CN106708430A - 一种云计算架构下的云硬盘实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种云计算架构下的云硬盘实现方法，其实现过程为：首先搭建分布式架构，该分布式架构由上往下顺序包括用户层、驱动层、存储管理层，且下层为上一层提供服务；用户层提出云硬盘创建申请；驱动层接收用户层的创建请求，完成云硬盘创建，并转发给存储管理层与该其交互存储；存储管理层完成对已创建云硬盘的存储和管理。该云计算架构下的云硬盘实现方法与现有技术相比，独立创建可用于挂载至虚拟机的磁盘，以及实现解绑、卸载、反复利用等技术，实现硬盘按需分配调度，实用性强，适用范围广泛，易于推广。

Description

一种云计算架构下的云硬盘实现方法

技术领域

本发明涉及云计算技术领域，具体地说是一种实用性强、云计算架构下的云硬盘实现方法。

背景技术

随着互联网技术的不断发展,云计算成为主流，目前openstack模式得到公众认可，在虚拟主机创建管控日益增多的情况之下，随之而来主机对硬盘的需求不断增多，从安全可靠性、备份与恢复性、独立持久性、多种磁盘类型、高性能需求与低性能满足实际需要等发面有不同程度的依赖和选择，云硬盘技术应运而生，但是现有的云硬盘技术在创建时，其挂载到虚拟机伤后不易解绑卸载，也无法按需分配调度，安全性、利用率较差，基于此，现提供一种云计算架构下的云硬盘实现方法，通过在虚拟化（openstack/vmware）所挂载存储上开辟相应空间，创建实际情况所需空间大小，以及高安全、高利用率的存储模式，整合底层虚拟化技术相关技术，进而完成云硬盘的管理使用技术。

发明内容

本发明的技术任务是针对以上不足之处，提供一种实用性强、云计算架构下的云硬盘实现方法。

一种云计算架构下的云硬盘实现方法，其实现过程为：

首先搭建分布式架构，该分布式架构由上往下顺序包括用户层、驱动层、存储管理层，且下层为上一层提供服务；

用户层提出云硬盘创建申请；

驱动层接收用户层的创建请求，完成云硬盘创建，并转发给存储管理层与该其交互存储；

存储管理层完成对已创建云硬盘的存储和管理。

所述用户层提出创建云硬盘的申请时，设置要申请的硬盘规格大小、需要绑定的云主机信息，然后发出判断硬盘规格大小是否超出现有存储空间大小，即存储管理层大小的请求，将申请及判断信息发送到驱动层。

驱动层接收到设置的申请信息后，根据当前资源和用户申请硬盘规格进行审核，当硬盘规格大小未超出现有存储空间大小时，开始云硬盘的自动创建，创建根据类型选择在存储管理层上开辟存储空间并同步至现有卷统计中。

所述驱动层提供连接接口为上一层提供服务、与底层存储管理层对接，调用对外封装好的类VolumeDriver；当与底层对接时，提供BlockStorageDriver和Volume两类服务，为存储管理层提供交互服务。

所述BlockStorageDriver服务用于处理用户端的请求操作，该操作请求包括创建云硬盘、删除云硬盘、编辑主机挂载、制作快照镜像操作，并与底层的存储管理层交互，同时接收底层存储管理层的存储容量大小以及使用情况信息。

所述Volume服务用于处理逻辑上的磁盘操作，包括遍历现有存储上是否有已经创建的云硬盘实例、删除时候逻辑中状态的改变、删除逻辑数据、磁盘挂载路径、逻辑路径删除、逻辑状态码改变操作。

云硬盘的设置及创建时，首先需要判断申请磁盘大小，如果申请磁盘大于虚拟化支撑环境现有存储，即存储管理层的空间时则发出告警，如果符合条件则继续进行设置，即将申请信息绑定到虚拟机，完成云硬盘的创建。

云硬盘的设置及创建详细步骤为：

首先设置用户要申请的磁盘大小、类型、要绑定的虚拟机；

驱动层 BlockVolumeDriver判断申请磁盘大小，当磁盘大小大于存储管理层剩余资源，则产生告警提示重新定义磁盘大小；否则进入下一步；

选择要绑定的虚拟机，调用虚拟机层接口进行逻辑绑定，调用驱动层的磁盘创建驱动在存储管理层进行磁盘的创建，同时调用Volume服务对创建完成的磁盘进行注册，修改创建信息以及逻辑绑定状态码；

管理主机驱动层信息对磁盘进行绑定至主机，挂载至相应目录，同时通过Volume改变更新挂载信息；

到存储管理层查看磁盘信息和到主机上查看已挂载的磁盘。

所述存储管理层基于已创建云硬盘，提供包括虚拟机的虚拟化存储环境，完成对云硬盘进行挂载到主机、快照进行备份、磁盘容量扩展、销毁的功能。

当已创建好的云硬盘需要释放原有空间，或绑定至其他虚拟机时，通过以下步骤实现：

选择要解绑的硬盘，调用BolckStorageDriver驱动，在目标云服务器上对该磁盘进行下线操作，并进行解绑删除，同时通过Volume将磁盘的绑定状态码改变，并删除挂载记录；

将已解绑的磁盘实例与云服务器实例通过驱动层绑定，同时修改Vloume逻辑内容将新挂载磁盘与绑定主机逻辑关系建立；

对新挂载磁盘的云服务器登陆进行确认信挂载磁盘信息。

本发明的一种云计算架构下的云硬盘实现方法，具有以下优点：

本发明的一种云计算架构下的云硬盘实现方法，在openstack驱动架构层基础次上对Vmware和openstack虚拟化的Volume盘符结构上进行封装，清晰分离用户层、驱动层，结合虚拟化通用模式虚机创建环节之后，数据盘与系统盘混淆在一起，独立创建可用于挂载至虚拟机的磁盘，以及实现解绑、卸载、反复利用等技术，实现硬盘按需分配调度，实用性强，适用范围广泛，易于推广。

附图说明

附图1为本发明方法的实现架构图。

附图2为本发明主机解绑流程图。

附图3为本发明备份流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

本发明的目的旨在提供一种可以挂载至云主机的高可用云硬盘策略。规避原有方式在vmware和openstack环境无法利用统一驱动创建磁盘，以及创建云硬盘之后清理时清理遗漏导致存储冗余，使硬盘更具创建、使用、销毁灵活性和易用性，与云计算模式下云主机更好兼容，更具可视化、安全性，新增备份与恢复技术满足不同业务场景使用规划。

本发明设计的云硬盘是一种基于分布式架构的，可弹性扩展的虚拟块存储设备。为云主机提供高的数据可靠性和独立可扩展的硬盘，云硬盘服务支持用户在线操作，与传统服务器硬盘一致。通过与云主机的配合使用，云主机的硬盘可以具有独立的生命周期，并实现高可靠和高可用。磁盘为云主机提供块存储设备，它独立于云主机的生命周期而存在，可以被连接到云主机上。磁盘附加到云主机上后，还需要登录到对应云主机的操作系统中去加载该磁盘。当然，也可以从云主机上卸载磁盘、并转至其他云主机。

如附图1所示，本发明的一种云计算架构下的云硬盘实现方法，其实现过程为：

首先搭建分布式架构，该方法中使用的架构从上至下主要包括3层：用户层、驱动层、存储管理层，下层为上一层提供相应服务，用户层与驱动层进行交互，而驱动层通过接口来调用对外封装好的类 VolumeDriver，并与存储管理层进行交互，该存储管理层提供Vmwarey、openstack虚拟化层作为底层支撑，驱动层中提供连接接口为上一层提供服务；

用户层提出云硬盘创建申请；

驱动层接收用户层的创建请求，完成云硬盘创建，并转发给存储管理层与该其交互存储；

存储管理层完成对已创建云硬盘的存储和管理。

用户层通过申请创建云硬盘，设置要申请的硬盘规格大小、需要绑定的云主机，租户审核时候可以根据当前资源和用户申请硬盘规格进行审核和自动创建；驱动层进行创建，根据类型选择在不同存储上开辟存储空间并同步至现有Volume统计中，方便下次操作；存储管理层基于已创建硬盘可对其进行挂载到主机、快照进行备份、磁盘容量扩展，销毁等功能，通过访问控制策略，使用户能够安心管理所存数据，同时分布式多副本冗余存储技术与灵活的快照备份功能，保护用户免于任何组件故障的威胁。

驱动层设计：

驱动层主要负责接收用户的申请创建操作和编辑操作，并将请求转发给相应服务器，与底层虚拟化的存储管理层交互进行空间创建。驱动层主要涉及 BlockStorageDriver 和Volume 两类服务和底层存储管理层的虚拟化环境接口进行对接。BlockStorageDriver主要负责处理用户端的请求操作，即创建云硬盘、删除云硬盘、编辑主机挂载，制作快照镜像操作，并与底层Vmware、Openstack存储交互，此外，也会接收底层存储大小以及使用情况信息。 Volume主要负责处理逻辑上的磁盘操作，包括遍历现有存储上是否有已经创建的云硬盘实例、删除时候逻辑中状态的改变、删除逻辑数据、磁盘挂载路径、逻辑路径删除、逻辑状态码改变操作。

当进行云硬盘的设置及创建时，如附图2所示，首先判断申请磁盘大小，如果申请磁盘大于虚拟化支撑环境现有存储怎告警，如果符合条件可进行其他设置。详细步骤如下：

步骤1、用户申请磁盘大小、类型、要绑定的存储管理层的虚拟机。

步骤2、驱动层 BlockVolumeDriver判断申请磁盘大小，当磁盘大小大于存储管理层剩余资源，则产生告警提示重新定义磁盘大小；否则，转步骤 3。

步骤3、选择要绑定的虚拟机，调用存储管理层接口进行逻辑绑定，调用Driver层的磁盘创建驱动在虚拟化存储层进行磁盘的创建，同时调用Volume层逻辑表对创建完成的磁盘进行注册，修改创建信息以及逻辑绑定状态码。

步骤4、管理主机驱动层信息对磁盘进行绑定只主机以及挂载至相应目录，逻辑Volume改变挂载信息。

步骤5、到虚拟化存储管理层查看磁盘信息和到主机上查看已挂载的磁盘。

当已创建好的云硬盘需要释放原有空间，或绑定至其他虚拟机时，通过以下步骤实现：

基于已创建好的磁盘，经确认后需要释放原有空间，或则绑定至其他虚拟机，有以下处理机制。

步骤一、选择要解绑的硬盘，调用BolckStorageDriver层驱动，在目标云服务器上对该磁盘进行下线操作，并进行解绑。删除，同时在Volume逻辑层将磁盘的绑定状态码改变，并删除挂载记录，转步骤二。

步骤二、将已解绑的磁盘实例与云服务器实例通过驱动层的绑定，同时修改Vloume层逻辑内容将新挂载磁盘与绑定主机逻辑关系建立，转步骤三。

步骤三、对新挂载磁盘的云服务器登陆进行确认信挂载磁盘信息。

此外，本发明基于快照技术对已创建的磁盘进行快照创建备份处理，如附图3所示，在任何时间，可根据需求选择快照点进行数据恢复，保护用户免于任何组件故障的威胁。

上述具体实施方式仅是本发明的具体个案，本发明的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式，任何符合本发明的一种云计算架构下的云硬盘实现方法的权利要求书的且任何所述技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或替换，皆应落入本发明的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种云计算架构下的云硬盘实现方法，其特征在于，其实现过程为：

首先搭建分布式架构，该分布式架构由上往下顺序包括用户层、驱动层、存储管理层，且下层为上一层提供服务；

用户层提出云硬盘创建申请；

驱动层接收用户层的创建请求，完成云硬盘创建，并转发给存储管理层与该其交互存储；

存储管理层完成对已创建云硬盘的存储和管理。

2.根据权利要求1所述的一种云计算架构下的云硬盘实现方法，其特征在于，所述用户层提出创建云硬盘的申请时，设置要申请的硬盘规格大小、需要绑定的云主机信息，然后发出判断硬盘规格大小是否超出现有存储空间大小，即存储管理层大小的请求，将申请及判断信息发送到驱动层。

3.根据权利要求2所述的一种云计算架构下的云硬盘实现方法，其特征在于，驱动层接收到设置的申请信息后，根据当前资源和用户申请硬盘规格进行审核，当硬盘规格大小未超出现有存储空间大小时，开始云硬盘的自动创建，创建根据类型选择在存储管理层上开辟存储空间并同步至现有卷统计中。

4.根据权利要求1所述的一种云计算架构下的云硬盘实现方法，其特征在于，所述驱动层提供连接接口为上一层提供服务、与底层存储管理层对接，调用对外封装好的类VolumeDriver；当与底层对接时，提供BlockStorageDriver和Volume两类服务，为存储管理层提供交互服务。

5.根据权利要求4所述的一种云计算架构下的云硬盘实现方法，其特征在于，所述BlockStorageDriver服务用于处理用户端的请求操作，该操作请求包括创建云硬盘、删除云硬盘、编辑主机挂载、制作快照镜像操作，并与底层的存储管理层交互，同时接收底层存储管理层的存储容量大小以及使用情况信息。

6.根据权利要求4所述的一种云计算架构下的云硬盘实现方法，其特征在于，所述Volume服务用于处理逻辑上的磁盘操作，包括遍历现有存储上是否有已经创建的云硬盘实例、删除时候逻辑中状态的改变、删除逻辑数据、磁盘挂载路径、逻辑路径删除、逻辑状态码改变操作。

7.根据权利要求4、5或6所述的一种云计算架构下的云硬盘实现方法，其特征在于，云硬盘的设置及创建时，首先需要判断申请磁盘大小，如果申请磁盘大于虚拟化支撑环境现有存储，即存储管理层的空间时则发出告警，如果符合条件则继续进行设置，即将申请信息绑定到虚拟机，完成云硬盘的创建。

8.根据权利要求7所述的一种云计算架构下的云硬盘实现方法，其特征在于，云硬盘的设置及创建详细步骤为：

首先设置用户要申请的磁盘大小、类型、要绑定的虚拟机；

驱动层 BlockVolumeDriver判断申请磁盘大小，当磁盘大小大于存储管理层剩余资源，则产生告警提示重新定义磁盘大小；否则进入下一步；

选择要绑定的虚拟机，调用虚拟机层接口进行逻辑绑定，调用驱动层的磁盘创建驱动在存储管理层进行磁盘的创建，同时调用Volume服务对创建完成的磁盘进行注册，修改创建信息以及逻辑绑定状态码；

管理主机驱动层信息对磁盘进行绑定至主机，挂载至相应目录，同时通过Volume改变更新挂载信息；

到存储管理层查看磁盘信息和到主机上查看已挂载的磁盘。

9.根据权利要求8所述的一种云计算架构下的云硬盘实现方法，其特征在于，所述存储管理层基于已创建云硬盘，提供包括虚拟机的虚拟化存储环境，完成对云硬盘进行挂载到主机、快照进行备份、磁盘容量扩展、销毁的功能。

10.根据权利要求8所述的一种云计算架构下的云硬盘实现方法，其特征在于，当已创建好的云硬盘需要释放原有空间，或绑定至其他虚拟机时，通过以下步骤实现：

选择要解绑的硬盘，调用BolckStorageDriver驱动，在目标云服务器上对该磁盘进行下线操作，并进行解绑删除，同时通过Volume将磁盘的绑定状态码改变，并删除挂载记录；

将已解绑的磁盘实例与云服务器实例通过驱动层绑定，同时修改Vloume逻辑内容将新挂载磁盘与绑定主机逻辑关系建立；

对新挂载磁盘的云服务器登陆进行确认信挂载磁盘信息。