CN108897561B - 一种数据存储方法及存储系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种数据存储方法，用于使用容器技术实现存储功能，当存储系统添加新功能或升级已有功能的功能特性时，与现有技术相比降低了对其他功能的影响。本申请实施例方法包括：获取功能指令；根据所述功能指令生成对应的第一容器镜像；获取存储指令；根据所述存储指令和所述第一容器镜像在所述底层操作系统上，通过对应的第一容器执行目标功能。

Description

一种数据存储方法及存储系统

技术领域

本申请涉及存储领域，尤其涉及一种数据存储方法及存储系统。

背景技术

存储系统由基础硬件设施和底层操作系统构成，底层操作系统基于基础硬件设施对外提供各项存储功能。

在现有的存储系统中，存储系统的各个功能都在底层操作系统运行，当存储系统中需要添加新功能或者升级已有功能的功能特性时，需要整体升级整个底层操作系统。而升级整个底层操作系统的过程涉及到例如存储数据备份和恢复等业务操作，这些操作需要耗费大量时间和资源，从而影响到底层操作系统上一些其他功能的正常运行。

因此，当存储系统中需要添加新功能或者升级已有功能的功能特性时，如何不影响其他功能的正常运行是一个亟需解决的问题。

发明内容

本申请实施例提供了一种数据存储方法，用于使用容器技术实现存储系统提供的功能，从而在存储系统升级已有功能或添加新功能时，降低对存储系统中其他功能的影响。

第一方面，本申请实施例提供了一种数据存储方法，该方法应用于存储系统，该存储系统包括底层操作系统和容器，可以包括：

获取功能指令；

根据该功能指令生成对应的第一容器镜像；

获取存储指令；

根据该存储指令和该第一容器镜像在该底层操作系统上，通过对应的第一容器执行目标功能。

可选的，在本申请的一些实施例中，根据该存储指令和该第一容器镜像在该底层操作系统上，通过对应的第一容器执行目标功能之前，该方法还可以包括：

若该功能指令指示该存储系统进行功能升级，则删除已存在的与该功能指令对应的第二容器镜像，并保存该第一容器镜像，其中，该第二容器镜像对应的功能小于该第一容器镜像对应的功能。

可选的，在本申请的一些实施例中，根据该存储指令和该第一容器镜像在该底层操作系统上，通过对应的第一容器执行目标功能之前，该方法还可以包括：

若该功能指令指示该存储系统进行功能添加，则保存该第一容器镜像。

可选的，在本申请的一些实施例中，该目标功能包括存储池服务、卷服务、快照服务、目标target服务、网络附加存储(network attached storage，NAS)中的通用网络文件系统(common internet file system，CIFS)CIFS/网络文件系统(network file system，NFS)服务、文件目录服务、目录快照或权限认证服务。

可选的，在本申请的一些实施例中，该方法还可以包括：

根据该功能指令，生成对应的目录、快照服务。

第二方面，本申请实施例提供了一种存储系统，该存储系统包括底层操作系统和容器，可以包括：

获取模块，用于获取功能指令；

生成模块，用于根据该功能指令生成对应的第一容器镜像；

该获取模块，还用于获取存储指令；

执行模块，用于根据该存储指令和该第一容器镜像在该底层操作系统上，通过对应的第一容器执行目标功能。

可选的，在本申请的一些实施例中，该存储系统还可以包括：

处理模块，用于若该功能指令指示该存储系统进行功能升级，则删除已存在的与该功能指令对应的第二容器镜像，并保存该第一容器镜像，其中，该第二容器镜像对应的功能小于该第一容器镜像对应的功能。

可选的，在本申请的一些实施例中，该存储系统还可以包括：

保存模块，用于若该功能指令指示该存储系统进行功能添加，则保存该第一容器镜像。

可选的，在本申请的一些实施例中，该目标功能包括存储池服务、卷服务、快照服务、target服务、NAS中的CIFS/NFS服务、文件目录服务、目录快照或权限认证服务。

可选的，在本申请的一些实施例中，

该生成模块，还用于根据该功能指令，生成对应的目录、快照服务。

第三方面，本申请实施例提供一种计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如前述第一方面及任一可选实现方式中所述的方法。

第四方面，本申请实施例提供一种计算机存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如前述第一方面及任一可选实现方式中所述的方法。

从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：

本实施例利用容器技术在存储系统上部署存储系统功能对应的容器镜像，通过运行功能对应的容器镜像从而实现该存储系统的功能。当存储系统中需要添加新功能时，只需要添加新功能对应的容器镜像，就可以实现新功能的精确提供；当存储系统中需要升级已有功能的功能特性时，只需要生成新功能特性对应的容器镜像并替换已有功能的容器镜像，就可以实现已有功能的精准升级。

由于容器技术的特性，容器镜像具有运行时互不影响且生成和运行时消耗的系统资源较少的特点。因而通过容器镜像来实现存储系统的功能，当需要进行添加、升级或修复存储系统的某一功能时，将现有技术存储系统升级整个底层操作系统的操作，改变为存储系统对添加、升级或修复的功能对应的容器镜像的操作，与现有技术相比较，降低了对存储系统中其他功能的影响程度。

附图说明

图1为本申请实施例中存储系统的系统架构示意图；

图2为本申请实施例中数据存储方法的一个实施例示意图；

图3为本申请实施例中数据存储方法的另一个实施例示意图；

图4为本申请实施例中存储系统的一个实施例示意图；

图5为本申请实施例中存储系统的另一个实施例示意图；

图6为本申请实施例中存储系统的另一个实施例示意图；

图7为本申请实施例中存储系统的另一个实施例示意图。

具体实施方式

在现有的存储系统中，存储系统可以是一个单独的存储设备，也可以是集群构成的存储系统，也可以是芯片，也可以是其他的实现方式，具体不做限定。

其中，存储系统可以包括基础硬件设施和底层操作系统。底层操作系统基于基础硬件设施对外提供各项存储功能。基础硬件设施包括基础的处理器、内存、主板等，板卡类：磁盘阵列SAS卡，冗余磁盘阵列(redundant array of independent disks，raid)卡等，还有就是核心的磁盘，外接端口。其中，存储系统的功能可以分为基础服务和高级服务。基础服务包括各类驱动、平台和输入输出(input/output，I/O)端口管理等，高级服务包括存储池服务，卷服务，快照服务，target服务，NAS中的CIFS/NFS服务，文件目录服务，目录快照，权限认证服务等。

容器技术又称为容器虚拟化技术，该方法通过在存储系统中部署容器，在容器提供的环境下，将应用以及应用的依赖包打包成一个可移植的容器镜像，从而通过运行该容器镜像，实现该应用所提供的功能。

其中，容器，或称为容器引擎，是轻量级的操作系统级虚拟化，采用沙盒机制运行，可实现的功能和运行机制与虚拟机类似，但相比较虚拟机更轻量化，并且资源利用更高效。在使用容器技术实现应用对应的功能时，容器为功能对应的容器镜像提供一个虚拟的运行环境，容器镜像可以很容易地在机器和数据中心中运行，几乎没有性能开销。

本实施例提供了一种数据存储方法，用于使用容器技术实现存储系统提供的功能，从而在存储系统升级已有功能或添加新功能时，降低对存储系统中其他功能的影响。该方法应用于存储系统，其中，该存储系统包括底层操作系统和容器，该存储系统的系统架构如图1所示。厂家制造出存储设备后，在该存储设备的存储系统部署与其存储架构对应的容器，并根据存储系统可提供的功能设置了各功能对应的容器镜像。

其中，底层操作系统架设在存储系统的基础硬件上，负责与磁盘，外接端口以及各类板卡等底层硬件设备交互，其中外接端口包括光纤通道(fibre channel，FC)端口、网卡(network interface card，NIC)端口，并在基础硬件上提供容器镜像的运行环境和负责承载运行各个容器镜像服务。

存储系统的架构可以分为NAS存储、存储区域网络(storage area network，SAN)与对象存储。在存储系统中根据存储系统的架构部署容器时，可根据需求全部部署也可以部署其中一个。

当需要实现某一目标功能时，底层操作系统调用该目标功能对应的容器镜像，在容器提供的运行环境中运行该容器镜像，实现该目标功能。

需要说明的是，由于存储系统提供的功能存在升级、修复或者添加情况，因此，当利用容器技术实现某一功能时，就需要对该功能对应的容器镜像升级、修复或者添加。在本实施例中，存储系统的功能在升级和修复情况下的步骤类似，与添加新的功能情况下的步骤不同，下面就以存储系统的功能升级/修复情况下和存储功能添加情况下分别进行说明：

一、存储系统的功能升级/修复情况下

下面具体参照图2，图2为本申请实施例中数据存储方法的一个实施例示意图，可以包括：

201、存储系统获取功能指令。

本实施例中，在实际应用中，当需要存储系统对已有的功能进行升级或者修复时，存储系统获取功能指令。其中，功能的升级或修复是指对已有功能的功能特性进行升级或修复，例如提高该功能的数据输入输出速率，提高该功能的数据处理时间等。该功能指令用于指示存储系统对已有的功能进行升级或者进行修复。其中，存储系统获取该功能指令可能有多种方式，可以自生成也可以通过其他端获取。当存储系统通过其他端获取时，可以通过红外线、通用串行总线(universal serial bus，USB)、无线保真(wireless-fidelity，WIFI)或语音等途径。具体存储系统获取功能指令采用哪一种方式，本实施例不做限定。

202、存储系统根据功能指令生成对应的第一容器镜像。

本实施例中，功能指令功能指令中携带有需要升级或修复的功能所需要的组件信息，存储系统获取该功能指令后，根据携带的组件信息生成升级或修复后的功能对应的第一容器镜像。

需要说明的是，该功能指令也可以携带升级或修复的功能中的功能特性信息，存储系统获取该功能指令后，根据该功能特性信息从系统中确定对应的组件信息，根据该组件信息生成调整后的功能对应的第一容器镜像。

在实际应用中，生成第一容器镜像也可以是其他的实现方式，本申请实施例不做具体限定。

可选的，在本申请的一些实施例中，存储系统还可以根据上述功能指令生成与功能相关的目录与快照服务。即存储系统可从获取的功能指令中提取出相关目录、快照服务信息，从而利用这些信息生成与该功能指令所对应的功能相关的目录、快照服务。

203、存储系统删除第二容器镜像。

本实施例中，在存储系统删除底层操作系统中已存在的第二容器镜像之前，存储系统需要先确定第二容器镜像。

存储系统可以根据获取的功能指令确定该功能指令对应的功能的标识，该标识可能是对应的功能的名称或者其在底层操作系统中的代号，从而存储系统根据该标识从底层操作系统中查找与该标识对应的已存在的第二容器镜像。

此外，存储系统也可以通过提取第一容器镜像的标识，通过该标识在底层操作系统中查找确定该标识相同的第二容器镜像。

当确定第二容器镜像之后，存储系统在缓存中查找该第二容器镜像对应的相关数据，进行备份，并删除该第二容器镜像。

需要说明的是，步骤202与步骤203没有必然的执行顺序，可以先执行步骤202，再执行203，也可以先执行203，再执行202，或者同时执行，具体次序本实施例不做限定。

204、存储系统保存第一容器镜像。

本实施例中，当存储系统生成第一容器镜像后，存储系统重新确立该第一重启镜像与第二容器镜像对应的该功能的关系，并保存该第一容器镜像。

205、存储系统获取存储指令。

本实施例中，每一种功能都具有特定的存储指令，该存储指令用于指示存储系统提供对应的目标功能，例如存储池服务，卷服务，快照服务，target服务，NAS中的CIFS/NFS服务，文件目录服务，目录快照，权限认证服务等，每一种服务对应有其存储指令。其中，存储系统获取存储指令可能有多种方式，可以自生成也可以通过其他端获取。当存储系统通过其他端获取时，可以通过红外线、USB接口、WIFI或语音等方式。具体存储系统获取存储指令采用哪一种方式，本实施例不做限定。

206、存储系统根据存储指令和第一容器镜像在底层操作系统上，通过对应的第一容器执行目标功能。

本实施例中，存储系统根据该存储指令调用第一容器镜像，在底层操作系统上运行该第一容器镜像，从而提供相关的服务。

存储系统获取到存储指令后，存储系统会提取存储指令的功能标识，并根据该功能标识识别出该存储指令需要提供的服务。该功能标识可以为功能的名称或者其在系统中的代号。

从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：

本实施例提供了一种数据存储方法，当存储系统需要升级或者修复已有功能的功能特性时，存储系统只需要生成升级或者修复已有功能对应的容器镜像并替换已有功能的容器镜像，就可以实现已有功能的精准升级。即，将升级存储存储系统的整个底层操作系统的操作，改变为对功能对应的容器镜像的操作。由于容器技术的特性，容器镜像具有运行时互不影响且生成和运行时消耗系统资源较少的特点，因而通过容器镜像来实现存储系统的功能，当需要进行在存储系统升级或修复某一已有功能时，与现有技术对比降低了对存储系统其他功能的影响程度。

二、存储系统的功能添加情况下

下面具体参照图3，图3为本申请实施例中数据存储方法的另一个实施例示意图，可以包括：

301、存储系统获取功能指令。

本实施例中，在实际应用中，当存储系统需要添加新功能时，存储系统获取功能指令。其中，添加新功能例如可以是SAN存储添加新的NAS功能，或者添加新的卷服务，可以同时添加多个或添加一个功能，具体添加的新功能和添加方式此处不做限定。其中，获取该功能指令可以有多种方式，可以自生成也可以通过其他端获取。获取功能指令的方式与前述图2实施例中步骤201类似，此处不再赘述。

302、存储系统根据功能指令生成对应的第一容器镜像。

步骤302与步骤前述图2所示实施例中的步骤202类似，此处不再赘述。

303、存储系统保存第一容器镜像。

304、存储系统获取存储指令。

305、存储系统根据存储指令和第一容器镜像在底层操作系统上，通过对应的第一容器执行目标功能。

步骤303至步骤305与前述图2所示实施例中的步骤204至步骤206类似，此处不再赘述。

从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：

本实施例提供了一种数据存储方法，当存储系统需要添加新功能时，存储系统只需要添加新功能对应的容器镜像，就可以实现新功能的精确提供。即，将升级存储存储系统的整个底层操作系统的操作，改变为对功能对应的容器镜像的操作。由于容器镜像具有运行时互不影响且生成和运行时消耗系统资源较少的特点，因而通过容器镜像来实现存储系统的功能，当需要进行在存储系统添加某一功能时，与现有技术对比降低了对存储系统中其他功能的影响程度。

上述技术方案中对本申请实施例中的数据存储方法进行了说明，下面对存储系统进行说明。本技术方案中，具体参照图4，图4为本申请实施例中存储系统的一个实施例示意图，可以包括：

获取模块401，用于获取功能指令；

生成模块402，用于根据该功能指令生成对应的第一容器镜像；

该获取模块401，还用于获取存储指令；

执行模块403，用于根据该存储指令和该第一容器镜像在该底层操作系统上，通过对应的第一容器执行目标功能。

可选的，在本申请的一些实施例中，具体参照图5，图5为本申请实施例中存储系统的另一个实施例示意图，该存储系统还可以包括：

处理模块404，用于若该功能指令指示该存储系统进行功能升级，则删除已存在的与该功能指令对应的第二容器镜像，并保存该第一容器镜像，其中，该第二容器镜像对应的功能小于该第一容器镜像对应的功能。

可选的，在本申请的一些实施例中，具体参照图6，图6为本申请实施例中存储系统的另一个实施例示意图，该存储系统还可以包括：

保存模块405，用于若该功能指令指示该存储系统进行功能添加，则保存该第一容器镜像。

可选的，在本申请的一些实施例中，该目标功能包括存储池服务、卷服务、快照服务、target服务、NAS中的CIFS/NFS服务、文件目录服务、目录快照或权限认证服务。

可选的，在本申请的一些实施例中，

该生成模块402，还用于根据该功能指令，生成对应的目录、快照服务。

从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：

本实施例提供了一种存储系统，该存储系统包括底层操作系统和容器，该存储系统通过运行功能对应的容器镜像从而实现该存储系统的功能。当存储系统中需要添加新功能时，只需要添加新功能对应的容器镜像，就可以实现新功能的精确提供；当存储系统中需要升级或修复已有功能的功能特性时，只需要生成新功能特性对应的容器镜像并替换已有功能的容器镜像，就可以实现已有功能的精准升级。

由于容器技术的特性，容器镜像具有运行时互不影响且生成和运行时消耗的系统资源较少的特点。因而通过容器镜像来实现存储系统的功能，当需要进行添加、升级或修复存储系统的某一功能时，存储系统将现有技术存储系统升级整个底层操作系统的操作，改变为存储系统对添加、升级或修复的功能对应的容器镜像的操作，与现有技术相比较，降低了对存储系统中其他功能的影响程度。

本申请实施例中还提供一种存储系统，如图7所示，图7为本申请实施例中存储系统的另一个实施例示意图。该存储系统可以包括：处理器701、存储器702和输入/输出设备703。

输入/输出设备703用于接收或发送指令；

该存储器702用于存储指令；

该处理器701用于执行该存储器702中的该指令，使得该存储系统执行如前述图2或图3所示实施例及任一可选实现方式中所述的方法。

本申请实施例中还提供一种计算机存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如前述图2或图3所示实施例及任一可选实现方式中描述的方法。

本申请实施例中还提供一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如前述图2或图3所示实施例及任一可选实现方式中描述的方法。

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，装置和单元的具体工作过程，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，所述单元的划分，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，例如多个单元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，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元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单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元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，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述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(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种数据存储方法，其特征在于，所述方法应用于存储系统，所述存储系统包括底层操作系统和容器，所述方法包括：

获取功能指令；

根据所述功能指令生成对应的第一容器镜像；

获取存储指令；

根据所述存储指令和所述第一容器镜像在所述底层操作系统上，通过对应的第一容器执行目标功能；

所述根据所述存储指令和所述第一容器镜像在所述底层操作系统上，通过对应的第一容器执行目标功能之前，所述方法还包括：

若所述功能指令指示所述存储系统进行功能升级，则删除已存在的与所述功能指令对应的第二容器镜像，并保存所述第一容器镜像，其中，所述第二容器镜像对应的功能小于所述第一容器镜像对应的功能。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述存储指令和所述第一容器镜像在所述底层操作系统上，通过对应的第一容器执行目标功能之前，所述方法还包括：

若所述功能指令指示所述存储系统进行功能添加，则保存所述第一容器镜像。

3.根据权利要求1-2任一项所述的方法，其特征在于，所述目标功能包括存储池服务、卷服务、快照服务、目标服务、网络附加存储中的通用网络文件系统、网络文件系统服务、文件目录服务、目录快照服务，或，权限认证服务。

4.根据权利要求1-2任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述功能指令，生成对应的目录、快照服务。

5.一种存储系统，其特征在于，所述存储系统包括底层操作系统和容器，所述存储系统包括：

获取模块，用于获取功能指令；

生成模块，用于根据所述功能指令生成对应的第一容器镜像；

所述获取模块，还用于获取存储指令；

执行模块，用于根据所述存储指令和所述第一容器镜像在所述底层操作系统上，通过对应的第一容器执行目标功能；

处理模块，用于若所述功能指令指示所述存储系统进行功能升级，则删除已存在的与所述功能指令对应的第二容器镜像，并保存所述第一容器镜像，其中，所述第二容器镜像对应的功能小于所述第一容器镜像对应的功能。

6.根据权利要求5所述的存储系统，其特征在于，所述存储系统还包括：

保存模块，用于若所述功能指令指示所述存储系统进行功能添加，则保存所述第一容器镜像。

7.根据权利要求5-6任一项所述的存储系统，其特征在于，所述目标功能包括存储池服务、卷服务、快照服务、目标服务、网络附加存储中的通用网络文件系统、网络文件系统服务、文件目录服务、目录快照服务，或，权限认证服务。

8.根据权利要求5-6任一项所述的存储系统，其特征在于，

所述生成模块，还用于根据所述功能指令，生成对应的目录、快照服务。

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