CN107665258A - 文件系统可用性确定方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本公开是关于一种文件系统可用性确定方法及装置。该方法包括：获取文件系统中故障数据节点的数量；基于该文件系统的数据节点的总数量、故障数据节点的数量以及数据副本的数量，确定该文件系统的可用性信息。本公开的实施例，通过获取文件系统中故障数据节点的数量，并基于该文件系统的数据节点的总数量、故障数据节点的数量以及数据副本的数量来确定该文件系统的可用性信息，从而准确评价分布式文件系统的可用性。

Description

文件系统可用性确定方法及装置
技术领域
本公开涉及计算机技术领域，尤其涉及一种文件系统可用性确定方法及装置。
背景技术
在一些分布式文件系统中，数据通常会以多个数据副本的形式存储在多个数据节点上，以保障该文件系统的可用性。举例来说，在客户端发起读操作请求时，存储相应数据副本的一个数据节点存在故障(无法从该数据节点读取相应数据)，在出现读超时情况时，可以通过第二次读操作请求从其他存储有该数据副本的数据节点中读取相应数据，从而保证客户端可以获取到相应数据。
然而，相关技术中，对文件系统可用性的评价标准是能否获得整个文件系统的响应，忽略了故障数据节点对文件系统性能、用户使用过程的具体影响，从而使得对文件系统可用性评价的准确性较低。
发明内容
为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种文件系统可用性确定方法及装置。
根据本公开实施例的第一方面，提供一种文件系统可用性确定方法，包括：
获取文件系统中故障数据节点的数量；
基于所述文件系统的数据节点的总数量、故障数据节点的数量以及数据副本的数量，确定所述文件系统的可用性信息。
对于以上方法，在一种可能的实现方式中，基于所述文件系统的数据节点的总数量、故障数据节点的数量以及数据副本的数量，确定所述文件系统的可用性信息，包括：
基于所述文件系统的数据节点的总数量、故障数据节点的数量以及数据副本的数量，确定至少一个数据副本存储在故障数据节点中的第一组合数；
基于所述文件系统的数据节点的总数量以及数据副本的数量，确定由所述数据副本存储在所有数据节点中的第二组合数；
基于所述第一组合数以及所述第二组合数，确定所述文件系统的可用性信息。
对于以上方法，在一种可能的实现方式中，获取文件系统中故障数据节点的数量，包括：
监控所述文件系统的多个数据节点，获取第一时间区间内文件系统中故障数据节点的数量。
对于以上方法，在一种可能的实现方式中，采用如下公式确定所述文件系统的可用性信息：
其中，P表示所述文件系统的可用性信息，N表示所述文件系统的数据节点的总数量，k表示所述故障数据节点的数量，r表示数据副本的数量，N-k表示无故障数据节点的数量，N、k以及r为正整数，N≥k，C(k，i)表示i个数据副本存储在k个故障数据节点中的第三组合数，i的取值范围为1～r，C(N-k，r-i)表示r-i个数据副本存储在N-k个无故障数据节点中的第四组合数，表示至少一个数据副本存储在k个故障数据节点中的第一组合数，C(N，r)表示r个数据副本存储在N个数据节点中的第二组合数，表示至少一个数据副本受到k个故障数据节点影响的概率。
根据本公开实施例的第二方面，提供一种文件系统可用性确定装置，包括：
获取模块，用于获取文件系统中故障数据节点的数量；
确定模块，用于基于所述文件系统的数据节点的总数量、故障数据节点的数量以及数据副本的数量，确定所述文件系统的可用性信息。
对于以上装置，在一种可能的实现方式中，所述确定模块包括：
第一确定子模块，用于基于所述文件系统的数据节点的总数量、故障数据节点的数量以及数据副本的数量，确定至少一个数据副本存储在故障数据节点中的第一组合数；
第二确定子模块，用于基于所述文件系统的数据节点的总数量以及数据副本的数量，确定由所述数据副本存储在所有数据节点中的第二组合数；
第三确定子模块，用于基于所述第一组合数以及所述第二组合数，确定所述文件系统的可用性信息。
对于以上装置，在一种可能的实现方式中，所述获取模块包括：
获取子模块，用于监控所述文件系统的多个数据节点，获取第一时间区间内文件系统中故障数据节点的数量。
对于以上装置，在一种可能的实现方式中，采用如下公式确定所述文件系统的可用性信息：
其中，P表示所述文件系统的可用性信息，N表示所述文件系统的数据节点的总数量，k表示所述故障数据节点的数量，r表示数据副本的数量，N-k表示无故障数据节点的数量，N、k以及r为正整数，N≥k，C(k，i)表示i个数据副本存储在k个故障数据节点中的第三组合数，i的取值范围为1～r，C(N-k，r-i)表示r-i个数据副本存储在N-k个无故障数据节点中的第四组合数，表示至少一个数据副本存储在k个故障数据节点中的第一组合数，C(N，r)表示r个数据副本存储在N个数据节点中的第二组合数，表示至少一个数据副本受到k个故障数据节点影响的概率。
根据本公开实施例的第三方面，提供一种文件系统可用性确定装置，包括：
处理器；
用于存储处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为执行上述方法。
根据本公开实施例的第四方面，提供一种非临时性计算机可读存储介质，当所述存储介质中的指令由处理器执行时，使得处理器能够执行上述文件系统可用性确定方法。
本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：通过获取文件系统中故障数据节点的数量，并基于该文件系统的数据节点的总数量、故障数据节点的数量以及数据副本的数量来确定该文件系统的可用性信息，从而准确评价分布式文件系统的可用性。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
图1是根据一示例性实施例示出的一种文件系统可用性确定方法的流程图。
图2是根据一示例性实施例示出的一种文件系统可用性确定方法的流程图。
图3是根据一示例性实施例示出的一种文件系统可用性确定方法的流程图。
图4是根据一示例性实施例示出的一种文件系统可用性确定方法的应用场景的示意图。
图5是根据一示例性实施例示出的一种文件系统可用性确定装置的框图。
图6是根据一示例性实施例示出的一种文件系统可用性确定装置的框图。
图7是根据一示例性实施例示出的一种文件系统可用性确定装置的框图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
图1是根据一示例性实施例示出的一种文件系统可用性确定方法的流程图。如图1所示，该方法用于服务器中。根据本公开实施例的文件系统可用性确定方法包括：
在步骤S101中，获取文件系统中故障数据节点的数量。
举例来说，一个分布式文件系统中可以包括多个数据节点，可能有的数据节点存在故障，导致该数据节点无法响应数据操作请求。例如，无法响应读数据请求等。该文件系统中故障数据节点可能影响该文件系统的可用性。
图2是根据一示例性实施例示出的一种文件系统可用性确定方法的流程图。在一种可能的实现方式中，如图2所示，步骤S101可以包括：
在步骤S1011中，监控所述文件系统的多个数据节点，获取第一时间区间内文件系统中故障数据节点的数量。
举例来说，可以通过探测程序定期监控该文件系统的多个数据节点，获取第一时间区间(例如，一个探测周期30s)内文件系统中故障数据节点的数量。例如，可以通过探测程序定期监控该文件系统的多个数据节点的存活性。例如，探测程序可以针对一个集群的多个数据节点，依次发起读数据请求，在可以读到数据时，则认为相应数据节点无故障，在无法读到数据时，则认为相应数据节点存在故障。
通过这种方式，可以获取到文件系统中故障数据节点的数量。本领域技术人员应理解，可以根据需要设置第一时间区间(一个探测周期)的时间长度，可以通过多种方式监控文件系统的多个数据节点，获取故障数据节点的数量，只要可以获取到该文件系统的故障数据节点的数量即可，本公开对此不作限制。
在步骤S102中，基于所述文件系统的数据节点的总数量、故障数据节点的数量以及数据副本的数量，确定所述文件系统的可用性信息。
图3是根据一示例性实施例示出的一种文件系统可用性确定方法的流程图。在一种可能的实现方式中，如图3所示，步骤S102可以包括：
在步骤S1021中，基于所述文件系统的数据节点的总数量、故障数据节点的数量以及数据副本的数量，确定至少一个数据副本存储在故障数据节点中的第一组合数。
举例来说，可以基于该文件系统的数据节点的总数量N、故障数据节点的数量k以及数据副本数量r，确定至少一个数据副本存储在故障数据节点的第一组合数(至少一个数据副本受到故障数据节点影响的组合数)，其中，N、k以及r为正整数，N≥k。
在一种可能的实现方式中，可以通过公式确定该第一组合数。其中，C(k，i)表示i个数据副本存储在k个故障数据节点中的第三组合数，i的取值范围为1～r，C(N-k，r-i)表示r-i个数据副本存储在N-k个无故障数据节点中的第四组合数。
在步骤S1022中，基于所述文件系统的数据节点的总数量以及数据副本的数量，确定由所述数据副本存储在所有数据节点中的第二组合数。
举例来说，可以基于该文件系统的数据节点的总数量N以及数据副本的数量r，来确定由所述数据副本存储在所有数据节点中的第二组合数。
在一种可能的实现方式中，可以通过公式C(N，r)，确定该第二组合数。
在步骤S1023中，基于所述第一组合数以及所述第二组合数，确定所述文件系统的可用性信息。
举例来说，通过第一组合数与第二组合数之比，可以确定至少一个数据副本受到故障数据节点影响的概率。例如，可以通过公式确定至少一个数据副本受到故障数据节点影响的概率，从而基于至少一个数据副本受到故障数据节点影响的概率，来确定该文件系统的可用性信息。这样，可以准确确定该文件系统的可用性信息。
在一种可能的实现方式中，可以采用如下公式确定所述文件系统的可用性信息：
通过这种方式，可以确定文件系统的可用性信息，从而准确、客观评价该文件系统的可用性。本领域技术人员应理解，可以通过该文件系统的数据节点的总数量、故障数据节点的数量以及数据副本的数量确定该文件系统的可用性信息，但他们之间的关系不限于上述公式，本领域技术人员还可以采用其他方式来确定该文件系统的可用性信息，例如，可以通过公式P＝C(N-k，r)/C(N，r)，来确定该文件系统的可用性信息，其中，C(N-k，r)表示r个数据副本存储在N-k个无故障数据节点中的第五组合数(r个数据副本都没有受到k个故障数据节点的影响)，C(N，r)表示r个数据副本存储在N个数据节点中的第二组合数，二者之比可以确定该文件系统的可用性信息，本领域技术人员应理解，只要可以根据该文件系统的数据节点的总数量、故障数据节点的数量以及数据副本的数量，来确定文件系统的可用性信息即可，本公开对此不作限制。
应用示例
以下结合“确定分布式文件系统可用性”作为一个示例性应用场景，给出根据本公开实施例的应用示例，以便于理解文件系统可用性确定方法的流程。本领域技术人员应理解，以下应用示例仅仅是出于便于理解本公开实施例的目的，不应视为对本公开实施例的限制。
图4是根据一示例性实施例示出的一种文件系统可用性确定方法的应用场景的示意图。如图4所示，在该应用示例中，可以获取文件系统中故障数据节点的数量。例如，可以通过探测程序定期监控文件系统中多个数据节点的存活性，获取一个探测周期内故障数据节点的数量k(步骤400)。
在该应用示例中，可以基于该文件系统数据节点的总数量N，故障数据节点的数量k以及数据副本的数量r，来确定该文件系统的可用性信息，其中N、k以及r为正整数，N≥k。例如，可以通过公式来确定至少一个数据副本存储在故障数据节点的第一组合数(步骤401)，其中，C(k，i)表示i个数据副本存储在k个故障数据节点中的第三组合数，i的取值范围为1～r，C(N-k，r-i)表示r-i个数据副本存储在N-k个无故障数据节点中的第四组合数。还可以通过公式C(N，r)，来确定r个数据副本存储在N个数据节点中的第二组合数(步骤402)。并且，可以根据公式(1)，来确定该文件系统的可用性信息(步骤403)。
在该应用示例中，可以将确定的该文件系统的可用性信息用来对管理人员进行警报提醒，以供管理人员根据需要采取相应的措施(步骤404)。
根据本公开的实施例，通过获取文件系统中故障数据节点的数量，并基于该文件系统的数据节点的总数量、故障数据节点的数量以及数据副本的数量来确定该文件系统的可用性信息，从而准确评价分布式文件系统的可用性。
图5是根据一示例性实施例示出的一种文件系统可用性确定装置的框图。参照图5，该装置包括获取模块501和确定模块502。
该获取模块501，被配置为获取文件系统中故障数据节点的数量；
该确定模块502，被配置为基于所述文件系统的数据节点的总数量、故障数据节点的数量以及数据副本的数量，确定所述文件系统的可用性信息。
图6是根据一示例性实施例示出的一种文件系统可用性确定装置的框图。参照图6，在一种可能的实现方式中，该确定模块502包括：
第一确定子模块5021，被配置为基于所述文件系统的数据节点的总数量、故障数据节点的数量以及数据副本的数量，确定至少一个数据副本存储在故障数据节点中的第一组合数；
第二确定子模块5022，被配置为基于所述文件系统的数据节点的总数量以及数据副本的数量，确定由所述数据副本存储在所有数据节点中的第二组合数；
第三确定子模块5023，被配置为基于所述第一组合数以及所述第二组合数，确定所述文件系统的可用性信息。
参照图6，在一种可能的实现方式中，该获取模块501包括：
获取子模块5011，被配置为监控所述文件系统的多个数据节点，获取第一时间区间内文件系统中故障数据节点的数量。
在一种可能的实现方式中，采用如下公式确定所述文件系统的可用性信息：
其中，P表示所述文件系统的可用性信息，N表示所述文件系统的数据节点的总数量，k表示所述故障数据节点的数量，r表示数据副本的数量，N-k表示无故障数据节点的数量，N、k以及r为正整数，N≥k，C(k，i)表示i个数据副本存储在k个故障数据节点中的第三组合数，i的取值范围为1～r，C(N-k，r-i)表示r-i个数据副本存储在N-k个无故障数据节点中的第四组合数，表示至少一个数据副本存储在k个故障数据节点中的第一组合数，C(N，r)表示r个数据副本存储在N个数据节点中的第二组合数，表示至少一个数据副本受到k个故障数据节点影响的概率。
关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
图7是根据一示例性实施例示出的一种文件系统可用性确定装置的框图。例如，装置1900可以被提供为一服务器。参照图7，装置1900包括处理组件1922，其进一步包括一个或多个处理器，以及由存储器1932所代表的存储器资源，用于存储可由处理组件1922的执行的指令，例如应用程序。存储器1932中存储的应用程序可以包括一个或一个以上的每一个对应于一组指令的模块。此外，处理组件1922被配置为执行指令，以执行上述方法。
装置1900还可以包括一个电源组件1926被配置为执行装置1900的电源管理，一个有线或无线网络接口1950被配置为将装置1900连接到网络，和一个输入输出(I/O)接口1958。装置1900可以操作基于存储在存储器1932的操作系统，例如Windows ServerTM，MacOS XTM，UnixTM,LinuxTM，FreeBSDTM或类似。
在示例性实施例中，还提供了一种包括指令的非临时性计算机可读存储介质，例如包括指令的存储器1932，上述指令可由装置1900的处理组件1922执行以完成上述方法。例如，所述非临时性计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种文件系统可用性确定方法，其特征在于，包括：
获取文件系统中故障数据节点的数量；
基于所述文件系统的数据节点的总数量、故障数据节点的数量以及数据副本的数量，确定所述文件系统的可用性信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述文件系统的数据节点的总数量、故障数据节点的数量以及数据副本的数量，确定所述文件系统的可用性信息，包括：
基于所述文件系统的数据节点的总数量、故障数据节点的数量以及数据副本的数量，确定至少一个数据副本存储在故障数据节点中的第一组合数；
基于所述文件系统的数据节点的总数量以及数据副本的数量，确定由所述数据副本存储在所有数据节点中的第二组合数；
基于所述第一组合数以及所述第二组合数，确定所述文件系统的可用性信息。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取文件系统中故障数据节点的数量，包括：
监控所述文件系统的多个数据节点，获取第一时间区间内文件系统中故障数据节点的数量。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，采用如下公式确定所述文件系统的可用性信息：
其中，P表示所述文件系统的可用性信息，N表示所述文件系统的数据节点的总数量，k表示所述故障数据节点的数量，r表示数据副本的数量，N-k表示无故障数据节点的数量，N、k以及r为正整数，N≥k，C(k，i)表示i个数据副本存储在k个故障数据节点中的第三组合数，i的取值范围为1～r，C(N-k，r-i)表示r-i个数据副本存储在N-k个无故障数据节点中的第四组合数，表示至少一个数据副本存储在k个故障数据节点中的第一组合数，C(N，r)表示r个数据副本存储在N个数据节点中的第二组合数，表示至少一个数据副本受到k个故障数据节点影响的概率。
5.一种文件系统可用性确定装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取文件系统中故障数据节点的数量；
确定模块，用于基于所述文件系统的数据节点的总数量、故障数据节点的数量以及数据副本的数量，确定所述文件系统的可用性信息。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述确定模块包括：
第一确定子模块，用于基于所述文件系统的数据节点的总数量、故障数据节点的数量以及数据副本的数量，确定至少一个数据副本存储在故障数据节点中的第一组合数；
第二确定子模块，用于基于所述文件系统的数据节点的总数量以及数据副本的数量，确定由所述数据副本存储在所有数据节点中的第二组合数；
第三确定子模块，用于基于所述第一组合数以及所述第二组合数，确定所述文件系统的可用性信息。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述获取模块包括：
获取子模块，用于监控所述文件系统的多个数据节点，获取第一时间区间内文件系统中故障数据节点的数量。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，采用如下公式确定所述文件系统的可用性信息：
<mrow> <mi>P</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <munderover> <mi>&amp;Sigma;</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>r</mi> </munderover> <mi>C</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>&amp;times;</mo> <mi>C</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>N</mi> <mo>-</mo> <mi>k</mi> <mo>,</mo> <mi>r</mi> <mo>-</mo> <mi>i</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>/</mo> <mi>C</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>N</mi> <mo>,</mo> <mi>r</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
其中，P表示所述文件系统的可用性信息，N表示所述文件系统的数据节点的总数量，k表示所述故障数据节点的数量，r表示数据副本的数量，N-k表示无故障数据节点的数量，N、k以及r为正整数，N≥k，C(k，i)表示i个数据副本存储在k个故障数据节点中的第三组合数，i的取值范围为1～r，C(N-k，r-i)表示r-i个数据副本存储在N-k个无故障数据节点中的第四组合数，表示至少一个数据副本存储在k个故障数据节点中的第一组合数，C(N，r)表示r个数据副本存储在N个数据节点中的第二组合数，表示至少一个数据副本受到k个故障数据节点影响的概率。
9.一种文件系统可用性确定装置，其特征在于，包括：
处理器；
用于存储处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为：执行权利要求1-4中任意一项所述的方法。
10.一种非临时性计算机可读存储介质，当所述存储介质中的指令由处理器执行时，使得处理器能够执行根据权利要求1-4中任意一项所述的方法。
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