CN106681650A - 虚拟卷访问方法和虚拟化系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种虚拟卷访问方法和虚拟化系统，涉及虚拟化领域。其中，本发明的虚拟卷访问方法包括：虚拟机将访问虚拟卷的第一请求发送给对应存储网关；存储网关利用所在虚拟化平台的协议，将第一请求转换成第二请求，并发送给资源池；资源池将反馈内容发送给存储网关；存储网关利用第一请求的协议，将反馈内容协议转换后发送给虚拟机。通过这样的方法，当虚拟机访问不在同一虚拟化平台的虚拟卷时，可以由资源池所在虚拟化平台的存储网关执行协议转换，从而实现了跨平台的虚拟卷访问；存储网关位于各个虚拟化平台内部，降低了存储网关的转换负担，消除了虚拟卷访问的网络性能瓶颈。

Description

虚拟卷访问方法和虚拟化系统
技术领域
本发明涉及虚拟化领域，特别是一种虚拟卷访问方法和装置。
背景技术
在云计算环境下，用户通过云管理平台创建虚拟机，并为虚拟机动态添加虚拟卷(磁盘)。虚拟卷通过云管理平台支持的后端块设备存储来实现。常见的块设备类型有DAS(Direct-Attached Storage，直连式存储)、NAS(Network Attached Storage：网络附属存储)、SAN(Storage Area Network，存储区域网络)、分布式存储和对象存储等。不同类型的块设备性能和价格不同。相应的，用户对存储的需求也具有弹性、多变的特点，要求针对不同业务提供不同级别的存储服务。主流的云平台大多支持单一类型的后端存储，并且不同云管理平台支持的存储类型不同。为实现云管理平台对异构存储的支持，需要借助存储网关。
存储网关能够实现不同存储设备之间的协议转换，现有技术中通常以物理服务器的方式部署在存储网络中，实现对多个品牌、多种类型的存储访问。
现有存储网关以集中的方式部署，大多存在如下问题：
1)同一存储网关支持多种类型的存储协议，且作为不同设备之间协议转换和转发的枢纽，扩展性差。
2)所有I/O访问请求首先由存储网关捕获，由存储网关进行协议转换后，形成对后端物理设备的实际I/O请求，可能存在性能瓶颈。
3)存储网关部署在服务器和存储设备的访问通道上，对直连存储(本地硬盘)的支持不足。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种实现访问存储类型不同的虚拟卷的方案。
根据本发明的一个方面，提出一种虚拟卷访问方法，包括：当虚拟机访问虚拟卷时，将第一请求发送给对应存储网关，虚拟卷与虚拟机位于不同虚拟化平台，虚拟卷与存储网关位于同一虚拟化平台；存储网关利用所在虚拟化平台的协议，将第一请求转换成第二请求，并发送给资源池；资源池将反馈内容发送给存储网关；存储网关利用第一请求的协议，将反馈内容协议转换后发送给虚拟机。
进一步地，存储网关具有采用预定协议的服务接口，第一请求采用预定协议。
进一步地，虚拟化平台上有至少一个存储网关。
进一步地，存储网关为虚拟化平台上的虚拟机。
进一步地，还包括：云管理平台接收来自用户的为虚拟机创建虚拟卷的请求，并发送给调度器；调度器根据资源池参数和用户需求选择合适的资源池，并发送虚拟卷创建指令到对应的资源池；资源池根据虚拟卷创建指令为虚拟机创建虚拟卷；资源池将虚拟卷映射到所在的虚拟化平台上对应的存储网关，存储网关生成虚拟卷与虚拟机的映射关系；云管理平台将虚拟卷挂载到虚拟机。
进一步地，还包括：当虚拟机访问虚拟卷时，判断虚拟卷与虚拟机是否位于同一虚拟化平台；若虚拟卷与虚拟机位于同一虚拟化平台，则虚拟机将第一请求发送给虚拟卷；若虚拟卷与虚拟机位于不同虚拟化平台，则虚拟机将第一请求发送给对应的存储网关。
进一步地，预定协议为iSCSI(Internet Small Computer SystemInterface，因特网小型计算机系统接口)协议。
通过这样的方法，当虚拟机访问不在同一虚拟化平台的虚拟卷时，可以将请求发送给虚拟卷所在的虚拟化平台的对应存储网关，存储网关执行协议转换后转发请求到虚拟卷；存储网关再对返回的反馈内容进行协议转换，转发给虚拟机，从而实现了在虚拟卷与虚拟机不在同一虚拟化平台且存储协议不同的情况下虚拟机对虚拟卷的访问；存储网关位于各个虚拟化平台内部，降低了存储网关的转换负担，消除了虚拟卷访问的该网络性能瓶颈。
根据本发明的另一个方面，提出一种虚拟化系统，包括：虚拟机，用于在访问虚拟卷时，将第一请求发送给对应的存储网关，其中，虚拟卷与虚拟机位于不同虚拟化平台，虚拟卷与存储网关位于同一虚拟化平台；存储网关，用于利用所在虚拟化平台的协议，将第一请求转换成第二请求，并发送给资源池；利用第一请求的协议，将从资源池获取的反馈内容协议转换后发送给虚拟机；资源池，用于承载虚拟卷；根据第二请求将反馈内容发送给存储网关。
进一步地，存储网关具有采用预定协议的服务接口，第一请求采用预定协议。
进一步地，虚拟化平台上有至少一个存储网关。
进一步地，存储网关为虚拟化平台上的虚拟机。
进一步地，还包括：云管理平台，用于接收来自用户的为虚拟机创建虚拟卷的请求，并发送给调度器；将虚拟卷挂载到虚拟机；调度器，用于根据资源池参数和用户需求选择合适的资源池，并发送虚拟卷创建指令到对应的资源池；资源池，还用于根据虚拟卷创建指令为虚拟机创建虚拟卷；将虚拟卷映射到所在的虚拟化平台上对应的存储网关；存储网关，还用于生成虚拟卷与虚拟机的映射关系。
进一步地，虚拟机，还用于在访问虚拟卷时，判断虚拟卷与虚拟机是否位于同一虚拟化平台；若虚拟卷与虚拟机位于同一虚拟化平台，则将第一请求发送给虚拟卷；否则虚拟卷将第一请求发送给对应的存储网关。
进一步地，预定协议为iSCSI协议。
这样的系统，在虚拟机访问不在同一虚拟化平台的虚拟卷的情况下，可以将请求发送给虚拟卷所在的虚拟化平台的对应存储网关，存储网关执行协议转换后转发请求到虚拟卷；存储网关再对返回的反馈内容进行协议转换，转发给虚拟机，从而实现了在虚拟卷与虚拟机不在同一虚拟化平台且存储协议不同的情况下虚拟机对虚拟卷的访问；存储网关位于各个虚拟化平台内部，降低了存储网关的转换负担，消除了虚拟卷访问的网络性能瓶颈。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明的虚拟卷访问方法的一个实施例的流程图。
图2为本发明的虚拟卷访问方法的另一个实施例的流程图。
图3为本发明的虚拟卷访问方法的又一个实施例的流程图。
图4为本发明的虚拟卷访问方法的再一个实施例的系统交互图。
图5为本发明的虚拟化系统的一个实施例的示意图。
图6为本发明的虚拟化系统的另一个实施例的示意图。
图7为本发明的虚拟化系统的又一个实施例的系统组件图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
本发明的虚拟卷访问方法的一个实施例的流程图如图1所示。
在步骤101中，当虚拟机访问虚拟卷时，将第一请求发送给对应存储网关。第一请求可以是访问请求，包括存储网关的地址信息和虚拟卷的地址信息。虚拟卷与虚拟机位于不同虚拟化平台，虚拟卷与存储网关位于同一虚拟化平台。
在步骤102中，存储网关在接到第一请求后进行协议转换，将第一请求转换成采用存储网关所在平台协议的第二请求，将第二请求发送到资源池中虚拟卷的对应地址。
在步骤103中，资源池将反馈内容返回存储网关。
在步骤104中，存储网关对反馈内容进行协议转换，转换成采用第一请求所用协议的内容，使得虚拟机能够解析该反馈内容。存储网关将经过协议转换的反馈内容返回给虚拟机。
通过这样的方法，当虚拟机访问不在同一虚拟化平台的虚拟卷时，可以将请求发送给虚拟卷所在的虚拟化平台的对应存储网关，存储网关执行协议转换后转发请求到虚拟卷；存储网关再对返回的反馈内容进行协议转换，转发给虚拟机，从而实现了在虚拟卷与虚拟机不在同一虚拟化平台且存储协议不同的情况下虚拟机对虚拟卷的访问；存储网关位于各个虚拟化平台内部，降低了存储网关的转换负担，消除了虚拟卷访问的网络性能瓶颈。
在一个实施例中，存储网关具有预定协议的服务接口，存储网关通过该服务接口与虚拟机交互。第一请求采用的协议与服务接口采用的预定协议相同，以便存储网关能够解析第一请求并协议转换成第二请求。这样的方法保证虚拟机发送的第一请求能够被存储网关解析，从而实现虚拟机访问位于不同虚拟化平台的虚拟卷。
在一个实施例中，存储网关采用统一的服务接口，虚拟机在与存储网关交互时，采用存储网关服务接口的存储协议。在一个实施例中，该存储协议为iSCSI协议。通过这样的方式能够统一虚拟机与存储网关的交互协议，使得存储网关能够支持所有虚拟化平台上的虚拟机访问本平台的资源池。
在一个实施例中，一个虚拟化平台上至少有一个存储网关，一个存储网关可以完成本虚拟化平台的存储协议与一种其他存储协议之间的转换，从而满足与采用对应存储协议的虚拟机的交互。这样的方式能够降低对虚拟机支持的存储协议的要求，一个存储网关只进行一种协议的转换，降低了对存储网关的要求，且提高了协议转换的效率。
在一个实施例中，存储网关可以是虚拟化平台上用于协议转换的虚拟机。这种方法便于存储网关的部署、配置、升级和修改，符合虚拟化技术发展的需求。
本发明的虚拟卷访问方法的另一个实施例的流程图如图2所示。
在步骤201中，用户通过云管理平台为虚拟机创建虚拟卷。用户可以同时指定对虚拟卷参数要求，如虚拟卷类型、IOPS(Input/OutputOperations Per Second，每秒进行读写操作的次数)、SLA(Service-Level Agreement，服务等级协议)等。云管理平台将为虚拟机创建虚拟卷的请求发送给调度器。
在步骤202中，调度器选择合适的资源池，并向对应的资源池发送虚拟卷创建指令。调度器可以维护所有存储资源池的最新状态，根据卷类型、IOPS、SLA等参数，选择满足用户需求的最优的资源池(例如负载最轻、空闲资源最多或者最靠近虚拟机等)用于创建虚拟卷。
在步骤203中，资源池根据虚拟卷创建指令为虚拟机创建虚拟卷。若资源池与虚拟机位于同一个虚拟化平台，可以直接创建虚拟卷并挂载在虚拟机上。当资源池与虚拟机位于不同虚拟化平台时，执行步骤204。
在步骤204中，资源池将虚拟卷映射到所在的虚拟化平台上对应的存储网关，存储网关会生成虚拟卷与虚拟机的映射关系。存储网关可以生成采用预定协议的虚拟卷地址信息、存储网关地址信息。虚拟机能够支持该预定协议
在步骤205中，云管理平台将虚拟卷挂载到虚拟机，包括，将采用预定协议的存储网关地址和虚拟卷地址发送给虚拟机。
在步骤206中，当虚拟机访问虚拟卷时，将第一请求发送给对应的存储网关。第一请求采用预定协议，且包括存储网关和虚拟卷的地址信息。
在步骤207中，存储网关根据所在的虚拟化平台的存储协议将第一请求转换成第二请求，并发送给资源池的对应虚拟卷地址。
在步骤208中，资源池将反馈内容发送给存储网关。
在步骤209中，存储网关将反馈内容转化成采用预定协议，并发送给虚拟机。
通过这样的方法，能基于用户的需求以及资源池的参数，为用户选择最合适的资源池创建虚拟卷，从而实现不同虚拟化平台之间共享存储资源池。
本发明的虚拟卷访问方法的又一个实施例的流程图如图3所示。
在步骤301中，虚拟机需要访问虚拟卷。
在步骤302中，虚拟机判断虚拟卷是否与自身位于同一虚拟化平台。若位于同一虚拟化平台，则执行步骤303；否则，执行步骤305。
在步骤303中，虚拟机向虚拟卷发送第一请求。
在步骤304中，虚拟卷将反馈内容发送给虚拟机，之后不再执行本实施例的其他步骤。
在步骤305中，虚拟卷将第一请求发送给对应的存储网关。
在步骤306中，存储网关对第一请求的协议进行转换，转换成采用虚拟卷所在资源池存储协议的第二请求，将第二请求发送到资源池中虚拟卷的地址。
在步骤307中，资源池将反馈内容发送给存储网关。
在步骤308中，存储网关将反馈内容转化成采用第一请求所使用的协议，并发送给虚拟机。
通过这样的方法，虚拟机在访问虚拟卷时，首先判断虚拟机与虚拟卷是否在同一虚拟化平台，当位于同一虚拟化平台时直接访问虚拟卷，提高了访问效率，减少了资源浪费。
本发明的虚拟卷访问方法的再一个实施例的系统交互图如图4所示。
在401中，用户通过云管理平台为箭头指向的虚拟机VM创建虚拟卷。用户将对虚拟卷的要求提供给云管理平台。
在402中，云管理平台将创建虚拟卷的需求发送给调度器。
在403中，调度器根据用户的需求和资源池参数，确定采用Ceph协议的分布式存储资源池为最优选择。
在404中，在分布式存储的资源池创建虚拟卷。
在405中，将虚拟卷挂载在资源池所在虚拟化平台的存储网关。
在406中，将虚拟卷和存储网关挂载到虚拟机。
在407中，虚拟卷经存储网关实现访问虚拟卷资源。
通过这样的方法，能够在包括多种存储协议、多个虚拟化平台的虚拟化系统中实现跨虚拟化平台的虚拟卷创建和调用，且本方法中存储网关只完成特定类型的存储协议转换，效率高。
本发明的虚拟化系统的一个实施例的示意图如图5所示。其中，虚拟机501用于在访问虚拟卷时，将第一请求发送给对应的存储网关，其中，虚拟卷与虚拟机位于不同虚拟化平台，虚拟卷与存储网关位于同一虚拟化平台。存储网关502用于利用所在虚拟化平台的协议，将第一请求转换成第二请求，并发送给资源池；利用第一请求的协议，将从资源池获取的反馈内容协议转换后发送给虚拟机。资源池503用于承载虚拟卷；根据第二请求将反馈内容发送给存储网关。
这样的虚拟化系统，当虚拟机访问不在同一虚拟化平台的虚拟卷时，可以将请求发送给虚拟卷所在的虚拟化平台的对应存储网关，存储网关执行协议转换后转发请求到虚拟卷；存储网关再对返回的反馈内容进行协议转换，转发给虚拟机，从而实现了在虚拟卷与虚拟机不在同一虚拟化平台且存储协议不同的情况下虚拟机对虚拟卷的访问；存储网关位于各个虚拟化平台内部，降低了存储网关的转换负担，消除了虚拟卷访问的网络性能瓶颈。
在一个实施例中，存储网关具有预定协议的服务接口，存储网关通过该服务接口与虚拟机交互。第一请求采用的协议与服务接口采用的预定协议相同，以便存储网关能够解析第一请求并协议转换成第二请求。这样的方法保证虚拟机发送的第一请求能够被存储网关解析，从而实现虚拟机访问位于不同虚拟化平台的虚拟卷。
在一个实施例中，存储网关采用统一的服务接口，虚拟机在于存储网关交互时，采用存储网关服务接口的存储协议。在一个实施例中，该存储协议为iSCSI协议。这样的虚拟化系统能够统一虚拟机与存储网关的交互协议，使得存储网关能够支持所有虚拟化平台上的虚拟机访问本平台的资源池。
在一个实施例中，一个虚拟化平台上至少有一个存储网关，一个存储网关可以完成本虚拟化平台的存储协议与一种其他存储协议之间的转换，从而满足与采用对应存储协议的虚拟机的交互。这样的虚拟化系统能够降低对虚拟机支持的存储协议的要求，一个存储网关只进行一种协议的转换，降低了对存储网关的要求，且提高了协议转换的效率。
在一个实施例中，存储网关可以是虚拟化平台上用于协议转换的虚拟机。这种虚拟化系统便于存储网关的部署、配置、升级和修改，符合虚拟化技术发展的需求。
本发明的虚拟化系统的另一个实施例的示意图如图6所示。其中，虚拟机601、存储网关602和资源池603的结构和功能与图5中的相似。云管理平台604用于接收来自用户的为虚拟机创建虚拟卷的请求，并发送给调度器。用户可以将对于虚拟卷的参数、型号要求告知云管理平台，以便调度器选择适合的资源池。云管理平台604还用于将虚拟卷挂载到虚拟机。调度器605用于根据资源池参数和用户需求选择合适的资源池，并发送虚拟卷创建指令到对应的资源池。资源池603还用于根据虚拟卷创建指令为虚拟机创建虚拟卷；将虚拟卷映射到所在的虚拟化平台上对应的存储网关；存储网关602还用于生成虚拟卷与虚拟机的映射关系。
这样的虚拟机能基于用户的需求以及资源池的参数，为用户选择最合适的资源池创建虚拟卷，从而实现不同虚拟化平台之间共享存储资源池。
在一个实施例中，虚拟机在需要访问虚拟卷时，首先判断虚拟卷是否与自身位于同一虚拟化平台。若位于同一虚拟化平台，则直接将访问请求发送给虚拟卷；若位于不同虚拟化平台，则向对应平台的对应存储网关发送第一请求。
这样的虚拟化系统，虚拟机在访问虚拟卷时，首先判断虚拟机与虚拟卷是否在同一虚拟化平台，当位于同一虚拟化平台时直接访问虚拟卷，提高了访问效率。
本发明的虚拟化系统的又一个实施例的系统组件图如图7所示。虚拟化系统中包括云管理平台、调度器、多个虚拟化平台以及每个虚拟化平台对应的资源池。每个虚拟化平台具有虚拟机和存储网关，其中，存储网关可以是具有存储网关功能的虚拟机。虚拟化平台根据资源池的种类，如NAS、SAN、分布式存储器、对象存储器等，采用对应的存储协议与资源池交互，如iSCSI协议、FC协议、NFS协议等。虚拟化平台之间，虚拟机通过iSCSI协议与其他虚拟化平台的存储网关进行交互，由存储网关将收到的iSCSI协议的请求转化为虚拟卷所在资源池的存储协议，并将资源池反馈内容转化为采用iSCSI协议返回给虚拟机。
这样的虚拟化系统能够在包括多种存储协议、多个虚拟化平台的虚拟化系统中实现跨虚拟化平台的虚拟卷创建和调用，且本方法中存储网关只完成特定类型的存储协议转换，效率高。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (14)

1.一种虚拟卷访问方法，其特征在于，包括：
当虚拟机访问虚拟卷时，将第一请求发送给对应存储网关，所述虚拟卷与所述虚拟机位于不同虚拟化平台，所述虚拟卷与所述存储网关位于同一虚拟化平台；
所述存储网关利用所在虚拟化平台的协议，将所述第一请求转换成第二请求，并发送给资源池；
所述资源池将反馈内容发送给所述存储网关；
所述存储网关利用所述第一请求的协议，将所述反馈内容协议转换后发送给所述虚拟机。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述存储网关具有采用预定协议的服务接口，所述第一请求采用所述预定协议。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
所述虚拟化平台上有至少一个所述存储网关。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括：
所述存储网关为所述虚拟化平台上的虚拟机。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：
云管理平台接收来自用户的为虚拟机创建虚拟卷的请求，并发送给调度器；
所述调度器根据资源池参数和用户需求选择合适的资源池，并发送虚拟卷创建指令到对应的资源池；
所述资源池根据虚拟卷创建指令为虚拟机创建虚拟卷；
所述资源池将所述虚拟卷映射到所在的虚拟化平台上对应的存储网关，所述存储网关生成所述虚拟卷与所述虚拟机的映射关系；
云管理平台将所述虚拟卷挂载到所述虚拟机。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
当虚拟机访问虚拟卷时，判断所述虚拟卷与所述虚拟机是否位于同一虚拟化平台；
若所述虚拟卷与所述虚拟机位于同一虚拟化平台，则所述虚拟机将所述第一请求发送给所述虚拟卷；
若所述虚拟卷与所述虚拟机位于不同虚拟化平台，则所述虚拟机将所述第一请求发送给对应的存储网关。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
所述预定协议为因特网小型计算机系统接口iSCSI协议。
8.一种虚拟化系统，其特征在于，包括：
虚拟机，用于在访问虚拟卷时，将第一请求发送给对应的存储网关，其中，所述虚拟卷与所述虚拟机位于不同虚拟化平台，所述虚拟卷与所述存储网关位于同一虚拟化平台；
存储网关，用于利用所在虚拟化平台的协议，将所述第一请求转换成第二请求，并发送给资源池；利用所述第一请求的协议，将从资源池获取的反馈内容协议转换后发送给所述虚拟机；
资源池，用于承载所述虚拟卷；根据所述第二请求将反馈内容发送给所述存储网关。
9.根据权利要求8所述的虚拟化系统，其特征在于，
所述存储网关具有采用预定协议的服务接口，所述第一请求采用所述预定协议。
10.根据权利要求9所述的虚拟化系统，其特征在于，
所述虚拟化平台上有至少一个所述存储网关。
11.根据权利要求8所述的虚拟化系统，其特征在于，包括：
所述存储网关为所述虚拟化平台上的虚拟机。
12.根据权利要求9所述的虚拟化系统，其特征在于，还包括：
云管理平台，用于接收来自用户的为虚拟机创建虚拟卷的请求，并发送给调度器；将所述虚拟卷挂载到所述虚拟机；
调度器，用于根据资源池参数和用户需求选择合适的资源池，并发送虚拟卷创建指令到对应的资源池；
所述资源池，还用于根据虚拟卷创建指令为虚拟机创建虚拟卷；将所述虚拟卷映射到所在的虚拟化平台上对应的存储网关；
所述存储网关，还用于生成所述虚拟卷与所述虚拟机的映射关系。
13.根据权利要求8所述的虚拟化系统，其特征在于，
所述虚拟机，还用于在访问虚拟卷时，判断所述虚拟卷与所述虚拟机是否位于同一虚拟化平台；若所述虚拟卷与所述虚拟机位于同一虚拟化平台，则将所述第一请求发送给所述虚拟卷；否则所述虚拟卷将所述第一请求发送给对应的存储网关。
14.根据权利要求9所述的虚拟化系统，其特征在于，
所述预定协议为iSCSI协议。
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