CN109344136A - 一种共享文件系统的访问方法、装置及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种共享文件系统的访问方法，在各个节点预访问共享文件系统时，只有为各节点的预访问进程分配了锁模式后，才允许各个节点访问共享文件系统，避免了共享文件系统中的数据块遭到恶意访问时引起数据泄露，共享文件系统中的数据的安全性较高，且避免了各个节点都访问共享文件系统时造成共享文件系统的访问量过大的问题，对应的，也就无须采用I/O性能较高的硬件，节省了费用成本。此外，本发明还公开了一种共享文件系统的访问装置和设备，效果如上。

Description

一种共享文件系统的访问方法、装置及设备

技术领域

本发明涉及存储领域，特别涉及一种共享文件系统的访问方法、装置及设备。

背景技术

一些情况下用户希望两台计算机之间的文件系统能够更加紧密地结合在一起，让一台主机上的用户可以像使用本机的文件系统一样使用另一台主机的文件系统，这种功能可以通过共享文件系统来实现。

共享存储型文件系统是多台计算机可以识别同一个存储空间，并相互协调共同管理该存储空间的文件，所以又被简称为共享文件系统。目前各个节点在并行访问共享文件系统的同一存储空间的同一数据块时，各个节点可以直接对同一数据块进行访问及操作，但是采用该种方法，一方面，各个节点直接对同一数据块进行访问及操作，在共享文件系统中该数据块遭到恶意访问时很容易造成数据泄露或恶意篡改，共享文件系统中的数据的安全性较低。另一方面，当各个节点同时对共享文件系统中的数据块进行访问时，由于缺乏对各个节点访问共享文件系统时的进程管理，如此当各个节点都访问共享文件系统时会造成共享文件系统的访问量过大，因此，为了满足各节点对共享文件系统的访问要求，需要采用I/O性能较高的硬件，而采用I/O性能较高的硬件费用较高。

因此，如何控制各个节点访问共享文件系统，避免采用I/O性能较高的硬件而带来的高费用以及提高访问共享文件系统的安全性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种共享文件系统的访问方法、装置及设备，在共享文件系统的访问量过大的情况下，对各个节点进行了控制，节省了采用I/O性能高的硬件而带来的高费用问题和提高了访问共享文件系统的安全性。

为实现上述目的，本发明实施例提供了如下技术方案：

第一，本发明实施例提供了一种共享文件系统的访问方法，基于分布式锁管理器，包括：

获取预访问共享文件系统的节点的预访问进程；

依据所述预访问进程的类型为所述预访问进程分配锁模式；

检测所述预访问进程是否成功分配所述锁模式；

若成功分配所述锁模式，则允许所述预访问进程对所述共享文件系统进行与所述锁模式对应的访问操作；

若未成功分配所述锁模式，则不允许所述预访问进程对所述共享文件系统进行访问操作。

可选的，所述预访问进程具体包括：对所述共享文件系统进行读取操作的第一预访问进程、对所述共享文件系统进行开启操作的第二预访问进程或对所述共享文件系统进行写操作的第三预访问进程；

对应的，所述依据所述预访问进程的类型为所述预访问进程分配锁模式包括：

若所述预访问进程的类型为所述第一预访问进程或所述第二预访问进程，则为所述预访问进程分配共享锁；

若所述预访问进程的类型为所述第三预访问进程，则为所述预访问进程分配排他锁。

可选的，所述依据所述预访问进程的类型为所述预访问进程分配锁模式包括：

检测当前对所述共享文件系统进行访问的所有的访问进程中是否存在与所述预访问进程的类型相同的访问进程；

若是，则将所述预访问进程放入等待队列，直至与所述预访问进程的类型相同的访问进程释放锁模式后，将释放后的所述锁模式分配至所述预访问进程。

可选的，若所述预访问进程的类型为所述第三预访问进程，则为所述预访问进程分配排他锁包括：

检测当前对所述共享文件系统进行访问的所有访问进程中是否存在与所述第三预访问进程相同的目标访问进程；

若存在所述目标访问进程，则阻断所述目标访问进程继续访问所述共享文件系统以释放与所述目标访问进程对应的排他锁；

将所述目标访问进程释放后的排他锁分配至所述第三预访问进程。

可选的，所述允许所述预访问进程对所述共享文件系统进行与所述锁模式对应的访问操作具体包括：

确定与所述预访问进程对应的待访问数据块和预先定义的所述待访问数据块所在的资源群组；

允许所述预访问进程对所述资源群组进行访问；

其中，所述资源群组包含所述待访问数据块和其它数据块。

可选的，还包括：

对所述共享文件系统中的逻辑分区配置相应的日志文件；

利用所述日志文件记录相应的逻辑分区内的元数据更新操作。

可选的，还包括：

利用动态哈希表保存所述锁模式。

第二，本发明实施例提供了一种共享文件系统的访问装置，包括：

获取模块，用于获取预访问共享文件系统的节点的预访问进程；

分配模块，用于依据所述预访问进程的类型为所述预访问进程分配锁模式；

检测模块，用于检测所述预访问进程是否成功分配所述锁模式；若成功分配所述锁模式，则进入访问模块，若未成功分配所述锁模式，则不允许所述预访问进程对所述共享文件系统进行访问操作。

所述访问模块，用于允许所述预访问进程对所述共享文件系统进行与所述锁模式对应的访问操作。

可选的，还包括：

配置模块，用于对所述共享文件系统中的逻辑分区配置相应的日志文件；

记录模块，用于利用所述日志文件记录相应的逻辑分区内的元数据更新操作。

可选的，还包括：

存储模块，用于利用动态哈希表保存所述锁模式。

第三，本发明实施例提供了一种共享文件系统的访问设备，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述存储器中存储的计算机程序以实现以上任一种提到的共享文件系统的访问方法的步骤。

本发明实施例公开的一种共享文件系统的访问方法，在各个节点预访问共享文件系统时，并不允许各个节点直接访问共享文件系统，而是先根据各个节点的预访问进程的类型分配锁模式，只有为预访问进程成功分配锁模式的预访问进程才能进行与锁模式相对应的访问操作。当预访问进程未成功分配锁模式时，则不允许预访问进程对共享文件系统进行访问操作。因此，本方案对访问共享文件系统的节点进行了管控，只有为各节点的预访问进程分配了锁模式后，才允许各节点访问共享文件系统，避免了共享文件系统中的数据块遭到恶意访问时引起数据泄露，共享文件系统中的数据的安全性较高，且避免了各个节点都访问共享文件系统时造成共享文件系统的访问量过大的问题，对应的，也就无须采用I/O性能较高的硬件，节省了费用成本。此外，本发明实施例还公开了一种共享文件系统的访问装置和设备，效果如上。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明第一种实施例公开的一种共享文件系统的访问方法流程示意图；

图2为本发明实施例提供的一种步骤S102的具体实现方式流程示意图；

图3为本发明第二种实施例提供的一种共享文件系统的访问方法流程示意图；

图4为本发明第三种实施例提供的一种共享文件系统的访问方法流程示意图；

图5为本发明实施例公开的一种共享文件系统的访问装置结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种共享文件系统的访问设备结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种共享文件系统的访问方法、装置及设备，在共享文件系统的访问量过大的情况下，对各个节点进行了控制，节省了采用I/O性能高的硬件而带来的高费用问题和提高了访问共享文件系统的安全性。

本发明实施例中的共享文件系统可以基于后端SAN阵列，所有的节点可以共享同一个存储命名空间。本发明实施例需要解决的问题是如何控制各个节点对共享文件系统进行访问的访问进程，保证共享文件系统的可靠性。分布式锁(对应于本发明实施例中的锁模式)是保护共享文件系统中共享资源的一种简单、高效的常用机制，使用分布式锁管理器((Distributed Lock Manager，DLM)来同步各节点对共享文件系统中共享资源的使用，记录着哪个节点正在用哪种方式操作共享文件系统中的哪个数据，并负责协调解决各个节点间的竞争。将共享文件系统中的共享资源的最小单元定义为数据块，即各节点的访问进程只有获得某一数据块的访问锁之后，才可对共享文件系统中该数据块进行与其所持有的锁定义的权限内进行数据操作。

请参见图1，图1为本发明第一种实施例公开的一种共享文件系统的访问方法流程示意图，基于分布式锁管理器，该方法包括：

S101：获取访问共享文件系统的节点的预访问进程。

S102：依据预访问进程的类型为预访问进程分配锁模式。

具体的，本实施例中，预访问进程的类型分为：对共享文件系统进行读操作的第一预访问进程、对共享文件系统进行开启操作的第二预访问进程、对共享文件系统进行写操作的第三访问进程、对共享文件系统进行关闭操作的第四访问进程等等。对应的，锁模式包括共享锁和排他锁，持有共享锁的预访问进程可以对共享文件系统进行打开操作、读取操作和关闭操作，持有排他锁的预访问进程可以对共享文件系统进行写操作。因此，作为本发明可选的实施例，预访问进程具体包括：对共享文件系统进行读取操作的第一预访问进程，对共享文件系统进行开启操作的第二预访问进程或对共享文件系统进行写操作的第三预访问进程；

对应的，依据预访问进程的类型为预访问进程分配锁模式包括：

若预访问进程的类型为第一预访问进程和第二预访问进程，则为预访问进程分配共享锁；

若预访问进程的类型为第三预访问进程，则为预访问进程分配排他锁。

S103：检测预访问进程是否成功分配锁模式。若成功分配锁模式，则进入步骤S104，若未成功分配锁模式，则进入步骤S105。

具体的，本实施例中，当此时访问共享文件系统的访问进程过多时，为了避免过多访问进程引起共享文件系统的访问量过大的问题，本发明实施例中限制了访问共享文件系统的访问进程的数量，具体体现在锁模式的数量。当访问共享文件系统的预访问进程过多时，则会存在不能成功分配锁模式的预访问进程。

S104：允许预访问进程对共享文件系统进行与锁模式对应的访问操作。

具体的，本实施例中，在预访问进程访问共享文件系统时，共享文件系统中包含海量数据块，如果某个节点访问共享文件系统中的某几个数据块时，需要发出与待访问数据块数量相同的预访问进程，如此过多的预访问进程也会影响整个共享文件系统的整体性能，为了解决此问题，本发明提供了一种可选的实施例，步骤S104包括：

确定与预访问进程对应的待访问数据块和预先定义的待访问数据块所在的资源群组。

允许预访问进程对资源群组进行访问。其中，资源群组包含待访问数据块和其他数据块。

具体的，本实施例中，将多个数据块作为一个资源组，资源组的大小可以根据实际情况确定，当某节点需要访问待访问数据块时，也可以访问待访问数据块所在的资源群组中的其他的数据块。

此外，当各节点对共享文件系统进行读写操作时，各节点将会需要更多的空闲块，本发明实施例中可以提前为各节点预留较多的空闲块，减小为各节点实时分配空闲块而引起的资源消耗。这是因为在存储阵列的容量快满时，提前预留空闲块可以避免多次从存储阵列中查找空闲块所耗费的时间和资源，提高了对共享文件系统进行读写操作的读写性能。

S105：不允许预访问进程对共享文件系统进行访问操作。

本发明第一种实施例提供的共享文件系统的访问方法，在各个节点预访问共享文件系统时，并不允许各个节点直接访问共享文件系统，而是先根据各个节点的预访问进程的类型分配锁模式，只有为预访问进程成功分配锁模式的预访问进程才能进行与锁模式相对应的访问操作。当预访问进程未成功分配锁模式时，则不允许预访问进程对共享文件系统进行访问操作。因此，本方案对访问共享文件系统的节点进行了管控，只有为各节点的预访问进程分配了锁模式后，才允许访问共享文件系统，避免了共享文件系统中的数据块遭到恶意访问时引起数据泄露，共享文件系统中的数据的安全性较高，且避免了各个节点都访问共享文件系统时造成共享文件系统的访问量过大的问题，对应的，也就无须采用I/O性能较高的硬件，节省了费用成本。

针对每种类型的访问进程，同时对共享文件系统进行访问的同种类型的访问进程可以限定为一个，避免同种类型的访问进程对共享文件进行访问操作时引起数据混乱的情况，因此本发明针对步骤S102提供了一种可选的实施方式，请参见图2，图2为本发明实施例提供的一种步骤S102的具体实现方式流程示意图，该方法包括：

S201：检测当前对共享文件系统进行访问的所有访问进程中是否存在与预访问进程的类型相同的访问进程。若是，则进入步骤S202。

S202：将预访问进程放入等待队列，直至与预访问进程的类型相同的访问进程释放锁模式后，将释放后的锁模式分配至预访问进程。

具体的，本实施例中，当同种类型的预访问进程数量为多个时，可以按照预访问进程的时间顺序或者优先级分配锁模式。作为本发明可选的实施例当预访问进程的类型为第三预访问进程(写操作)，则检测当前对共享文件系统进行访问的所有访问进程中是否存在与第三预访问进程相同的目标访问进程，若存在目标访问进程，则阻断目标访问进程继续访问共享文件系统以释放与目标访问进程对应的排他锁。即在当前访问共享文件系统的访问进程中，如果存在与预访问进程相同的访问进程时，此时，可以先阻断该目标访问进程，优先为预访问进程分配排他锁以使其对共享文件系统进行写操作。此外，当前访问共享文件系统的访问进程为读操作或关闭操作或开启操作时，访问进程也同时需要对共享文件系统进行写操作，可以优先申请排他锁，若当前访问共享文件系统的访问进程中存在与写操作对应的访问进程，可以先阻断当前与写操作对应的访问进程，释放排他锁分配至对共享文件系统进行读操作的访问进程同时进行写操作。

为了提高共享文件系统中元数据的可靠性，本发明在第一种实施例的基础上提供了第二种实施例，请参见图3，图3为本发明第二种实施例提供的一种共享文件系统的访问方法流程示意图，该方法还包括：

S301：对共享文件系统中的逻辑分区配置相应的日志文件。

S302：利用日志文件记录相应的逻辑分区内的元数据更新操作。

具体的，本实施例中，对于共享文件系统中的各个逻辑分区(逻辑分区的概念可以参见现有技术)，可以配置对应的日志文件，每个逻辑分区内的日志文件记录该逻辑分区内的元数据操作，日志文件以事务日志记录为单位，记录一个事务包含的所有元数据更新操作。为了便于查找元数据，可以建立元数据查找表，在元数据查找表中保存共享文件系统中的每个逻辑分区的日志文件的基本信息，日志文件的基本信息包括起始地址、结束地址以及最后一个检查点的位置信息，在每次执行检查点操作或者逻辑分区动态分裂/合并后，同步的将元数据查找表写入到本地的磁盘上，每个逻辑分区内设置一个日志文件，则共享文件系统中便存在多个日志文件，多个日志文件提高了共享文件系统中元数据更新操作的并行性。事务日志记录中的事务修改的元数据缓存项在内核的日志缓存中为其创建一条临时的日志条目，记录元数据缓存项的修改情况，并将元数据缓存项的引用计数值加一。当事务结束时，日志管理器将事务包含的所有临时日志条目提交到内核的日志缓存中，并在日志条目后追加一条事务提交日志作为事务结束标记，最后将事务日志记录的长度和当前时间戳记录在事务日志记录的头部。在内核的日志缓存中，记录了日志条目对应的元数据缓存项的指针，当日志缓存项被写入磁盘后，相应元数据缓存项的引用计数值减一，只有引用计数值为零的元数据缓存项才在必要的时候写入磁盘，保证了预写式日志语义。在事务日志记录被写入磁盘时，该事务对应的编号以及其在日志文件中的位置信息被记录在相应的元数据缓存结构中，这样可以保证在存储系统奔溃或断电的情况下，恢复所有元数据，提高了共享文件系统中元数据的可靠性。

为了针对共享文件系统的模式大小对应调整锁模式的保存方式，本发明提供了第三种实施例，请参见图4，图4为本发明第三种实施例提供的一种共享文件系统的访问方法流程示意图，该方法还包括：

S401：利用动态哈希表保存锁模式。

具体的，本实施例中，普通哈希表的规模是固定的，为了适应不同规模的共享文件系统，本发明实施例采用动态的、可扩展的、并行的哈希表替代原有的普通哈希表保存锁模式。在较大规模的共享文件系统在访问量较大时采用大的哈希表保存锁模式(包括共享锁和排他锁)，在较小规模的共享文件系统在访问量较小时采用小的哈希表保存锁模式。

请参见图5，图5为本发明实施例公开的一种共享文件系统的访问装置结构示意图，该装置包括：

获取模块501，用于获取预访问共享文件系统的节点的预访问进程；

分配模块502，用于依据预访问进程的类型为预访问进程分配锁模式；

检测模块503，用于检测预访问进程是否成功分配锁模式；若成功分配锁模式，则进入访问模块，若未成功分配锁模式，则不允许预访问进程对共享文件系统进行访问操作。

访问模块504，用于允许预访问进程对共享文件系统进行与锁模式对应的访问操作。

本发明实施例公开的一种共享文件系统的访问装置，在各个节点预访问共享文件系统时，并不允许各个节点直接访问共享文件系统，而是先根据各个节点的预访问进程的类型分配锁模式，只有为预访问进程成功分配锁模式的预访问进程才能进行与锁模式相对应的访问操作。当预访问进程未成功分配锁模式时，则不允许预访问进程对共享文件系统进行访问操作。因此，本方案对访问共享文件系统的节点进行了管控，只有为各节点的预访问进程分配了锁模式后，才允许访问共享文件系统，避免了共享文件系统中的数据块遭到恶意访问时引起数据泄露，共享文件系统中的数据的安全性较高，且避免了各个节点都访问共享文件系统时造成共享文件系统的访问量过大的问题，对应的，也就无须采用I/O性能较高的硬件，节省了费用成本。

基于上述实施例，作为可选的实施例，还包括：

配置模块，用于对共享文件系统中的逻辑分区配置相应的日志文件；

记录模块，用于利用日志文件记录相应的逻辑分区内的元数据更新操作。

基于上述实施例，作为可选的实施例，还包括：

存储模块，用于利用动态哈希表保存锁模式。

请参见图6，图6为本发明实施例提供的一种共享文件系统的访问设备结构示意图，包括：

存储器601，用于存储计算机程序；

处理器602，用于执行存储器中存储的计算机程序以实现以上任一实施例提到的共享文件系统的访问方法的步骤。

本实施例提供的一种共享文件系统的访问设备，由于可以通过处理器调用存储器存储的计算机程序，实现如上述任一实施例提供的共享文件系统的访问方法的步骤，所以本计算机可读存储介质具有同上述共享文件系统的访问方法同样的实际效果。

以上对本申请所提供的一种共享文件系统的访问方法、装置及设备进行了详细介绍。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。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

Claims (10)

1.一种共享文件系统的访问方法，其特征在于，基于分布式锁管理器，包括：

获取预访问共享文件系统的节点的预访问进程；

依据所述预访问进程的类型为所述预访问进程分配锁模式；

检测所述预访问进程是否成功分配所述锁模式；

若成功分配所述锁模式，则允许所述预访问进程对所述共享文件系统进行与所述锁模式对应的访问操作；

若未成功分配所述锁模式，则不允许所述预访问进程对所述共享文件系统进行访问操作。

2.根据权利要求1所述的共享文件系统的访问方法，其特征在于，所述预访问进程具体包括：对所述共享文件系统进行读取操作的第一预访问进程、对所述共享文件系统进行开启操作的第二预访问进程或对所述共享文件系统进行写操作的第三预访问进程；

对应的，所述依据所述预访问进程的类型为所述预访问进程分配锁模式包括：

若所述预访问进程的类型为所述第一预访问进程或所述第二预访问进程，则为所述预访问进程分配共享锁；

若所述预访问进程的类型为所述第三预访问进程，则为所述预访问进程分配排他锁。

3.根据权利要求2所述的共享文件系统的访问方法，其特征在于，所述依据所述预访问进程的类型为所述预访问进程分配锁模式包括：

检测当前对所述共享文件系统进行访问的所有的访问进程中是否存在与所述预访问进程的类型相同的访问进程；

若是，则将所述预访问进程放入等待队列，直至与所述预访问进程的类型相同的访问进程释放锁模式后，将释放后的所述锁模式分配至所述预访问进程。

4.根据权利要求2所述的共享文件系统的访问方法，其特征在于，若所述预访问进程的类型为所述第三预访问进程，则为所述预访问进程分配排他锁包括：

检测当前对所述共享文件系统进行访问的所有访问进程中是否存在与所述第三预访问进程相同的目标访问进程；

若存在所述目标访问进程，则阻断所述目标访问进程继续访问所述共享文件系统以释放与所述目标访问进程对应的排他锁；

将所述目标访问进程释放后的排他锁分配至所述第三预访问进程。

5.根据权利要求1所述的共享文件系统的访问方法，其特征在于，所述允许所述预访问进程对所述共享文件系统进行与所述锁模式对应的访问操作具体包括：

确定与所述预访问进程对应的待访问数据块和预先定义的所述待访问数据块所在的资源群组；

允许所述预访问进程对所述资源群组进行访问；

其中，所述资源群组包含所述待访问数据块和其它数据块。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的共享文件系统的访问方法，其特征在于，还包括：

对所述共享文件系统中的逻辑分区配置相应的日志文件；

利用所述日志文件记录相应的逻辑分区内的元数据更新操作。

7.根据权利要求1-5任意一项所述的共享文件系统的访问方法，其特征在于，还包括：

利用动态哈希表保存所述锁模式。

8.一种共享文件系统的访问装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取预访问共享文件系统的节点的预访问进程；

分配模块，用于依据所述预访问进程的类型为所述预访问进程分配锁模式；

检测模块，用于检测所述预访问进程是否成功分配所述锁模式；若成功分配所述锁模式，则进入访问模块，若未成功分配所述锁模式，则不允许所述预访问进程对所述共享文件系统进行访问操作；

所述访问模块，用于允许所述预访问进程对所述共享文件系统进行与所述锁模式对应的访问操作。

9.根据权利要求8所述的共享文件系统的访问装置，其特征在于，还包括：

配置模块，用于对所述共享文件系统中的逻辑分区配置相应的日志文件；

记录模块，用于利用所述日志文件记录相应的逻辑分区内的元数据更新操作。

10.一种共享文件系统的访问设备，其特征在于，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述存储器中存储的计算机程序以实现如权利要求1至7任一项所述的共享文件系统的访问方法的步骤。