CN109739823A - 一种搭建并行文件系统的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种搭建并行文件系统的方法，包括如下步骤：S1、在多个计算节点中的每个计算节点上创建临时文件系统；S2、根据所述临时文件系统创建所述计算节点的内存目录；以及S3、基于所述内存目录由所述多个计算节点创建并行文件系统。本发明还公开了一种搭建并行文件系统的计算机设备和可读存储介质。本发明提出的搭建并行文件系统的方法及装置可以基于计算节点的内存创建并行文件系统，并可以利用计算节点额外的内存做成统一命名空间。

Description

一种搭建并行文件系统的方法及装置

技术领域

本发明涉及文件系统领域，更具体地，特别是指一种搭建并行文件系统的方法及装置。

背景技术

高性能计算(High performance computing，缩写HPC)指通常使用很多处理器(作为单个机器的一部分)或者某一集群中组织的几台计算机(作为单个计算资源操作)的计算系统和环境。有许多类型的HPC系统，其范围从标准计算机的大型集群，到高度专用的硬件。大多数基于集群的HPC系统使用高性能网络互连，比如那些来自InfiniBand或Myrinet的网络互连。基本的网络拓扑和组织可以使用一个简单的总线拓扑，在性能很高的环境中，网状网络系统在主机之间提供较短的潜伏期，所以可改善总体网络性能和传输速率。

目前常用的分布式缓存方案，主要指缓存用户经常访问数据的缓存，数据源为数据库。一般起到热点数据访问和减轻数据库压力的作用。在高性能计算中，数据源为各种高性能计算的应用程序产生的数据。这种数据数据类型复杂，一般存放在专用的并行文件系统上面。因此，现有的分布式缓存方案不适用于高性能计算应用场景。单一并行文件系统方案搭建复杂，投资成本高，性能不能满足需求。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提出一种将计算节点的内存组成统一的目录，基于内存构建并行文件系统的方法，并能够利用计算节点的额外内存做成统一命名空间。

基于上述目的，本发明实施例的一方面提供了一种搭建并行文件系统的方法，包括如下步骤：S1、在多个计算节点中的每个计算节点上创建临时文件系统；S2、根据所述临时文件系统创建所述计算节点的内存目录；以及S3、基于所述内存目录由该多个计算节点创建并行文件系统。

在一些实施方式中，多个计算节点通过网络连接。

在一些实施方式中，临时文件系统为tmpfs文件系统。

在一些实施方式中，内存目录配置用于利用计算节点的内存。

在一些实施方式中，步骤S3包括：预先设置主机名称。

在一些实施方式中，步骤S3还包括：编写计算节点列表，每个计算节点对应一个预先设置的主机名称。

在一些实施方式中，步骤S3还包括：将该多个计算节点配置为使其中任意一个计算节点都能与其他计算节点进行通信。

在一些实施方式中，并行文件系统包括BeeOND文件系统。

本发明实施例的另一方面，还提供了一种计算机设备，包括：至少一个处理器；以及存储器，所述存储器存储有可在所述处理器上运行的计算机指令，所述指令在被处理器运行时执行上述的方法。

本发明实施例的另一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时执行上述的方法。

本发明具有以下有益技术效果：可以将计算节点的内存组成统一的目录，基于计算节点的内存构建并行文件系统，并能够利用节点额外的内存做成统一命名空间。

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实施例。

图1为本发明提供的搭建并行文件系统的方法的实施例的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。

需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

并行文件系统是应用于多机环境的网络文件系统，多台主机上并行读写一套文件系统，每个主机有单独的CPU和内存，单个数据采用分条等形式存放于不同的I/O节点之上，支持多机多个进程的并发存取，并提供单一的目录空间。在此模式下，所有主机均可通过本机I/O对所有的文件进行读写操作。现有的并行文件系统通常是基于计算节点的磁盘进行构建，难以充分利用计算节点的内存。

基于上述目的，本发明实施例的第一个方面，提出了一种搭建并行文件系统的方法的实施例。图1示出的是搭建并行文件系统的方法的实施例的流程图，如图1所示，本发明实施例包括如下步骤：

S1、在多个计算节点中的每个计算节点上创建临时文件系统；

S2、根据所述临时文件系统创建所述计算节点的内存目录；以及

S3、基于所述内存目录由该多个计算节点创建并行文件系统。

在多个高性能计算节点上，根据实际需要创建临时文件系统，从而可以形成多个临时文件系统，这些临时文件系统可以相同或相似。这多个计算节点可以通过网络连接。在本实施例中，临时文件系统可以是tmpfs文件系统，但是，这并不是对临时文件系统的限制，在其他实施例中，临时文件系统也可以采用其他的文件系统。

Tmpfs是一种基于内存的文件系统，它和虚拟磁盘ramdisk比较类似。Tmpfs是一个文件系统，进行了安装之后就可以使用，而且，使用一个简单的命令就可以创建tmpfs文件系统，例如本实施例中可以采用如下命令创建tmpfs文件系统：

mount-t tmpfs-o size＝1G tmpfs/mnt/mytmpfs

上述命令中，t代表的是类型，也即是表示要挂载的是一个tmpfs系统；o表示选项，size＝1G表示大小是1G。/mnt/mytmpfs最初只有很小的空间，但随着文件的复制和创建，tmpfs文件系统的驱动程序会分配更多的虚拟内存(VM)，并按照需求动态的增加文件系统的空间，当/mnt/mytmpfs中的文件被删除时，tmpfs文件系统的驱动程序会动态的减小文件系统并释放VM资源，这样做可以将VM返回到循环中以供系统中其它部分按需使用。

在构建了tmpfs文件系统后，会基于计算节点的内存创建内存目录，该内存目录配置用于利用计算节点的内存。在上述节点中，基于该内存目录可以创建并行文件系统。

根据优选的实施例，并行文件系统可以是BeeOND文件系统。BeeOND(BeeGFS OnDemand)是用来创建一个或多个BeeGFS实例来满足云环境中临时工作文件系统的需求。下面以BeeOND为例来说明创建并行文件系统的过程，当然，本领域技术人员应当知道，BeeOND不是对并行文件系统的具体限定，在其他的实施例中，并行文件系统可以是其它文件系统。

首先，可以安装BeeOND软件包，通过简单的命令就能够实现对于BeeOND软件包的安装。例如，本实施例中通过如下命令安装BeeOND软件包：

yuminstall beeond

上述命令中yum install表示安装，当然，这表示的是手动安装，在找到BeeOND安装包之后，系统会询问Is this OK[y/d/n]，需要用户手动进行选择，但是如果采用yum-yinstall beeond这样的命令，在找到BeeOND安装包之后，系统会自动安装，不需要用户手动选择。

在安装了BeeOND软件包之后，可以对计算节点进行配置，例如可以在任意一个计算节点配置该节点到其他节点的SSH等效性。SSH(Secure Shell)表示安全外壳协议，配置了SSH等效性后节点之间可以互相登录，也可以进行通信。

可以预先在/etc/hosts文件中配置好主机的名称，例如可以是cu01、cu02……有多少个计算节点就可以预先配置好多少个主机的名称，例如一共有19个节点，可以预先配置好cu01、cu02……cu19。然后编写BeeOND的节点列表nodelist，该节点列表中每一行配置一个主机名称，将主机名称和节点进行对应。

可以在计算节点运行如下命令启动BeeOND功能：

[root@cu01beegfs]#beeond start-n nodelist-d/data/beeond-c/mnt/beeond

默认配置下BeeOND只启用一个元数据数据(metadata data)，其他为存储数据(storage data)。可通过如下命令查询具体的BeeOND配置：

[root@cu01beegfs]#beegfs-df-p/mnt/beeond/

当需要关闭BeeOND功能时可以运行如下命令：

beeond stop-n nodelist-P-L–d

上述操作同时也可以删除历史数据。

本发明将计算节点的内存组成统一的目录，利用BeeOND功能搭建并行文件系统，并且可以利用计算节点额外的内存做成统一的命名空间。

需要特别指出的是，上述搭建并行文件系统的方法的各个实施例中的各个步骤均可以相互交叉、替换、增加、删减，因此，这些合理的排列组合变换之于搭建并行文件系统的方法也应当属于本发明的保护范围，并且不应将本发明的保护范围局限在实施例之上。

基于上述目的，本发明实施例的第二个方面，提出了一种搭建并行文件系统的计算机设备的实施例。计算机设备的实施例包括：至少一个处理器；以及存储器，所述存储器存储有可在所述处理器上运行的计算机指令，所述指令在被处理器运行时执行上述的方法。

需要特别指出的是，上述搭建并行文件系统的装置的实施例采用了上述搭建并行文件系统的方法的实施例来具体说明各模块的工作过程，本领域技术人员能够很容易想到，将这些模块应用到上述搭建并行文件系统的方法的其他实施例中。当然，由于上述搭建并行文件系统的方法实施例中的各个步骤均可以相互交叉、替换、增加、删减，因此，这些合理的排列组合变换之于上述搭建并行文件系统的装置也应当属于本发明的保护范围，并且不应将本发明的保护范围局限在上述实施例之上。另外，上述各个模块之间均可以通信连接。

基于上述目的，本发明实施例的第三个方面，提出了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令可执行上述任意方法实施例中的搭建并行文件系统的方法与实现上述任意装置/系统实施例中的搭建并行文件系统的装置/系统。上述计算机可读存储介质的实施例，可以达到与之对应的前述任意方法与装置/系统实施例相同或者相类似的效果。

最后需要说明的是，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(ROM)或随机存储记忆体(RAM)等。上述计算机程序的实施例，可以达到与之对应的前述任意方法实施例相同或者相类似的效果。

此外，典型地，本发明实施例公开所述的装置、设备等可为各种电子终端设备，例如手机、个人数字助理(PDA)、平板电脑(PAD)、智能电视等，也可以是大型终端设备，如服务器等，因此本发明实施例公开的保护范围不应限定为某种特定类型的装置、设备。本发明实施例公开所述的客户端可以是以电子硬件、计算机软件或两者的组合形式应用于上述任意一种电子终端设备中。

此外，根据本发明实施例公开的方法还可以被实现为由CPU执行的计算机程序，该计算机程序可以存储在计算机可读存储介质中。在该计算机程序被CPU执行时，执行本发明实施例公开的方法中限定的上述功能。

此外，上述方法步骤以及系统单元也可以利用控制器以及用于存储使得控制器实现上述步骤或单元功能的计算机程序的计算机可读存储介质实现。

此外，应该明白的是，本文所述的计算机可读存储介质(例如，存储器)可以是易失性存储器或非易失性存储器，或者可以包括易失性存储器和非易失性存储器两者。作为例子而非限制性的，非易失性存储器可以包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦写可编程ROM(EEPROM)或快闪存储器。易失性存储器可以包括随机存取存储器(RAM)，该RAM可以充当外部高速缓存存储器。作为例子而非限制性的，RAM可以以多种形式获得，比如同步RAM(DRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据速率SDRAM(DDR SDRAM)、增强SDRAM(ESDRAM)、同步链路DRAM(SLDRAM)、以及直接Rambus RAM(DRRAM)。所公开的方面的存储设备意在包括但不限于这些和其它合适类型的存储器。

本领域技术人员还将明白的是，结合这里的公开所描述的各种示例性逻辑块、模块、电路和算法步骤可以被实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种可互换性，已经就各种示意性组件、方块、模块、电路和步骤的功能对其进行了一般性的描述。这种功能是被实现为软件还是被实现为硬件取决于具体应用以及施加给整个系统的设计约束。本领域技术人员可以针对每种具体应用以各种方式来实现所述的功能，但是这种实现决定不应被解释为导致脱离本发明实施例公开的范围。

结合这里的公开所描述的各种示例性逻辑块、模块和电路可以利用被设计成用于执行这里所述功能的下列部件来实现或执行：通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立的硬件组件或者这些部件的任何组合。通用处理器可以是微处理器，但是可替换地，处理器可以是任何传统处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以被实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器结合DSP和/或任何其它这种配置。

结合这里的公开所描述的方法或算法的步骤可以直接包含在硬件中、由处理器执行的软件模块中或这两者的组合中。软件模块可以驻留在RAM存储器、快闪存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或本领域已知的任何其它形式的存储介质中。示例性的存储介质被耦合到处理器，使得处理器能够从该存储介质中读取信息或向该存储介质写入信息。在一个替换方案中，存储介质可以与处理器集成在一起。处理器和存储介质可以驻留在ASIC中。ASIC可以驻留在用户终端中。在一个替换方案中，处理器和存储介质可以作为分立组件驻留在用户终端中。

在一个或多个示例性设计中，所述功能可以在硬件、软件、固件或其任意组合中实现。如果在软件中实现，则可以将所述功能作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质上或通过计算机可读介质来传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，该通信介质包括有助于将计算机程序从一个位置传送到另一个位置的任何介质。存储介质可以是能够被通用或专用计算机访问的任何可用介质。作为例子而非限制性的，该计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储设备、磁盘存储设备或其它磁性存储设备，或者是可以用于携带或存储形式为指令或数据结构的所需程序代码并且能够被通用或专用计算机或者通用或专用处理器访问的任何其它介质。此外，任何连接都可以适当地称为计算机可读介质。例如，如果使用同轴线缆、光纤线缆、双绞线、数字用户线路(DSL)或诸如红外线、无线电和微波的无线技术来从网站、服务器或其它远程源发送软件，则上述同轴线缆、光纤线缆、双绞线、DSL或诸如红外线、无线电和微波的无线技术均包括在介质的定义。如这里所使用的，磁盘和光盘包括压缩盘(CD)、激光盘、光盘、数字多功能盘(DVD)、软盘、蓝光盘，其中磁盘通常磁性地再现数据，而光盘利用激光光学地再现数据。上述内容的组合也应当包括在计算机可读介质的范围内。

以上是本发明公开的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的本发明实施例公开的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。

应当理解的是，在本文中使用的，除非上下文清楚地支持例外情况，单数形式“一个”旨在也包括复数形式。还应当理解的是，在本文中使用的“和/或”是指包括一个或者一个以上相关联地列出的项目的任意和所有可能组合。

上述本发明实施例公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种搭建并行文件系统的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、在多个计算节点中的每个计算节点上创建临时文件系统；

S2、根据所述临时文件系统创建所述计算节点的内存目录；以及

S3、基于所述内存目录由所述多个计算节点创建并行文件系统。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个计算节点通过网络连接。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述临时文件系统为tmpfs文件系统。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述内存目录配置用于利用计算节点的内存。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤S3包括：预先设置主机名称。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤S3还包括：编写计算节点列表，每个计算节点对应一个预先设置的主机名称。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤S3还包括：将所述多个计算节点配置为使其中任意一个计算节点都能与其他计算节点进行通信。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于，所述并行文件系统包括BeeOND文件系统。

9.一种计算机设备，其特征在于，包括：

至少一个处理器；以及

存储器，所述存储器存储有可在所述处理器上运行的计算机指令，所述指令在被所述处理器运行时执行如权利要求1-8中任意一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时执行权利要求1-8任意一项所述的方法。