CN108073723A - 一种用于分布式集群存储上的文件自精简方法及设备 - Google Patents

一种用于分布式集群存储上的文件自精简方法及设备 Download PDF

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Abstract

本发明提供用于分布式集群存储上的文件自精简方法及设备,方法包括:为目录或用户分配存储空间配额;实时统计目录或用户数据操作过程中的存储空间配额使用信息;上报所述配额使用信息;根据上报的配额使用信息控制目录或用户数据操作。通过上述方法,可以更好的为目标用户自动预分配一定量的空间,当达到预分配的空间时,禁止任何引起目录变大的操作。

Description

一种用于分布式集群存储上的文件自精简方法及设备
技术领域
本发明涉及计算机服务器领域,尤其涉及一种用于分布式集群存储上的文件自精简方法及设备。
背景技术
随着时代的发展,大量的数据文件产生,计算机通过文件系统管理、存储数据,单纯通过增加硬盘个数来扩展计算机文件系统的存储容量的方式,在容量大小、容量增长速度、数据备份、数据安全等方面的表现都差强人意。分布式文件系统可以有效解决数据的存储和管理难题将固定于某个地点的某个文件系统,扩展到任意多个地点/多个文件系统,众多的节点组成一个文件系统网络。每个节点可以分布在不同的地点,通过网络进行节点间的通信和数据传输,建立庞大的集群系统。人们在使用分布式文件系统时,无需关心数据是存储在哪个节点上、或者是从哪个节点从获取的,只需要像使用本地文件系统一样管理和存储文件系统中的数据。分布式文件系统在海量存储中发挥着独一无二的优势。
分布式集群存储通过fuse(用户空间文件系统)客户端、CIFS共享和NFS共享等服务可以很好的为视频监控、广电媒资、高性能等各项场景提供很好的服务,然而在传统的资源分配方法中,需要系统管理员对当前和未来业务的发展规模进行正确的预判,提前做好空间资源的规划。但是这并非易事,在实际中,由于对应用系统规模的估计不准,往往会造成存储空间分配的浪费,比如为一个目录分配了10TB的空间,但是该目录只需要6TB的存储空间,就造成了4TB存储空间的浪费,而该空间已经被分配,亦无法再次进行分配使用。即使是最优秀的系统管理员,也不可能恰如其分的分配好所有资源,而没有一点浪费。根据业界的权威统计,由于预分配了太大的存储空间而导致的资源浪费,大约占总存储空间的30%左右。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提出了以下方案:
第一方面,本发明提供一种用于分布式集群存储上的文件自精简方法,包括:
为目录或用户分配存储空间配额;
实时统计目录或用户数据操作过程中的存储空间配额使用信息;
上报所述配额使用信息;
根据上报的配额使用信息控制目录或用户数据操作。
进一步的,所述配额包括软配额及硬配额或预分配空间值。
进一步的,配额还包括预警配额。
进一步的,软配额值小于硬配额值或预分配空间值,预警配额值小于等于软配额值,硬配额值或预分配空间值大于系统总空间。
进一步的,根据上报的配额使用信息控制目录或用户数据操作,包括:
判断上报的配额使用信息是否超出软配额值或预警配额值;
若超出,则输出告警信息到系统日志,并继续进行目录或用户数据操作;
若未超出,则继续进行目录或用户数据操作。
进一步的,根据上报的配额使用信息控制目录或用户数据操作,还包括:
判断上报的配额使用信息是否超出硬配额值或预分配空间值;
若超出,禁止目录或用户数据操作,并输出错误信息到系统日志;
若未超出,则继续进行目录或用户数据操作。
进一步的,方法还包括:
在配额使用信息超出软配额值或预警配额值时,增加软配额值或预警配额值。
进一步的,方法还包括:
在配额使用信息接近系统总空间时,对系统空间进行扩容。
第二方面,本发明提供一种用于分布式集群存储上的文件自精简设备,其特征在于,所述设备包括:
一个或多个处理器;
存储装置,用于存储一个或多个程序,
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行,使得所述一个或多个处理器实现上述的方法。
第三方面,本发明提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该程序被处理器执行时实现上述的方法。
通过本发明的用于分布式集群存储上的文件自精简方法,可以更好的为目标用户自动预分配一定量的空间,当达到预分配的空间时,禁止任何引起目录变大的操作。
附图说明
图1示出本发明用于分布式集群存储上的文件自精简方法流程图。
图2示出传统模式下与本发明自精简模式下的空间分配比较示意图。
具体实施方式
以下结合说明书附图及具体实施例进一步说明本发明的技术方案。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器,随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式,如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括,但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带,磁带磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质,可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定,计算机可读介质不包括非暂存电脑可读媒体(transitory media),如调制的数据信号和载波。
本申请实施例提供了一种用于分布式集群存储上的文件自精简方法,包括:
为目录或用户分配存储空间配额;
实时统计目录或用户数据操作过程中的存储空间配额使用信息;
上报所述配额使用信息;
根据上报的配额使用信息控制目录或用户数据操作。
根据本发明的一实施例,配额包括软配额及硬配额或预分配空间值。
根据本发明的一实施例,配额还包括预警配额。
根据本发明的一实施例,软配额值小于硬配额值或预分配空间值,预警配额值小于等于软配额值,硬配额值或预分配空间值大于系统总空间。
根据本发明的一实施例,根据上报的配额使用信息控制目录或用户数据操作,包括:
判断上报的配额使用信息是否超出软配额值或预警配额值;
若超出,则输出告警信息到系统日志,并继续进行目录或用户数据操作;
若未超出,则继续进行目录或用户数据操作。
根据本发明的一实施例,根据上报的配额使用信息控制目录或用户数据操作,还包括:
判断上报的配额使用信息是否超出硬配额值或预分配空间值;
若超出,禁止目录或用户数据操作,并输出错误信息到系统日志;
若未超出,则继续进行目录或用户数据操作。
根据本发明的一实施例,方法还包括:
在配额使用信息超出软配额值或预警配额值时,增加软配额值或预警配额值。
根据本发明的一实施例,方法还包括:
在配额使用信息接近系统总空间时,对系统空间进行扩容。
文件自精简扩展了文件系统存储管理能力,用小的物理容量为文件系统提供超大容量的虚拟存储空间。在进行资源分配时,管理员分配的是一个虚拟容量,而不是一个固定的物理空间,只有当用户向该目录中真正写数据时,才按照预先设定好的策略从物理空间分配实际容量。同时,实际存储空间随着应用数据的增长也可以进行及时扩展。
数据统计,即在操作过程中实时统计数据变化量。
数据统计位置:在引起文件大小变化或引起目录大小变化的地方都进行数据统计。
数据量更新:当数据变化量达到一定量或定时器超时后,把变化的数据量上报到MDS(Master Data Services,主数据服务),由MDS计算出当前目录或用户的数据量并通知其他客户端更新数据量。
根据这些实时的信息,管理员可以为启用文件自精简功能的目录分配更多的物理空间,即修改当前该目录实际可用的物理存储空间大小;除此之外,在存储计划发生变更时,管理员还可以为该目录空间进行扩容,即修改该目录的最大容量,以满足新的存储需求。
当系统设置文件自精简后,客户端挂载设置文件自精简的目录,当通过客户端查看系统容量时显示文件自精简的预分配空间值。
当fuse客户端或NAS客户端操作引起配额目录已使用空间变化时,首先检查已使用是否超出预警值(文件自精简);如果未超出,操作继续进行;如果超出,输出告警信息到系统日志,进行的操作继续执行。
当超出预警值后,客户端继续数据操作,检测已用容量是否超出预分配空间;如果未超出,继续数据操作;如果超出,客户端禁止数据操作,并输出error信息到系统日志。
如图2所示,对传统模式下与自精简模式下的空间分配进行比较(此处是以该目录为例进行说明,并非目录嵌套),得出以下结论:传统模式下,存储空间分配值不可大于系统总空间;文件自精简模式下,可为各个目录设置大于系统总空间的预分配空间值。
以10TB目录为例,结合实际存储情况,对两种模式进行说明:
1)传统模式下:为该目录分配10TB空间,只要实际占用的物理小于10TB,就可以继续存放,与时间无关;且该10TB空间不能够再继续分配。
2)自精简模式下:预先为该目录分配10TB空间,但实际占用的物理空间可以只有4TB,只有当应用的实际容量接近或超过4TB时,才会按照预先设定好的策略再为目录分配一部分新的物理空间,比如再分配1TB,使得该应用的实际的物理空间达到5TB。
通过在文件系统配置文件中增加client_fs_provisioning=true字段来开启文件自精简功能。该参数默认为false,即关闭。关闭状态下,文件自精简功能失效,如果想取消自精简功能,则设置为false或删除该参数,然后重新挂载生效。配置完后,需卸载fuse客户端。
本申请实施例还提供了一种用于分布式集群存储上的文件自精简设备,该设备包括用于存储计算机程序指令的存储器和用于执行程序指令的处理器,其中,当该计算机程序指令被该处理器执行时,触发该设备执行前述用于分布式集群存储上的文件自精简方法。
本申请实施例还提供了一种计算机可读介质,其上存储有计算机可读指令,所述计算机可读指令可被处理器执行以实现前述用于分布式集群存储上的文件自精简方法。
综上所述,该发明提供的文件自精简方法可以为目录设置预分配空间大小,方便管理集群容量,客户端采用挂载子目录的方式使用集群,文件自精简可以使挂载点看到的容量就是可用容量,便于用户使用。有效的解决了存储资源的空间分配难题,提高了资源利用率。
同时文件自精简特性将物理空间进行虚拟化容量分配,它不仅解决了单个目录的初始空间分配和扩容的难题,还大大提高了整个存储系统的资源利用率。此外,由于容量扩展过程是由存储节点完成,应用完全感知不到,能够实现真正的不停机的容量扩容。
需要注意的是,本申请可在软件和/或软件与硬件的组合体中被实施,例如,可采用专用集成电路(ASIC)、通用目的计算机或任何其他类似硬件设备来实现。在一个实施例中,本申请的软件程序可以通过处理器执行以实现上文所述步骤或功能。同样地,本申请的软件程序(包括相关的数据结构)可以被存储到计算机可读记录介质中,例如,RAM存储器,磁或光驱动器或软磁盘及类似设备。另外,本申请的一些步骤或功能可采用硬件来实现,例如,作为与处理器配合从而执行各个步骤或功能的电路。
另外,本申请的一部分可被应用为计算机程序产品,例如计算机程序指令,当其被计算机执行时,通过该计算机的操作,可以调用或提供根据本申请的方法和/或技术方案。而调用本申请的方法的程序指令,可能被存储在固定的或可移动的记录介质中,和/或通过广播或其他信号承载媒体中的数据流而被传输,和/或被存储在根据所述程序指令运行的计算机设备的工作存储器中。在此,根据本申请的一个实施例包括一个设备,该设备包括用于存储计算机程序指令的存储器和用于执行程序指令的处理器,其中,当该计算机程序指令被该处理器执行时,触发该设备运行基于前述根据本申请的多个实施例的方法和/或技术方案。
对于本领域技术人员而言,显然本申请不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本申请。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外,显然“包括”一词不排除其他单元或步骤,单数不排除复数。设备权利要求中陈述的多个设备也可以由一个设备通过软件或者硬件来实现。

Claims (10)

1.一种用于分布式集群存储上的文件自精简方法,其特征在于,包括:
为目录或用户分配存储空间配额;
实时统计目录或用户数据操作过程中的存储空间配额使用信息;
上报所述配额使用信息;
根据上报的配额使用信息控制目录或用户数据操作。
2.根据权利要求1所述的用于分布式集群存储上的文件自精简方法,其特征在于,所述配额包括软配额及硬配额或预分配空间值。
3.根据权利要求2所述的用于分布式集群存储上的文件自精简方法,其特征在于,配额还包括预警配额。
4.根据权利要求3所述的用于分布式集群存储上的文件自精简方法,其特征在于,软配额值小于硬配额值或预分配空间值,预警配额值小于等于软配额值,硬配额值或预分配空间值大于系统总空间。
5.根据权利要求4所述的用于分布式集群存储上的文件自精简方法,其特征在于,根据上报的配额使用信息控制目录或用户数据操作,包括:
判断上报的配额使用信息是否超出软配额值或预警配额值;
若超出,则输出告警信息到系统日志,并继续进行目录或用户数据操作;
若未超出,则继续进行目录或用户数据操作。
6.根据权利要求5所述的用于分布式集群存储上的文件自精简方法,其特征在于,根据上报的配额使用信息控制目录或用户数据操作,还包括:
判断上报的配额使用信息是否超出硬配额值或预分配空间值;
若超出,禁止目录或用户数据操作,并输出错误信息到系统日志;
若未超出,则继续进行目录或用户数据操作。
7.根据权利要求6所述的用于分布式集群存储上的文件自精简方法,其特征在于,方法还包括:
在配额使用信息超出软配额值或预警配额值时,增加软配额值或预警配额值。
8.根据权利要求7所述的用于分布式集群存储上的文件自精简方法,其特征在于,方法还包括:
在配额使用信息接近系统总空间时,对系统空间进行扩容。
9.一种用于分布式集群存储上的文件自精简设备,其特征在于,所述设备包括:
一个或多个处理器;
存储装置,用于存储一个或多个程序,
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行,使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1~8任一所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该程序被处理器执行时实现如权利要求1~8任一所述的方法。
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