CN106202492B - 一种网络文件系统的元数据服务优化方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种网络文件系统的元数据服务优化方法及系统，该方法包括：预先将网络文件系统中的所有元数据服务器组织成二级树结构，并创建相应的根目录缓存文件；当接收到客户端针对任一元数据服务器中的目标元数据发起的Lookup操作指令，则利用根目录缓存文件，确定出与目标元数据对应的元数据服务器；获取客户端向与目标元数据对应的元数据服务器发出的路径解析请求，然后控制该元数据服务器对路径解析请求进行响应。本申请可以快速地对元数据服务器进行定位，从而大幅缩减路径查找与解析整体过程所需的时间，由此进一步提升了网络文件系统的数据存取性能。

Description

一种网络文件系统的元数据服务优化方法及系统

技术领域

本发明涉及云数据服务技术领域，特别涉及一种网络文件系统的元数据服务优化方法及系统。

背景技术

当前，计算机外存储系统已经成为现代计算系统进一步提高性能与可靠性的主要障碍。网络技术的高速发展使网络文件系统成为解决此问题的有效手段之一。网络文件系统的存取性能越来越跟不上网络的发展速度和网络中大数据的存储速度，如何进一步提升网络文件系统的数据存取性能是目前有待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种网络文件系统的元数据服务优化方法及系统，进一步提升了网络文件系统的数据存取性能。其具体方案如下：

一种网络文件系统的元数据服务优化方法，包括：

预先将网络文件系统中的所有元数据服务器组织成二级树结构，并创建相应的根目录缓存文件；其中，所述根目录缓存文件用于记录所述二级树结构中根结点与各级叶子结点之间的映射关系；

当接收到客户端针对任一元数据服务器中的目标元数据发起的Lookup操作指令，则利用所述根目录缓存文件，确定出与所述目标元数据对应的元数据服务器；

获取所述客户端向与所述目标元数据对应的元数据服务器发出的路径解析请求，然后控制该元数据服务器对所述路径解析请求进行响应。

优选的，在所述二级树结构中，位于所述二级树结构的根结点处的元数据服务器对所述网络文件系统的超级块和根目录进行管理，位于所述二级树结构的叶子结点处的元数据服务器对相应子目录下所有文件对象的元数据进行管理。

优选的，所述根目录缓存文件中包括各级结点目录名称信息、每台元数据服务器编号信息以及各级结点之间映射关系信息。

优选的，所述方法，还包括：

当完成对所述路径解析请求的响应后，向所述客户端返回有关请求响应完毕的提示信息。

优选的，所述方法，还包括：

当存在至少两个客户端需要对所述二级树结构中的同一目录下的元数据进行修改操作，则直接将相应的修改内容发送至与该元数据所对应的元数据服务器，并在经过预设时间段后，根据所述修改内容对所述二级树结构中的目录进行相应的更新。

本发明还公开了一种网络文件系统的元数据服务优化系统，包括：

预处理模块，用于预先将网络文件系统中的所有元数据服务器组织成二级树结构，并创建相应的根目录缓存文件；其中，所述根目录缓存文件用于记录所述二级树结构中根结点与各级叶子结点之间的映射关系；

服务器定位模块，用于当接收到客户端针对任一元数据服务器中的目标元数据发起的Lookup操作指令，则利用所述根目录缓存文件，确定出与所述目标元数据对应的元数据服务器；

路径解析模块，用于获取所述客户端向与所述目标元数据对应的元数据服务器发出的路径解析请求，然后控制该元数据服务器对所述路径解析请求进行响应。

优选的，在所述二级树结构中，位于所述二级树结构的根结点处的元数据服务器对所述网络文件系统的超级块和根目录进行管理，位于所述二级树结构的叶子结点处的元数据服务器对相应子目录下所有文件对象的元数据进行管理。

优选的，所述根目录缓存文件中包括各级结点目录名称信息、每台元数据服务器编号信息以及各级结点之间映射关系信息。

优选的，所述系统，还包括：

响应反馈模块，用于当所述路径解析模块完成对所述路径解析请求的响应后，向所述客户端返回有关请求响应完毕的提示信息。

优选的，所述系统，还包括：

数据更新模块，用于当存在至少两个客户端需要对所述二级树结构中的同一目录下的元数据进行修改操作，则直接将相应的修改内容发送至与该元数据所对应的元数据服务器，并在经过预设时间段后，根据所述修改内容对所述二级树结构中的目录进行相应的更新。

本发明中，网络文件系统的元数据服务优化方法，包括：预先将网络文件系统中的所有元数据服务器组织成二级树结构，并创建相应的根目录缓存文件；其中，根目录缓存文件用于记录二级树结构中根结点与各级叶子结点之间的映射关系；当接收到客户端针对任一元数据服务器中的目标元数据发起的Lookup操作指令，则利用根目录缓存文件，确定出与目标元数据对应的元数据服务器；获取客户端向与目标元数据对应的元数据服务器发出的路径解析请求，然后控制该元数据服务器对路径解析请求进行响应。可见，本发明事先将网络文件系统中的元数据服务器组织成了二级树结构，并创建了用于记录二级树结构中根结点与各级叶子结点之间映射关系的根目录缓存文件，这样，当客户端针对任一元数据服务器中的目标元数据发起Lookup操作时，则可通过上述根目录缓存文件，快速地找到与上述目标元数据对应的元数据服务器，进而便可快速地展开相应的路径解析，相比于现有技术中需要一层一层地往下查找与元数据对象对应的元数据服务器的情况，本发明可以快速地对元数据服务器进行定位，从而大幅缩减路径查找与解析整体过程所需的时间，由此进一步提升了网络文件系统的数据存取性能。

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为本发明实施例公开的一种网络文件系统的元数据服务优化方法流程图；

图2为本发明实施例公开的一种网络文件系统的元数据服务优化系统结构示意图。

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。

本发明实施例公开了一种网络文件系统的元数据服务优化方法，参见图1所示，上述方法包括：

步骤S11：预先将网络文件系统中的所有元数据服务器组织成二级树结构，并创建相应的根目录缓存文件；其中，根目录缓存文件用于记录二级树结构中根结点与各级叶子结点之间的映射关系。

其中，上述所谓的二级树结构实质上就是一种二叉树结构，并且上述二级树结构上每个结点均为网络文件系统中的元数据服务器。在将网络文件系统中所有元数据服务器组织成二级树结构后，需要创建相应的根目录缓存文件。其中，上述根目录缓存文件中记录了二级树结构中根结点与各级叶子结点之间的映射关系。

需要说明的是，当网络文件系统中的任一元数据服务器出现故障后，需要相应地从上述二级树结构中删除与该元数据服务器对应的结点，并对上述根目录缓存文件进行相应的更新。

步骤S12：当接收到客户端针对任一元数据服务器中的目标元数据发起的Lookup操作指令，则利用根目录缓存文件，确定出与目标元数据对应的元数据服务器。

本实施例中，上述Lookup操作指令是一种广泛应用于网络文件系统的内核路径查找函数指令。可以理解的是，上述Lookup操作指令中包含与上述目标元数据对应的元数据服务器的服务器编号。通过利用Lookup操作指令中的元数据服务器编号信息以及上述根目录缓存文件，可以快速在上述二级树结构中定位出相应元数据服务器所在的结点位置，从而确定出相应的元数据服务器。

步骤S13：获取客户端向与目标元数据对应的元数据服务器发出的路径解析请求，然后控制该元数据服务器对路径解析请求进行响应。

本发明实施例中，网络文件系统的元数据服务优化方法，包括：预先将网络文件系统中的所有元数据服务器组织成二级树结构，并创建相应的根目录缓存文件；其中，根目录缓存文件用于记录二级树结构中根结点与各级叶子结点之间的映射关系；当接收到客户端针对任一元数据服务器中的目标元数据发起的Lookup操作指令，则利用根目录缓存文件，确定出与目标元数据对应的元数据服务器；获取客户端向与目标元数据对应的元数据服务器发出的路径解析请求，然后控制该元数据服务器对路径解析请求进行响应。可见，本发明实施例事先将网络文件系统中的元数据服务器组织成了二级树结构，并创建了用于记录二级树结构中根结点与各级叶子结点之间映射关系的根目录缓存文件，这样，当客户端针对任一元数据服务器中的目标元数据发起Lookup操作时，则可通过上述根目录缓存文件，快速地找到与上述目标元数据对应的元数据服务器，进而便可快速地展开相应的路径解析，相比于现有技术中需要一层一层地往下查找与元数据对象对应的元数据服务器的情况，本发明可以快速地对元数据服务器进行定位，从而大幅缩减路径查找与解析整体过程所需的时间，由此进一步提升了网络文件系统的数据存取性能。

本发明实施例公开了一种具体的网络文件系统的元数据服务优化方法，相对于上一实施例，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化。具体的：

在上一实施例步骤S11的二级树结构中，位于二级树结构的根结点处的元数据服务器对网络文件系统的超级块和根目录进行管理，位于二级树结构的叶子结点处的元数据服务器对相应子目录下所有文件对象的元数据进行管理。也即，位于二级树结构的根结点具有最高等级的管理级别，可对网络文件系统的超级块和根目录进行管理，而各级叶子结点则对各自子目录下所有文件对象的元数据进行管理。

更具体的，与上述二级树结构对应的根目录缓存文件中，除了可以包括各级结点之间映射关系信息，当然还可以进一步包括各级结点目录名称信息、每台元数据服务器编号信息。

为了让用户及时获知路径解析请求是否被响应，本实施例中的方法还可以进一步包括：当完成对路径解析请求的响应后，向客户端返回有关请求响应完毕的提示信息。

当多个客户端同时或在极短时间内对同一目录下的元数据进行修改操作时，为了避免元数据缓存不一致性的问题，本发明实施例的方法，还可以进一步包括：

当存在至少两个客户端需要对二级树结构中的同一目录下的元数据进行修改操作，则直接将相应的修改内容发送至与该元数据所对应的元数据服务器，并在经过预设时间段后，根据修改内容对二级树结构中的目录进行相应的更新。也即，将多个客户端发来的多份修改内容先暂时保存起来，然后在经过预设时间段后，才利用原先暂存的多份修改内容对相应的目录进行更新，由此可避免上述元数据缓存不一致性的问题。

相应的，本发明实施例还公开了一种网络文件系统的元数据服务优化系统，参见图2所示，该系统包括：

预处理模块21，用于预先将网络文件系统中的所有元数据服务器组织成二级树结构，并创建相应的根目录缓存文件；其中，根目录缓存文件用于记录二级树结构中根结点与各级叶子结点之间的映射关系；

服务器定位模块22，用于当接收到客户端针对任一元数据服务器中的目标元数据发起的Lookup操作指令，则利用根目录缓存文件，确定出与目标元数据对应的元数据服务器；

路径解析模块23，用于获取客户端向与目标元数据对应的元数据服务器发出的路径解析请求，然后控制该元数据服务器对路径解析请求进行响应。

可见，本发明实施例事先将网络文件系统中的元数据服务器组织成了二级树结构，并创建了用于记录二级树结构中根结点与各级叶子结点之间映射关系的根目录缓存文件，这样，当客户端针对任一元数据服务器中的目标元数据发起Lookup操作时，则可通过上述根目录缓存文件，快速地找到与上述目标元数据对应的元数据服务器，进而便可快速地展开相应的路径解析，相比于现有技术中需要一层一层地往下查找与元数据对象对应的元数据服务器的情况，本发明可以快速地对元数据服务器进行定位，从而大幅缩减路径查找与解析整体过程所需的时间，由此进一步提升了网络文件系统的数据存取性能。

具体的，在上述二级树结构中，位于二级树结构的根结点处的元数据服务器对网络文件系统的超级块和根目录进行管理，位于二级树结构的叶子结点处的元数据服务器对相应子目录下所有文件对象的元数据进行管理。

其中，上述根目录缓存文件中包括各级结点目录名称信息、每台元数据服务器编号信息以及各级结点之间映射关系信息。

进一步的，为了让用户及时获知路径解析请求是否被响应，本实施例中的元数据服务优化系统，还可以包括：响应反馈模块，用于当路径解析模块完成对路径解析请求的响应后，向客户端返回有关请求响应完毕的提示信息。

另外，当多个客户端同时或在极短时间内对同一目录下的元数据进行修改操作时，为了避免元数据缓存不一致性的问题，本实施例中的元数据服务优化系统，还包括：

数据更新模块，用于当存在至少两个客户端需要对二级树结构中的同一目录下的元数据进行修改操作，则直接将相应的修改内容发送至与该元数据所对应的元数据服务器，并在经过预设时间段后，根据修改内容对二级树结构中的目录进行相应的更新。

最后，还需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种网络文件系统的元数据服务优化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；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种网络文件系统的元数据服务优化方法，其特征在于，包括：

预先将网络文件系统中的所有元数据服务器组织成二级树结构，并创建相应的根目录缓存文件；其中，所述根目录缓存文件用于记录所述二级树结构中根结点与各级叶子结点之间的映射关系；所述二级树结构上每个结点均为网络文件系统中的元数据服务器；

当接收到客户端针对任一元数据服务器中的目标元数据发起的Lookup操作指令，则利用所述根目录缓存文件，确定出与所述目标元数据对应的元数据服务器；

获取所述客户端向与所述目标元数据对应的元数据服务器发出的路径解析请求，然后控制该元数据服务器对所述路径解析请求进行响应。

2.根据权利要求1所述的网络文件系统的元数据服务优化方法，其特征在于，在所述二级树结构中，位于所述二级树结构的根结点处的元数据服务器对所述网络文件系统的超级块和根目录进行管理，位于所述二级树结构的叶子结点处的元数据服务器对相应子目录下所有文件对象的元数据进行管理。

3.根据权利要求1所述的网络文件系统的元数据服务优化方法，其特征在于，所述根目录缓存文件中包括各级结点目录名称信息、每台元数据服务器编号信息以及各级结点之间映射关系信息。

4.根据权利要求1所述的网络文件系统的元数据服务优化方法，其特征在于，还包括：

当完成对所述路径解析请求的响应后，向所述客户端返回有关请求响应完毕的提示信息。

5.根据权利要求1至4任一项所述的网络文件系统的元数据服务优化方法，其特征在于，还包括：

当存在至少两个客户端需要对所述二级树结构中的同一目录下的元数据进行修改操作，则直接将相应的修改内容发送至与该元数据所对应的元数据服务器，并在经过预设时间段后，根据所述修改内容对所述二级树结构中的目录进行相应的更新。

6.一种网络文件系统的元数据服务优化系统，其特征在于，包括：

预处理模块，用于预先将网络文件系统中的所有元数据服务器组织成二级树结构，并创建相应的根目录缓存文件；其中，所述根目录缓存文件用于记录所述二级树结构中根结点与各级叶子结点之间的映射关系；所述二级树结构上每个结点均为网络文件系统中的元数据服务器；

服务器定位模块，用于当接收到客户端针对任一元数据服务器中的目标元数据发起的Lookup操作指令，则利用所述根目录缓存文件，确定出与所述目标元数据对应的元数据服务器；

路径解析模块，用于获取所述客户端向与所述目标元数据对应的元数据服务器发出的路径解析请求，然后控制该元数据服务器对所述路径解析请求进行响应。

7.根据权利要求6所述的网络文件系统的元数据服务优化系统，其特征在于，在所述二级树结构中，位于所述二级树结构的根结点处的元数据服务器对所述网络文件系统的超级块和根目录进行管理，位于所述二级树结构的叶子结点处的元数据服务器对相应子目录下所有文件对象的元数据进行管理。

8.根据权利要求6所述的网络文件系统的元数据服务优化系统，其特征在于，所述根目录缓存文件中包括各级结点目录名称信息、每台元数据服务器编号信息以及各级结点之间映射关系信息。

9.根据权利要求6所述的网络文件系统的元数据服务优化系统，其特征在于，还包括：

响应反馈模块，用于当所述路径解析模块完成对所述路径解析请求的响应后，向所述客户端返回有关请求响应完毕的提示信息。

10.根据权利要求6至9任一项所述的网络文件系统的元数据服务优化系统，其特征在于，还包括：

数据更新模块，用于当存在至少两个客户端需要对所述二级树结构中的同一目录下的元数据进行修改操作，则直接将相应的修改内容发送至与该元数据所对应的元数据服务器，并在经过预设时间段后，根据所述修改内容对所述二级树结构中的目录进行相应的更新。

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