CN107608820B - 一种基于纠删码的文件写入方法及相关装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种基于纠删码的文件写入方法、文件写入装置、计算机可读存储介质及服务器，该方法包括：判断源数据的长度是否需要写入零数据以补齐到纠删条带的长度；若是，则将所述零数据写入所述源数据，并利用纠删码算法计算得到冗余数据；当所述零数据写入硬盘时，通过系统操作命令创建与所述零数据相同大小的文件，以使存储系统将所述文件识别为所述零数据。通过在零数据写入硬盘时，用创建与零数据相同大小的空文件代替写入操作，并且存储系统会识别零数据已经写入，节省了写入零数据的时间，解放了原有写入零数据的性能，提高了存储系统的性能利用率。其中，文件写入装置、计算机可读存储介质及服务器，具有上述有益效果。
Description
技术领域
本申请涉及分布式存储技术领域，特别涉及一种基于纠删码的文件写入方法、文件写入装置、计算机可读存储介质及服务器。
背景技术
随着存储技术的不断发展，延伸出应对不同应用场景的存储系统。在处理大量数据方面，一般使用分布式存储系统，其中为了保持数据存储的可靠性，常用纠删码技术提高存储系统的可靠性。
纠删码技术是一种数据保护方法，通过讲一定长度的数据分割为K份，用K份数据通过编码算法计算得到M分冗余的校验块数据。将设K+M份数据存储在不同的位置，比如磁盘、存储节点或者其他位置。只需要K+M份数据中的K份数据就可以会付出所有的数据。因此，纠删码技术相比于存储数据副本的方式，在保障数据安全的情况相同，可以有效的提高存储空间的利用率。
但是，纠删码中的数据读写都是以纠删数据条带大小为基本单位，当所写入的数据不足与该条带大小时，会使用零数据将不足的长度进行补充，补齐到条带大小。即使是写入一个字节的长度的数据，他也想用零数据继续补齐到条带长度，然后以条带长度为最小的写入单位将补齐后的内容都写入硬盘中，当写入的有效数据小于纠删条带大小时，有可能写入的有效数据分布在所有写入数据硬盘的部分硬盘中，而其他的硬盘写入用来补齐的零数据。
进一步的，零数据都是无效数据，不仅占用硬盘的实际存储空间，还增加了写入的时间。当存储系统的运行压力较大是，写入这些零数据无疑会影响整个存储系统的性能，造成存储系统的性能浪费。
因此，如何解决在纠删码技术下写入零数据影响存储系统性能的问题，是本领域技术人员关注的热点问题。
发明内容
本申请的目的是提供一种基于纠删码的文件写入方法、文件写入装置、计算机可读存储介质及服务器，通过在零数据写入硬盘时，用创建与零数据相同大小的空文件代替写入操作，并且存储系统会识别零数据已经写入，节省了写入零数据的时间，解放了原有写入零数据的性能，提高了存储系统的性能利用率。
为解决上述技术问题，本申请提供一种基于纠删码的文件写入方法，包括：
判断源数据的长度是否需要写入零数据以补齐到纠删条带的长度；
若是，则将所述零数据写入所述源数据，并利用纠删码算法计算得到冗余数据；
当所述零数据写入硬盘时，通过系统操作命令创建与所述零数据相同大小的文件，以使存储系统将所述文件识别为所述零数据。
可选的，所述当所述零数据写入硬盘时，通过系统操作命令创建与所述零数据相同大小的文件，以使存储系统将所述文件识别为所述零数据，包括：
所述当所述零数据写入硬盘时，通过touch操作创建空文件；
使用truncate操作将所述空文件的大小数据修改为所述零数据的大小数据，得到所述文件，以使所述存储系统将所述文件识别为所述零数据。
可选的，所述判断写入源数据是否需要写入零数据以补齐纠删条带的长度，包括：
根据需要写入的所述源数据的偏移量和写入长度判断所述源数据的数据块的数量是否小于纠删码数据块的数量。
可选的，还包括：
当写入操作完成后，生成应答消息并发送至客户端。
本申请还提供一种基于纠删码的文件写入装置，包括：
源数据判断模块，用于判断源数据的长度是否需要写入零数据以补齐到纠删条带的长度；
零数据写入模块，用于将所述零数据写入所述源数据，并利用纠删码算法计算得到冗余数据；
写入优化模块，当所述零数据写入硬盘时，通过系统操作命令创建与所述零数据相同大小的文件，以使存储系统将所述文件识别为所述零数据。
可选的，所述写入优化模块，包括：
空文件创建单元，用于当所述零数据写入硬盘时，通过touch操作创建空文件；
空文件修改单元，用于使用truncate操作将所述空文件的大小数据修改为所述零数据的大小数据，得到所述文件，以使所述存储系统将所述文件识别为所述零数据。
可选的，所述源数据判断模块，具体用于根据需要写入的所述源数据的偏移量和写入长度判断所述源数据的数据块的数量是否小于纠删码数据块的数量。
可选的，还包括：
反馈模块，用于当写入操作完成后，生成应答消息并发送至客户端。
本申请还提供一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如下步骤：
判断源数据的长度是否需要写入零数据以补齐到纠删条带的长度；
若是，则将所述零数据写入所述源数据，并利用纠删码算法计算得到冗余数据；
当所述零数据写入硬盘时，通过系统操作命令创建与所述零数据相同大小的文件，以使存储系统将所述文件识别为所述零数据。
本申请还提供一种服务器，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时，实现如下步骤：
判断源数据的长度是否需要写入零数据以补齐到纠删条带的长度；
若是，则将所述零数据写入所述源数据，并利用纠删码算法计算得到冗余数据；
当所述零数据写入硬盘时，通过系统操作命令创建与所述零数据相同大小的文件，以使存储系统将所述文件识别为所述零数据。
本申请所提供的一种基于纠删码的文件写入方法，包括：判断源数据的长度是否需要写入零数据以补齐到纠删条带的长度；若是，则将所述零数据写入所述源数据，并利用纠删码算法计算得到冗余数据；当所述零数据写入硬盘时，通过系统操作命令创建与所述零数据相同大小的文件，以使存储系统将所述文件识别为所述零数据。
通过在零数据写入硬盘时，用创建与零数据相同大小的空文件代替写入操作，并且存储系统会识别零数据已经写入，节省了写入零数据的时间，解放了原有写入零数据的性能，提高了存储系统的性能利用率。
本申请还提供一种基于纠删码的文件写入装置、计算机可读存储介质及服务器，都具有上述有益效果，在此不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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申请的实施例，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为本申请实施例所提供的一种基于纠删码的文件写入方法的流程图；
图2为本申请实施例所提供的一种基于纠删码的文件写入方法的具体操作的流程图；
图3为本申请实施例所提供的一种基于纠删码的文件写入装置的结构示意图。
具体实施方式
本申请的核心是提供一种基于纠删码的文件写入方法、文件写入装置、计算机可读存储介质及服务器，通过在零数据写入硬盘时，用创建与零数据相同大小的空文件代替写入操作，并且存储系统会识别零数据已经写入，节省了写入零数据的时间，解放了原有写入零数据的性能，提高了存储系统的性能利用率。
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
请参考图1，图1为本申请实施例所提供的一种基于纠删码的文件写入方法的流程图。
本实施例提供一种基于纠删码的文件写入方法，该方法可以包括：
S101，判断源数据的长度是否需要写入零数据以补齐到纠删条带的长度；
本步骤旨在判断源数据是否需要写入零数据以补齐纠删条带的长度。
其中，纠删码是一种数据保护方式，将一定长度的数据分割为K分，其中一定长度就是纠删码技术中的条带长度，用K份数据块通过计算得出M份冗余数据块及校验块；并将K+M份数据块存储在不同的位置。只需要K+M份数据中的K份数据块就可以恢复出源数据。
但是，纠删码的数据读写都是以条带长度为基本单位，即使是利用纠删码技术写入一个字节长度的内容，也需要先用零数据将写入的内容补齐成条带长度，然后再以条带长度为最小写入单位将补齐后的内容写入硬盘中。其中只有小于K个硬盘中写有有效数据及源数据，其他硬盘全是写入用来补齐长度的零数据。在所有数据写入的过程中，零数据写入占用了大量的硬件资源，不利于性能的利用。因此，需要对于零数据的写入进行优化，而优化的前提是需要判断写入的数据是否需要补齐零数据。
其中，具体的判断方法，可以根据纠删码运行中的有关零数据写入的标识位及标识符进行判断，也可以根据源数据的长度和纠删条带的长度进行判断，都是为了判断是否需要补齐零数据，具体的可以根据应用的环境选择判断方式，在此不再做赘述。
S102，若是，则将零数据写入源数据，并利用纠删码算法计算得到冗余数据；
在步骤S101的基础上，本步骤旨在将零数据写入源数据中，并根据纠删码计算得到冗余数据。
本步骤就是现有纠删码技术中的步骤，是为了将零数据写入源数据，并通过纠删码计算得到冗余数据。得到冗余数据就可以将该冗余数据写入硬盘中。
S103，当零数据写入硬盘时，通过系统操作命令创建与零数据相同大小的文件，以使存储系统将文件识别为零数据。
在步骤S102的基础上，本步骤旨在当零数据写入硬盘时，将创建于零数据大小相同的文件以替代零数据的写入操作。
其中，是通过系统的操作命令符完成创建相同大小的文件，可以在不外加其他操作的情况下，完成替换操作，方便开发者的使用，对于系统的改动较小。通过系统操作命令符执行动作对于系统资源的消耗相对较小，提高系统的整体性能。
所创建的相同大小的文件对于系统来说，系统识别其文件就相当于识别零数据，在数据的读取上没有任何差别。并且替代了原有的零数据写入的操作，减少了硬盘对于补齐的零数据写入的次数，提高了分布式存储系统的的写操作的能力，节约了存储零数据时的大量时间。
综上，本申请实施例可以通过在零数据写入硬盘时，用创建与零数据相同大小的空文件代替写入操作，并且存储系统会识别零数据已经写入，节省了写入零数据的时间，解放了原有写入零数据的性能，提高了存储系统的性能利用率。
请参考图2，图2为本申请实施例所提供的一种基于纠删码的文件写入方法的具体操作的流程图。
结合上一实施例，本实施例是针对上一实施例中如何进行写入操作替换做的一个解释，其他部分大体与上一实施例相同，相同部分可以参考上一实施例，在此不做赘述。
本实施例可以包括：
S201，当零数据写入硬盘时，通过touch操作创建空文件；
本步骤旨在，通过touch操作创建空文件。
其中，touch操作是指在linux系统中的系统操作命令，touch操作的一个作用是用来创建新的空文件。
S202，使用truncate操作将空文件的大小数据修改为零数据的大小数据，得到文件，以使存储系统将文件识别为零数据。
在步骤S201的基础上，本步骤旨在通过truncate操作修改空文件的大小。
其中，truncate操作在Linux系统中是指将文件缩减或扩展至指定大小的操作。如果truncate操作的所指定的文件超出指定大小则超出的数据将丢失。如果指定的文件小于指定大小则用零数据进行补足。
因此，通过truncate命令对上述的空文件进行操作，将空文件的大小修改为上述需要存储的零数据的大小，此时存储系统就可以识别该空文件为前述所写入的零数据。
同时这两个操作并不会将零数据写入硬盘中，只会在系统层面识别出大小相同的零数据，操作耗时比真正写入零数据的耗时要短，并且效果相同。节约零数据写入的耗时，从而提高了存储系统的文件写入性能。
具体的，上一实施例中判断操作可以为，根据需要写入的源数据的偏移量和写入长度判断源数据的数据块的数量是否小于纠删码数据块的数量。
其中，源数据的偏移量是指源数据长度与条带长度的相差量，通过写入的长度作比较，如果小于纠删码数据块的数量，则判断该源数据需要写入零数据来补齐长度。
可选的，当写入操作完成后，生成应答消息并发送至客户端。
其中，该写入操作是指前述的系统命令操作，当操作完成后，可以生成数据写入已完成的消息，发送至客户端通知使用者。
本申请实施例提供了一种基于纠删码的文件写入方法，可以通过在零数据写入硬盘时，用创建与零数据相同大小的空文件代替写入操作，并且存储系统会识别零数据已经写入，节省了写入零数据的时间，解放了原有写入零数据的性能，提高了存储系统的性能利用率。
下面对本申请实施例提供的一种基于纠删码的文件写入装置进行介绍，下文描述的一种基于纠删码的文件写入装置与上文描述的一种基于纠删码的文件写入方法可相互对应参照。
请参考图3，图3为本申请实施例所提供的一种基于纠删码的文件写入装置的结构示意图。
源数据判断模块100，用于判断源数据的长度是否需要写入零数据以补齐到纠删条带的长度；
零数据写入模块200，用于将零数据写入源数据，并利用纠删码算法计算得到冗余数据；
写入优化模块300，当零数据写入硬盘时，通过系统操作命令创建与零数据相同大小的文件，以使存储系统将文件识别为零数据。
可选的，写入优化模块300包括：
空文件创建单元，用于当零数据写入硬盘时，通过touch操作创建空文件；
空文件修改单元，用于使用truncate操作将空文件的大小数据修改为零数据的大小数据，得到文件，以使存储系统将文件识别为零数据。
可选的，源数据判断模块，具体用于根据需要写入的源数据的偏移量和写入长度判断源数据的数据块的数量是否小于纠删码数据块的数量。
可选的，还包括：
反馈模块，用于当写入操作完成后，生成应答消息并发送至客户端。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，实现如下步骤：
判断源数据的长度是否需要写入零数据以补齐到纠删条带的长度；
若是，则将零数据写入源数据，并利用纠删码算法计算得到冗余数据；
当零数据写入硬盘时，通过系统操作命令创建与零数据相同大小的文件，以使存储系统将文件识别为零数据。
本申请实施例还提供一种服务器，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行计算机程序时，实现如下步骤：
判断源数据的长度是否需要写入零数据以补齐到纠删条带的长度；
若是，则将零数据写入源数据，并利用纠删码算法计算得到冗余数据；
当零数据写入硬盘时，通过系统操作命令创建与零数据相同大小的文件，以使存储系统将文件识别为零数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。
集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，功能调用装置，或者网络设备等)执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上对本申请所提供的一种基于纠删码的文件写入方法、文件写入装置、计算机可读存储介质及服务器进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请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申请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，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。
Claims (8)
1.一种基于纠删码的文件写入方法，其特征在于，包括：
判断源数据的长度是否需要写入零数据以补齐到纠删条带的长度；
若是，则将所述零数据写入所述源数据，并利用纠删码算法计算得到冗余数据；
当所述零数据写入硬盘时，通过系统操作命令创建与所述零数据相同大小的文件，以使存储系统将所述文件识别为所述零数据；
其中，所述当所述零数据写入硬盘时，通过系统操作命令创建与所述零数据相同大小的文件，以使存储系统将所述文件识别为所述零数据，包括：
所述当所述零数据写入硬盘时，通过touch操作创建空文件；
使用truncate操作将所述空文件的大小数据修改为所述零数据的大小数据，得到所述文件，以使所述存储系统将所述文件识别为所述零数据。
2.根据权利要求1所述的文件写入方法，其特征在于，所述判断写入源数据是否需要写入零数据以补齐纠删条带的长度，包括：
根据需要写入的所述源数据的偏移量和写入长度判断所述源数据的数据块的数量是否小于纠删码数据块的数量。
3.根据权利要求2所述的文件写入方法，其特征在于，还包括：
当写入操作完成后，生成应答消息并发送至客户端。
4.一种基于纠删码的文件写入装置，其特征在于，包括：
源数据判断模块，用于判断源数据的长度是否需要写入零数据以补齐到纠删条带的长度；
零数据写入模块，用于将所述零数据写入所述源数据，并利用纠删码算法计算得到冗余数据；
写入优化模块，当所述零数据写入硬盘时，通过系统操作命令创建与所述零数据相同大小的文件，以使存储系统将所述文件识别为所述零数据；
其中，所述写入优化模块，包括：
空文件创建单元，用于当所述零数据写入硬盘时，通过touch操作创建空文件；
空文件修改单元，用于使用truncate操作将所述空文件的大小数据修改为所述零数据的大小数据，得到所述文件，以使所述存储系统将所述文件识别为所述零数据。
5.根据权利要求4所述的文件写入装置，其特征在于，所述源数据判断模块，具体用于根据需要写入的所述源数据的偏移量和写入长度判断所述源数据的数据块的数量是否小于纠删码数据块的数量。
6.根据权利要求5所述的文件写入装置，其特征在于，还包括：
反馈模块，用于当写入操作完成后，生成应答消息并发送至客户端。
7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至3任一项所述的文件写入方法的步骤。
8.一种服务器，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至3任一项所述的文件写入方法的步骤。
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