所述LUN与LVM存储池一一对应，并创建逻辑卷，根据传入的逻辑卷的路径初始化所述sanlock服务的lockspace；其中，所述逻辑卷为DeltaLease服务逻辑卷和Paxos Lease服务逻辑卷；
可见，该方法基于LVM和sanlock的存储池构建方法，可以应用于存储虚拟化场景之中；以LVM为上层数据的容器载体，以sanlock管理LVM在集群环境中的元数据一致性，实现了轻量级的存储池构建；存储虚拟化是将存储硬件资源抽象化表现，将零散的存储空间整合起来，重新分割分配满足不同应用在性能和容量的需求。同时在存储数据的备份、故障恢复等数据安全性也可以做到统一规划；本发明还提供了一种存储池的构建系统，具有上述有益效果，在此不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所提供的一种存储池的构建方法的流程图；
图2为本发明实施例所提供的LVM存储池的组网示意图；
图3为本发明实施例所提供的另一存储池的构建方法的流程示意图；
图4为本发明实施例所提供的存储池的构建系统的结构框图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种存储池的构建方法及系统，实现了一种轻量级的存储池构建方法；存储虚拟化是将存储硬件资源抽象化表现，将零散的存储空间整合起来，重新分割分配满足不同应用在性能和容量的需求。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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做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。
请参考图1，图1为本发明实施例所提供的存储池的构建方法的流程图；该方法可以包括：
S100、搭建存储环境；其中，所述存储环境包括FC SAN或IP SAN；
其中，请参考图2，LVM存储池的组网方式是建立在FC/IP SAN环境的基础之上，该FC/IP SAN环境主要是提供一个稳定、可靠的共享存储，以供主机扫描、映射使用。另外在主机上需要安装必备的LVM及sanlock安装包。
主机HOST上有对应的sanlock服务及agent代理服务通过SAN/IP网络与LUN映射单元连接，LUN包含元数据区域和数据区域。由于LVM和sanlock依赖于共享存储，因此首先创建共享存储池是必备条件。两者之间的主要差别就是选用不同的网络设备及传输介质。若需要节省成本且对性能无特别高的需求推荐选用IP SAN，反之若对性能要求较高，则推荐选用FC SAN。同时，为了保障环境的可靠性需要安装多路径服务。
S110、根据所述存储环境创建LUN映射，使主机扫描所述LUN映射进行初始化；
其中，该步骤主要完成连接LVM存储并进行主机初始化；具体可以包括：
根据不同的存储环境，在存储后端创建LUN映射给主机。主机根据存储环境利用iscsi或fc扫描所述LUN映射；
当扫描到所述LUN映射时，开始主机初始化操作，即所述主机将/etc/lvm/lvm.conf配置文件中的use_lvmetad的配置项设置为0，并关闭lvmetad相关的服务，如lvm2-lvmetad.socket服务和lvm2-lvmetad.service服务。
S120、利用sanlock服务及agent代理服务进行存储池的管理服务；
其中，这里的管理服务可以包括创建LVM存储池、挂载LVM存储池、卸载LVM存储池、删除LVM存储池、查看LVM存储池等管理服务。其中，以sanlock中的Delta Lease作为LVM存储池的新型挂载、卸载方式。
其中，LVM(Logical Volume Manager，逻辑卷管理)是linux环境下对磁盘分区进行管理的一种机制。它在磁盘和分区之上建立一个逻辑层，屏蔽了硬件设备的差异性，灵活管理磁盘区间。用户可以根据需求灵活创建物理卷(Physical Volume，PV)、卷组(VolumeGroup，VG)及逻辑卷(Logical Volume，LV)。Sanlock是一个程序实现的轻量级的分布式锁管理器，它是利用Disk Paxos基于SAN环境对基础Paxos协议的一种变体实现。在集群环境中，通过共享存储实现分布式锁的获取、释放和超时。Sanlock一个软件实现的轻量灵活的分布式锁管理器，提供Delta Lease和Paxos Lease两种类型，分别保证节点成员唯一和锁租约的获取、续租和释放。
在分布式环境中，节点和进程都可能崩溃或者出现网络故障，因此锁都有一个租期，以便持有锁的节点的崩溃时，能自动释放锁。进程从sanlock请求上锁之后，sanlock会自动每隔一段时间就对锁续租，所以在sanlock的文档中使用的术语租约(Lease)来代称锁。在sanlock中有两种不同的租约：Paxos Lease和Delta Lease。一个Paxos Lease就是一个带有时间戳的锁，用来保护一项抽象的资源。应用程序从sanlock获取的租约就是一个Paxos Lease的实例。Paxos Lease是根据Disk Paxos算法实现的，这个算法是Paxos算法在SAN环境下的变种，它通过对共享存储的特定的顺序的读写操作实现对租约的获取、续租和释放。一旦获取了Paxos Lease后，sanlock就自动为其续租。共享存储上的Paxos Lease实例被划分为与sanlock集群节点数相同数量的块。集群中的每个节点都可以写自己ID对应的块，但只能读其他节点对应的块。某节点要占有一个租约，只需要将请求写入自己对应的块，然后读取所有其他节点的块，查看是否有冲突。想要知道租约的当前所有者，只需要读取所有的块，找到最后被修改过的块并解析数据即可。
可选的，利用sanlock服务及agent代理服务进行存储池的管理服务，包括：
上层业务发起锁请求时，agent代理服务向sanlock服务发起锁请求，sanlock服务执行对应的锁请求服务；
当上层业务的多个应用同时对同一资源发起锁请求时，agent代理服务通过排队机制依次向sanlock服务发起锁请求，sanlock服务执行对应的锁请求服务。
即存储池的管理服务主机包括两个方面sanlock服务及agent代理服务。其中sanlock服务主要提供两Delta Lease及Paxos Lease两种类型。Delta Lease主要保证节点唯一，属于sanlock内部锁，而Paxos Lease主要为上层应用提供建议锁服务。Agent代理服务处于sanlock与上层应用之间。当上层业务发起锁请求时，agent向sanlock服务发起锁请求，当多个应用同时对一个资源添加锁请求时，agent还提供排队机制。
S130、利用LVM创建存储池命令为每个LUN分别创建相应的物理卷及卷组，使得所述LUN与LVM存储池一一对应，并创建逻辑卷，根据传入的逻辑卷的路径初始化所述sanlock服务的lockspace；其中，所述逻辑卷为Delta Lease服务逻辑卷和Paxos Lease服务逻辑卷。
其中，创建LVM存储池是首先使用LVM自带的命令对扫描得到的LUN，创建相应物理卷(PV)、卷组(VG)和逻辑卷(LV)。为了隔离业务和管理方便，每个LUN单独作为一个PV和VG，即一个LUN对应一个LVM存储池。另外，为了给sanlock提供共享存储空间，需要创建两个逻辑卷(ids和leases)，默认大小为128MB和2GB，这两个逻辑卷(LV)分别为Delta Lease和Paxos Lease服务。传入创建的逻辑卷路径，调用sanlock的init lockspace和initresource lockspace命令初始化sanlock的lockspace，保存所有对host_id的Delta Lease数据的一块存储区域。
基于上述技术方案，在创建LVM存储池之后还可以对其进行挂载，卸载，删除，查看等操作；请参考图3，LVM存储池的主要流程包括4个部分，构建FC/IP SAN存储环境、连接存储并主机初始化、启动存储池的管理服务、LVM存储池的创建/连接等存储池服务。具体的挂载操作可以包括：
确定主机的host_id；
调用所述sanlock服务中的add_lockspace命令挂载所述LVM存储池。
其中，主机挂载LVM存储池前，首先确定主机的host_id，host_id是主机的唯一标识，它可以是1，2，3…2000之间的任一值。然后调用sanlock服务中的add_lockspace命令，该命令的原理是将该主机的host_id写入lockspace的相应区域。写入之后，每隔相应时间(默认是20s)对该存储区域更新时间戳，若更新异常，则触发sanlock的fence机制，重启主机。
可选的，挂载所述LVM存储池之后，还包括：
利用qemu-img命令将逻辑卷的映射文件转变为qcow2文件格式，并挂载给虚拟机作为虚拟磁盘使用。
其中，挂载LVM存储池之后，可以利用LVM提供的逻辑卷，使用qemu-img将其转变为qcow2文件格式，挂载给虚拟机作为虚拟磁盘使用。对于虚拟机的系统盘，需要单实例使用，即一个虚拟机一个系统盘，不能共享使用。针对这种场景，可以使用sanlock的Paxos Lease锁接口，获得该虚拟磁盘的独占锁。
具体的卸载操作可以包括：
调用所述sanlock服务中的rem_lockspace命令卸载所述LVM存储池。
其中，主机卸载LVM存储池是调用sanlock服务中的_lockspace命令，该命令是该主机的host_id移出lockspace存储区域。
具体的删除操作可以包括：
删除所述LVM存储池。
其中，删除LVM存储池是删除LUN上面的逻辑卷、卷组及物理卷。删除之前首先确定主机已卸载存储池，否则无法删除LVM存储池。
具体的查看操作可以包括：
查看所述LVM存储池的基本信息；其中，所述基本信息包括LVM存储池提供的可用空间、总容量、已使用空间、是否已挂载。
其中，通过查看操作可以使用户随时掌握LVM存储池的基本信息，为用户的使用提供信息。
基于上述技术方案，本发明实施例提供的提出了一种新型的轻量级存储池构建方法；该方法以LVM为上层应用数据的容器载体，以sanlock管理LVM在集群环境中的元数据一致性。在存储池被主机挂载使用之后，可以通过创建虚拟磁盘(底层以LV承载)应用于虚拟机场景，从而满足用户轻量级存储池定制需求。
下面对本发明实施例提供的存储池的构建系统进行介绍，下文描述的存储池的构建系统与上文描述的存储池的构建方法可相互对应参照。
请参考图4，图4为本发明实施例所提供的存储池的构建系统的结构框图；该系统可以包括：
搭建存储环境模块100，用于搭建存储环境；其中，所述存储环境包括FC SAN或IPSAN；
连接存储模块200，用于根据所述存储环境创建LUN映射，使主机扫描所述LUN映射进行初始化；
启动存储池管理模块300，用于利用sanlock服务及agent代理服务进行存储池的管理服务；
创建存储池模块400，用于利用LVM创建存储池命令为每个LUN分别创建相应的物理卷及卷组，使得所述LUN与LVM存储池一一对应，并创建逻辑卷，根据传入的逻辑卷的路径初始化所述sanlock服务的lockspace；其中，所述逻辑卷为Delta Lease服务逻辑卷和Paxos Lease服务逻辑卷。
可选的，连接存储模块200包括：
扫描单元，用于主机根据环境采用iscsi或fc扫描所述LUN映射；
主机初始化单元，用于当扫描到所述LUN映射时，所述主机将配置文件中的use_lvmetad的配置项设置为0，并关闭lvmetad的lvm2-lvmetad.socket服务和lvm2-lvmetad.service服务。
可选的，启动存储池管理模块300具体用于上层业务发起锁请求时，agent代理服务向sanlock服务发起锁请求，sanlock服务执行对应的锁请求服务；当上层业务的多个应用同时对同一资源发起锁请求时，agent代理服务通过排队机制依次向sanlock服务发起锁请求，sanlock服务执行对应的锁请求服务。
可选的，基于上述技术方案，该系统还包括：
挂载模块，用于确定主机的host_id；调用所述sanlock服务中的add_lockspace命令挂载所述LVM存储池。
可选的，基于上述技术方案，该系统还包括：
格式转换模块，用于利用qemu-img命令将逻辑卷的映射文件转变为qcow2文件格式，并挂载给虚拟机作为虚拟磁盘使用。
可选的，基于上述技术方案，该系统还包括：
卸载模块，用于调用所述sanlock服务中的rem_lockspace命令卸载所述LVM存储池。
可选的，基于上述技术方案，该系统还包括：
删除模块，用于删除所述LVM存储池。
可选的，基于上述技术方案，该系统还包括：
查看模块，用于查看所述LVM存储池的基本信息；其中，所述基本信息包括LVM存储池提供的可用空间、总容量、已使用空间、是否已挂载。
说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，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。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上对本发明所提供的存储池的构建方法及系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种存储池的构建方法，其特征在于，包括：
搭建存储环境；其中，所述存储环境包括FC SAN或IP SAN；
根据所述存储环境创建LUN映射，使主机扫描所述LUN映射进行初始化；
利用sanlock服务及agent代理服务进行存储池的管理服务；
利用LVM创建存储池命令为每个LUN分别创建相应的物理卷及卷组，使得所述LUN与LVM存储池一一对应，并创建逻辑卷，根据传入的逻辑卷的路径初始化所述sanlock服务的lockspace；其中，所述逻辑卷为Delta Lease服务逻辑卷和Paxos Lease服务逻辑卷。
2.如权利要求1所述的存储池的构建方法，其特征在于，主机扫描所述LUN映射进行初始化，包括：
主机根据存储环境利用iscsi或fc扫描所述LUN映射；
当扫描到所述LUN映射时，所述主机将配置文件中的use_lvmetad的配置项设置为0，并关闭lvmetad的lvm2-lvmetad.socket服务和lvm2-lvmetad.service服务。
3.如权利要求2所述的存储池的构建方法，其特征在于，利用sanlock服务及agent代理服务进行存储池的管理服务，包括：
上层业务发起锁请求时，agent代理服务向sanlock服务发起锁请求，sanlock服务执行对应的锁请求服务；
当上层业务的多个应用同时对同一资源发起锁请求时，agent代理服务通过排队机制依次向sanlock服务发起锁请求，sanlock服务执行对应的锁请求服务。
4.如权利要求3所述的存储池的构建方法，其特征在于，还包括：
确定主机的host_id；
调用所述sanlock服务中的add_lockspace命令挂载所述LVM存储池。
5.如权利要求4所述的存储池的构建方法，其特征在于，挂载所述LVM存储池之后，还包括：
利用qemu-img命令将逻辑卷的映射文件转变为qcow2文件格式，并挂载给虚拟机作为虚拟磁盘使用。
6.如权利要求4所述的存储池的构建方法，其特征在于，挂载所述LVM存储池之后，还包括：
调用所述sanlock服务中的rem_lockspace命令卸载所述LVM存储池。
7.如权利要求6所述的存储池的构建方法，其特征在于，卸载所述LVM存储池之后，还包括：
删除所述LVM存储池。
8.如权利要求4所述的存储池的构建方法，其特征在于，还包括：
查看所述LVM存储池的基本信息；其中，所述基本信息包括LVM存储池提供的可用空间、总容量、已使用空间、是否已挂载。
9.一种存储池的构建系统，其特征在于，包括：
搭建存储环境模块，用于搭建存储环境；其中，所述存储环境包括FC SAN或IP SAN；
连接存储模块，用于根据所述存储环境创建LUN映射，使主机扫描所述LUN映射进行初始化；
启动存储池管理模块，用于利用sanlock服务及agent代理服务进行存储池的管理服务；
创建存储池模块，用于利用LVM创建存储池命令为每个LUN分别创建相应的物理卷及卷组，使得所述LUN与LVM存储池一一对应，并创建逻辑卷，根据传入的逻辑卷的路径初始化所述sanlock服务的lockspace；其中，所述逻辑卷为Delta Lease服务逻辑卷和Paxos Lease服务逻辑卷。
10.如权利要求9所述的存储池的构建系统，其特征在于，还包括：
挂载模块，用于确定主机的host_id；调用所述sanlock服务中的add_lockspace命令挂载所述LVM存储池。
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