CN108319522A - 一种加强分布式存储系统可靠性的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种加强分布式存储系统可靠性的方法，解决了而现有的分布式数据存储系统中数据恢复过程耗时、占用网络带宽资源、影响系统访问性能、数据丢失风险等问题。本发明首先配置系统，为每个存储节点配置备份节点；备份线程如判断到存储节点的数据有更新，存储节点记录日志信息并发送至备份节点，并将数据拷贝至备份节点；同时备份线程实时判断网络连接是否正常，如存储节点失效，备份节点自动加入系统，备份节点升级为新的存储节点。本发明缩短了数据恢复时间，加强了整个分布式存储系统的可靠性，使得数据的安全性提高，适于推广使用。
Description
技术领域
本发明涉及计算机分布式存储系统技术领域，特别是一种加强分布式存储系统可靠性的方法。
背景技术
目前的云计算和大数据等平台，分布式数据存储架构的使用越来越广泛，分布式存储技术并不是将数据存储在某个或多个特定的节点上，而是通过网络使用集群的每台机器上的磁盘空间，可以将这些分散的存储资源构成一个虚拟的存储设备，由此来达到数据统一管理、节省硬件成本等优点。
分布式存储系统一般方案是把数据分散存储到不同节点，同时配置多个副本，防止某个节点失效造成数据不可访问或者丢失；当某个节点失效时，由于有副本的存在，故数据还是可以访问的。
但是当有别的节点失效，则会发生丢失数据的风险，所以需要及时添加新的节点恢复失效节点的数据；该恢复过程需要从别的节点拷贝数据，这种恢复方式存在以下3个问题：
a.当数据量很大时，添加新的节点需要人工干预，且整个恢复过程很耗费时间；
b.添加新的节点恢复失效节点存在占用网络带宽资源的问题，会直接影响整个系统访问性能；
c.恢复过程耗费时间越长，别的节点失效的概率越大，从而数据丢失的风险就越大。
综上所述，如何缩短数据恢复过程是加强系统可靠性过程中急需解决的一个问题。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种能够加快失效存储节点数据恢复过程、加强分布式存储系统可靠性的方法。
一种加强分布式存储系统可靠性的方法，包括以下步骤：
S1.配置分布式存储系统，为每个存储节点配置备份节点，并启动备份线程；
S2.备份线程定时判断存储节点的数据是否发生更新；
S3.如步骤S2中判断结果为否，则重复步骤S2，如步骤S2中判断结果为是，则存储节点记录日志信息，并将日志信息发送至备份节点，然后将数据进行存储；
S4.备份线程根据步骤S3中的日志信息，周期定时将存储节点中的数据拷贝至备份节点，并在数据拷贝完成后删除存储节点中已经完成备份的日志信息；
S5.备份线程实时判断存储节点与备份节点之间的网络连接是否正常；
S6.如步骤S5中判断结果为是，则返回执行步骤S5，如步骤S5中判断结果为否，则发送状态报告信息及警告信息至系统监控节点；
S7.步骤S6中系统监控节点接收到状态报告信息及警告信息后实时判断存储节点是否失效；
S8.如步骤S7中判断结果为否，则返回执行步骤S5，如步骤S7中判断结果为是，则将备份节点自动加入系统，备份节点升级为存储节点，然后返回执行步骤S1。
步骤S2与步骤S5为同步运行的步骤。
作为优选，所述的步骤S1中，配置分布式存储系统时，同时启动恢复线程。
作为优选，所述的步骤S8中，当备份节点升级为新的存储节点后，恢复线程读取新的存储节点中的日志信息，通过日志信息得到新的存储节点中未备份数据的信息，然后根据未备份数据的信息从其他存储节点中拷贝未备份数据至新的存储节点。
作为优选，所述的步骤S3中，存储节点将日志信息发送至备份节点后，备份节点成功接收日志信息后向存储节点发送应答信息，存储节点成功接收应答信息后将数据进行存储。
作为优选，所述的步骤S4中，删除存储节点中已经完成备份的日志信息后，将对应的备份节点中的日志信息修改。
作为优选，所述的步骤S5中，判断存储节点与备份节点之间的网络连接是否正常时，步骤如下：
S501.存储节点发送连接信号至备份节点，备份线程实时判断备份节点收到连接信号后是否发送接通信号；
S502.如步骤S501中的判断结果为是，则重复执行步骤S501，如步骤S501中的判断结果为否，则分别发送一个验证信号至存储节点及备份节点，备份线程实时判断存储节点与备份节点收到验证信号后是否发送反馈信号。
作为优选，所述的步骤S6中，具体步骤如下：
如步骤S502中的判断结果为是，则返回执行步骤S501，如步骤S502中的判断结果为否，则发送状态报告信息及警告信息至系统监控节点。
作为优选，所述的警告信息包括存储节点的地址及对应的备份节点的地址，还包括未成功发送反馈信号的存储节点的地址或未成功发送反馈信号的备份节点的地址。
作为优选，所述的存储节点的数据存储方式包括数据块存储方式和/或文件存储方式。
作为优选，所述的步骤S3中，所述的日志信息包括更新时间及数据大小，还包括数据块的起始地址和/或文件的起始地址。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1)通过存储节点、备份节点及备份线程的配合工作，加快了同步失效存储节点数据的过程，避免同步时间过长丢数据的风险，缩短了同步时间，大大加强了整个分布式存储系统的可靠性；
2)备份节点作为热备节点，可以在极短的时间内自动接管失效存储节点，减少了人工干预，且新的存储节点可以很快响应服务，使得数据的安全性提高，避免了恢复数据占用网络带宽资源的问题，直接提高了整个系统的访问性能；
3)备份线程与恢复线程的共同工作，使得失效的存储节点的数据可以通过热备节点与现有容错机制共同得到还原，达到减少还原所需的时间及降低数据丢失的几率的目的，适于推广使用。
附图说明
图1为本发明的流程框图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，不能理解为对本专利的限制；对本领域技术人员来说，附图中某些公知常识及其说明可能省略是可以理解的。
实施例
如图1所示，一种加强分布式存储系统可靠性的方法，包括以下步骤：
S1.配置分布式存储系统，为每个存储节点配置备份节点，并启动备份线程；备份节点即为热备节点。
S2.备份线程定时判断存储节点的数据是否发生更新；本发明采用日志记录存储节点中数据块或者文件发生写入操作或者更改操作时的信息，由此可以保证存储节点与备份节点的数据同步。
S3.如步骤S2中判断结果为否，则重复步骤S2，如步骤S2中判断结果为是，则存储节点记录日志信息，并将日志信息发送至备份节点，然后将数据进行存储；由于日志信息更新在数据的存储之前进行，故存储节点与备份节点之间不同步的数据都在日志信息中进行了记录；
本实施例中，步骤S3中，存储节点将日志信息发送至备份节点后，备份节点成功接收日志信息后向存储节点发送应答信息，存储节点成功接收应答信息后将数据进行存储。
本实施例中，存储节点的数据存储方式包括数据块存储方式和/或文件存储方式；步骤S3中，日志信息包括更新时间及数据大小，还包括数据块的起始地址和/或文件的起始地址。
S4.备份线程根据步骤S3中的日志信息，周期定时将存储节点中的数据拷贝至备份节点，并在数据拷贝完成后删除存储节点中已经完成备份的日志信息；
本实施例中，步骤S4中，删除存储节点中已经完成备份的日志信息后，将对应的备份节点中的日志信息修改，备份节点中的日志信息修改可以但不仅限于为记录拷贝时间、记录拷贝的数据大小等。
S5.备份线程实时判断存储节点与备份节点之间的网络连接是否正常；
本实施例中，步骤S5中，判断存储节点与备份节点之间的网络连接是否正常时，步骤如下：
S501.存储节点发送连接信号至备份节点，备份线程实时判断备份节点收到连接信号后是否发送接通信号；
S502.如步骤S501中的判断结果为是，则重复执行步骤S501，如步骤S501中的判断结果为否，则分别发送一个验证信号至存储节点及备份节点，备份线程实时判断存储节点与备份节点收到验证信号后是否发送反馈信号。
步骤S2及步骤S5为同步运行的步骤，由此可以在数据拷贝的同时检查存储节点与备份节点之间的网络状态，使得某个节点出现问题时能够在最短时间内监测到。
S6.如步骤S5中判断结果为是，则返回执行步骤S5，如步骤S5中判断结果为否，则发送状态报告信息及警告信息至系统监控节点；
本实施例中，步骤S6中，具体步骤如下：
如步骤S502中的判断结果为是，则返回执行步骤S501，如步骤S502中的判断结果为否，则发送状态报告信息及警告信息至系统监控节点；发出警告信息是为了及时让管理员知晓，避免发生节点失效造成数据丢失的情况出现；
本实施例中，警告信息包括存储节点的地址及对应的备份节点的地址，还包括未成功发送反馈信号的存储节点的地址或未成功发送反馈信号的备份节点的地址。
S7.步骤S6中系统监控节点接收到状态报告信息及警告信息后实时判断存储节点是否失效。
S8.如步骤S7中判断结果为否，则返回执行步骤S5，如步骤S7中判断结果为是，则将备份节点自动加入系统，备份节点升级为存储节点，然后返回执行步骤S1；存储节点和备份节点均有状态标志，将备份节点的状态标志改为存储节点的状态标志，即可将备份节点自动加入系统。
本实施例中，步骤S1中，配置分布式存储系统时，同时启动恢复线程。
步骤S8中，当备份节点升级为新的存储节点后，恢复线程读取新的存储节点中的日志信息，通过日志信息得到新的存储节点中未备份数据的信息，然后根据未备份数据的信息，通过现有的副本技术或纠删码技术，从其他存储节点中拷贝未备份数据至新的存储节点；通过现有的分布式存储系统的实时备份技术与备份节点定时备份的技术，可以避免了数据丢失造成的损失及不便，且由于需要从别的节点恢复的数据为少数数据，由此可以节省大量的恢复时间。
以上所述仅为本发明的优选实施例，实施例用于理解发明的结构、功能和效果，并不用于限制本发明的保护范围。本发明可以有各种更改和变化，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种加强分布式存储系统可靠性的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.配置分布式存储系统，为每个存储节点配置备份节点，并启动备份线程；
S2.备份线程定时判断存储节点的数据是否发生更新；
S3.如步骤S2中判断结果为否，则重复步骤S2，如步骤S2中判断结果为是，则存储节点记录日志信息，并将日志信息发送至备份节点，然后将数据进行存储；
S4.备份线程根据步骤S3中的日志信息，周期定时将存储节点中的数据拷贝至备份节点，并在数据拷贝完成后删除存储节点中已经完成备份的日志信息；
S5.备份线程实时判断存储节点与备份节点之间的网络连接是否正常；
S6.如步骤S5中判断结果为是，则返回执行步骤S5，如步骤S5中判断结果为否，则发送状态报告信息及警告信息至系统监控节点；
S7.步骤S6中系统监控节点接收到状态报告信息及警告信息后实时判断存储节点是否失效；
S8.如步骤S7中判断结果为否，则返回执行步骤S5，如步骤S7中判断结果为是，则将备份节点自动加入系统，备份节点升级为新的存储节点，然后返回执行步骤S1；
步骤S2与步骤S5为同步运行的步骤。
2.根据权利要求1所述的一种加强分布式存储系统可靠性的方法，其特征在于，所述的步骤S1中，配置分布式存储系统时，同时启动恢复线程。
3.根据权利要求2所述的一种加强分布式存储系统可靠性的方法，其特征在于，所述的步骤S8中，当备份节点升级为新的存储节点后，恢复线程读取新的存储节点中的日志信息，通过日志信息得到新的存储节点中未备份数据的信息，然后根据未备份数据的信息从其他存储节点中拷贝未备份数据至新的存储节点。
4.根据权利要求1所述的一种加强分布式存储系统可靠性的方法，其特征在于，所述的步骤S3中，存储节点将日志信息发送至备份节点后，备份节点成功接收日志信息后向存储节点发送应答信息，存储节点成功接收应答信息后将数据进行存储。
5.根据权利要求1所述的一种加强分布式存储系统可靠性的方法，其特征在于，所述的步骤S4中，删除存储节点中已经完成备份的日志信息后，将对应的备份节点中的日志信息修改。
6.根据权利要求1所述的一种加强分布式存储系统可靠性的方法，其特征在于，所述的步骤S5中，判断存储节点与备份节点之间的网络连接是否正常时，步骤如下：
S501.存储节点发送连接信号至备份节点，备份线程实时判断备份节点收到连接信号后是否发送接通信号；
S502.如步骤S501中的判断结果为是，则重复执行步骤S501，如步骤S501中的判断结果为否，则分别发送一个验证信号至存储节点及备份节点，备份线程实时判断存储节点与备份节点收到验证信号后是否发送反馈信号。
7.根据权利要求6所述的一种加强分布式存储系统可靠性的方法，其特征在于，所述的步骤S6中，具体步骤如下：
如步骤S502中的判断结果为是，则返回执行步骤S501，如步骤S502中的判断结果为否，则发送状态报告信息及警告信息至系统监控节点。
8.根据权利要求7所述的一种加强分布式存储系统可靠性的方法，其特征在于，所述的警告信息包括存储节点的地址及对应的备份节点的地址，还包括未成功发送反馈信号的存储节点的地址或未成功发送反馈信号的备份节点的地址。
9.根据权利要求1所述的一种加强分布式存储系统可靠性的方法，其特征在于，所述的存储节点的数据存储方式包括数据块存储方式和/或文件存储方式。
10.根据权利要求9所述的一种加强分布式存储系统可靠性的方法，其特征在于，所述的步骤S3中，所述的日志信息包括更新时间及数据大小，还包括数据块的起始地址和/或文件的起始地址。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |