CN109933278A - 用于实现块设备挂载访问的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种用于实现块设备挂载访问的方法和装置，涉及云存储领域。通过利用预定框架实现一个只包括单一文件的文件系统，其中单一文件的大小固定；将单一文件通过回环设备挂载到本地以形成虚拟磁盘，其中在虚拟磁盘上指定固定大小的存储分块；将虚拟磁盘发布为块设备服务；将应用发送的访问请求发送给虚拟磁盘，以便利用虚拟磁盘中的对应分块与存储设备进行交互以实现访问操作。当存储设备为云存储设备时，可无需对现网进行大规模改造，将数据迁移到云存储上，克服了仅能提供文件系统接口访问后端存储的缺陷。

Description

用于实现块设备挂载访问的方法和装置

技术领域

本公开涉及云存储领域，特别涉及一种用于实现块设备挂载访问的方法和装置。

背景技术

随着大数据时代的到来，企业数据呈爆炸式增长，企业对存储容量的需求越来越大，存储环境越来越复杂，越来越多的企业开始尝试将数据迁移到云存储上。

企业现存应用系统的大部分存储是基于本地块设备的数据访问方法，而当前主流云存储提供的是基于RESTful接口的访问方法，这两种访问方法在接口上不兼容，使得企业现存应用系统难以将数据迁移到云存储上。

发明内容

本公开的实施例解决的一个技术问题是：以块设备为存储设备的现有数据访问方式与云存储方式不兼容，无法直接将现有数据迁移到云存储上。

根据本公开的一个或多个实施例的一个方面，提供一种用于实现块设备挂载访问的方法，包括：

利用预定框架实现一个只包括单一文件的文件系统，其中单一文件的大小固定；

将单一文件通过回环设备挂载到本地以形成虚拟磁盘，其中在虚拟磁盘上指定固定大小的存储分块；

将虚拟磁盘发布为块设备服务；

将应用发送的访问请求发送给虚拟磁盘，以便利用虚拟磁盘中的对应分块与存储设备进行交互以实现访问操作。

可选地，在访问请求为写请求的情况下，利用虚拟磁盘中的对应分块与存储设备进行交互以实现访问操作包括：

将写请求中包括的数据写入虚拟磁盘中的对应分块中；

利用对应分块的索引，将数据写入存储设备中的相应数据块中。

可选地，虚拟磁盘中的同一个分块能够对应多个应用的写请求。

可选地，在访问请求为读请求的情况下，利用虚拟磁盘中的对应分块与存储设备进行交互以实现访问操作包括：

根据读请求确定虚拟磁盘中的对应分块索引；

利用分块索引在存储设备中查询对应的数据块；

将查询到的数据块发送给应用。

可选地，通过ISCSI协议将虚拟磁盘发布为块设备服务。

根据本公开的一个或多个实施例的一个方面，提供一种用于实现块设备挂载访问的装置，包括：

文件系统实现模块，被配置为利用预定框架实现一个只包括单一文件的文件系统，其中单一文件的大小固定；

挂载模块，被配置为将单一文件通过回环设备挂载到本地以形成虚拟磁盘，其中在虚拟磁盘上指定固定大小的存储分块；

发布模块，被配置为将虚拟磁盘发布为块设备服务；

访问处理模块，被配置为将应用发送的访问请求发送给虚拟磁盘，以便利用虚拟磁盘中的对应分块与存储设备进行交互以实现访问操作。

可选地，访问处理模块被配置为在访问请求为写请求的情况下，将写请求中包括的数据写入虚拟磁盘中的对应分块中，利用对应分块的索引，将数据写入存储设备中的相应数据块中。

可选地，虚拟磁盘中的同一个分块能够对应多个应用的写请求。

可选地，访问处理模块被配置为在访问请求为读请求的情况下，根据读请求确定虚拟磁盘中的对应分块索引，利用分块索引在存储设备中查询对应的数据块，将查询到的数据块发送给应用。

可选地，通过ISCSI协议将虚拟磁盘发布为块设备服务。

根据本公开的一个或多个实施例的一个方面，提供一种用于实现块设备挂载访问的装置，包括：

存储器，被配置为存储指令；

处理器，耦合到存储器，处理器被配置为基于存储器存储的指令执行实现如上述任一实施例涉及的方法。

根据本公开的一个或多个实施例的一个方面，提供一种计算机可读存储介质，其中，计算机可读存储介质存储有计算机指令，指令被处理器执行时实现如上述任一实施例涉及的方法。

通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本公开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公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开一个实施例的用于实现块设备挂载访问的方法的示例性流程图。

图2为本公开另一个实施例的用于实现块设备挂载访问的方法的示例性流程图。

图3为本公开又一个实施例的用于实现块设备挂载访问的方法的示例性流程图。

图4为本公开一个实施例的用于实现块设备挂载访问的装置的示例性框图。

图5为本公开另一个实施例的用于实现块设备挂载访问的装置的示例性框图。

图6为现有文件系统框架示意图。

图7为本公开用于实现块设备挂载访问的系统框架示意图。

具体实施方式

下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开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公开一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

图1为本公开一个实施例的用于实现块设备挂载访问的方法的示例性流程图。其中：

步骤101，利用预定框架实现一个只包括单一文件的文件系统，其中单一文件的大小固定。

例如，可使用Fuse(Filesystem in Userspace，用户空间文件系统)框架或者其它具有类似功能的框架。

步骤102，将单一文件通过回环设备挂载到本地以形成虚拟磁盘，其中在虚拟磁盘上指定固定大小的存储分块。

可选地，还可对全部分块的索引、状态等元数据信息进行维护。

步骤103，将虚拟磁盘发布为块设备服务。

例如，可通过ISCSI(Internet Small Computer System Interface，互联网小型计算机系统接口)协议将虚拟磁盘发布为块设备服务，以提供给上层应用。

通过利用ISCSI协议与后端存储介质接口的转换，能够使更多使用块设备存储数据的应用可以使用更多种类型的存储介质。

步骤104，将应用发送的访问请求发送给虚拟磁盘，以便利用虚拟磁盘中的对应分块与存储设备进行交互以实现访问操作。

基于本公开上述实施例提供的用于实现块设备挂载访问的方法，通过将生成的文件系统挂载到本地以形成虚拟磁盘，并利用虚拟磁盘上的相应分块实现应用对后端存储介质的访问。从而在无需对现网进行大规模改造的情况下，实现将数据迁移到云存储上，克服了仅能提供文件系统接口访问后端存储的缺陷。

图2为本公开另一个实施例的用于实现块设备挂载访问的方法的示例性流程图。其中：

步骤201，在接收到应用的写请求后，将写请求中包括的数据写入虚拟磁盘中的对应分块中。

可选地，虚拟磁盘中的同一个分块能够对应多个应用的写请求。

根据映射算法，多个上层的写请求可合并至一个虚拟盘分块中。

步骤202，利用对应分块的索引，将数据写入存储设备中的相应数据块中。

例如，当虚拟磁盘接收到上层应用的写请求时，先根据写请求中的偏移量计算该请求在虚拟磁盘中所映射的分块的索引以及在分块中的相对偏移量，将数据写入该分块中。在将数据写入分块后，可通过接口，将分块数据写入后端的存储介质中。

图3为本公开又一个实施例的用于实现块设备挂载访问的方法的示例性流程图。其中：

步骤301，在接收到应用的读请求后，根据读请求确定虚拟磁盘中的对应分块索引。

步骤302，利用分块索引在存储设备中查询对应的数据块。

步骤303，将查询到的数据块发送给应用。

例如，当虚拟磁盘接收到上层应用的读请求时，先根据读请求中的偏移量计算该请求在虚拟磁盘中所映射的分块的索引，并调用后端存储介质的接口获取该索引指向的数据块，再从该数据块的相对偏移量上获取读请求指定长度的数据段返回给上层应用。

图4为本公开一个实施例的用于实现块设备挂载访问的装置的示例性框图。如图4所示，该装置包括文件系统实现模块41、挂载模块42、发布模块43和访问处理模块44。其中：

文件系统实现模块41被配置为利用预定框架实现一个只包括单一文件的文件系统，其中单一文件的大小固定。

例如，可使用FUSE框架或者其它具有类似功能的框架。

挂载模块42被配置为将单一文件通过回环设备挂载到本地以形成虚拟磁盘，其中在虚拟磁盘上指定固定大小的存储分块。

可选地，还可对全部分块的索引、状态等元数据信息进行维护。

发布模块43被配置为将虚拟磁盘发布为块设备服务。

例如，可通过ISCSI协议将虚拟磁盘发布为块设备服务，以提供给上层应用。

通过利用ISCSI协议与后端存储介质接口的转换，能够使更多使用块设备存储数据的应用可以使用更多种类型的存储介质。

访问处理模块44被配置为将应用发送的访问请求发送给虚拟磁盘，以便利用虚拟磁盘中的对应分块与存储设备进行交互以实现访问操作。

基于本公开上述实施例提供的用于实现块设备挂载访问的装置，通过将生成的文件系统挂载到本地以形成虚拟磁盘，并利用虚拟磁盘上的相应分块实现应用对后端存储介质的访问。从而在无需对现网进行大规模改造的情况下，实现将数据迁移到云存储上，克服了仅能提供文件系统接口访问后端存储的缺陷。

可选地，访问处理模块44被配置为在访问请求为写请求的情况下，将写请求中包括的数据写入虚拟磁盘中的对应分块中，利用对应分块的索引，将数据写入存储设备中的相应数据块中。

可选地，虚拟磁盘中的同一个分块能够对应多个应用的写请求。

可选地，访问处理模块被配置为在访问请求为读请求的情况下，根据读请求确定虚拟磁盘中的对应分块索引，利用分块索引在存储设备中查询对应的数据块，将查询到的数据块发送给应用。

图5为本公开另一个实施例的用于实现块设备挂载访问的装置的示例性框图。如图5所示，该定时器设置装置包括存储器51和处理器52。其中：

存储器51用于存储指令，处理器52耦合到存储器51，处理器52被配置为基于存储器存储的指令执行实现如图1至图3中任一实施例涉及的方法。

如图5所示，该装置还包括通信接口53，用于与其它设备进行信息交互。同时，该装置还包括总线54，处理器52、通信接口53、以及存储器51通过总线54完成相互间的通信。

存储器51可以包含高速RAM存储器，也可还包括非易失性存储器(non-volatilememory)，例如至少一个磁盘存储器。存储器51也可以是存储器阵列。存储器51还可能被分块，并且块可按一定的规则组合成虚拟卷。

此外，处理器52可以是一个中央处理器CPU，或者可以是专用集成电路ASIC，或者是被配置成实施本公开实施例的一个或多个集成电路。

本公开同时还涉及一种计算机可读存储介质，其中计算机可读存储介质存储有计算机指令，指令被处理器执行时实现如图1至图3中任一实施例涉及的方法。

图6为现有技术中以文件系统访问云存储的方式，但其并不能满足以块设备作为存储设备的企业用户需求(例如很多流媒体相关应用是需要在块设备上安装自定义文件系统)。

图7为采用本公开方案的系统框架示意图。通过将生成的文件系统挂载到本地以形成虚拟磁盘，并利用虚拟磁盘上的相应分块实现应用对后端云存储介质的访问，从而在无需对现网进行大规模改造的情况下，实现将数据迁移到云存储上。

通过实施本公开的方案，可以得到以下有益效果中的至少一项：

1.对文件系统的I/O操作转换为对块设备的I/O操作，不需要管理上层文件系统的元数据信息，优化了数据结构；

2.数据写入本地缓存即返回，通过异步线程实现对后端存储的写操作，提高了写操作性能；

3.完成本地ISCSI协议与后端存储介质接口的转换，使更多使用块设备存储数据的应用可以使用更多种类型的存储解介质。

可选地，在上面所描述的功能单元模块可以实现为用于执行本公开所描述功能的通用处理器、可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，简称：PLC)、数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称：DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，简称：ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称：FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件或者其任意适当组合。

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。

本公开的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本公开限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本公开的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本公开从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (12)

1.一种用于实现块设备挂载访问的方法，包括：

利用预定框架实现一个只包括单一文件的文件系统，其中所述单一文件的大小固定；

将所述单一文件通过回环设备挂载到本地以形成虚拟磁盘，其中在所述虚拟磁盘上指定固定大小的存储分块；

将所述虚拟磁盘发布为块设备服务；

将应用发送的访问请求发送给所述虚拟磁盘，以便利用所述虚拟磁盘中的对应分块与存储设备进行交互以实现访问操作。

2.根据权利要求1所述的方法，其中：

在所述访问请求为写请求的情况下，利用所述虚拟磁盘中的对应分块与存储设备进行交互以实现访问操作包括：

将所述写请求中包括的数据写入所述虚拟磁盘中的对应分块中；

利用所述对应分块的索引，将所述数据写入所述存储设备中的相应数据块中。

3.根据权利要求2所述的方法，其中：

所述虚拟磁盘中的同一个分块能够对应多个应用的写请求。

4.根据权利要求1所述的方法，其中：

在所述访问请求为读请求的情况下，利用所述虚拟磁盘中的对应分块与存储设备进行交互以实现访问操作包括：

根据所述读请求确定所述虚拟磁盘中的对应分块索引；

利用所述分块索引在所述存储设备中查询对应的数据块；

将查询到的数据块发送给所述应用。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中：

通过ISCSI协议将所述虚拟磁盘发布为块设备服务。

6.一种用于实现块设备挂载访问的装置，包括：

文件系统实现模块，被配置为利用预定框架实现一个只包括单一文件的文件系统，其中所述单一文件的大小固定；

挂载模块，被配置为将所述单一文件通过回环设备挂载到本地以形成虚拟磁盘，其中在所述虚拟磁盘上指定固定大小的存储分块；

发布模块，被配置为将所述虚拟磁盘发布为块设备服务；

访问处理模块，被配置为将应用发送的访问请求发送给所述虚拟磁盘，以便利用所述虚拟磁盘中的对应分块与存储设备进行交互以实现访问操作。

7.根据权利要求6所述的装置，其中：

访问处理模块被配置为在所述访问请求为写请求的情况下，将所述写请求中包括的数据写入所述虚拟磁盘中的对应分块中，利用所述对应分块的索引，将所述数据写入所述存储设备中的相应数据块中。

8.根据权利要求7所述的装置，其中：

所述虚拟磁盘中的同一个分块能够对应多个应用的写请求。

9.根据权利要求6所述的装置，其中：

访问处理模块被配置为在所述访问请求为读请求的情况下，根据所述读请求确定所述虚拟磁盘中的对应分块索引，利用所述分块索引在所述存储设备中查询对应的数据块，将查询到的数据块发送给所述应用。

10.根据权利要求6-9中任一项所述的装置，其中：

通过ISCSI协议将所述虚拟磁盘发布为块设备服务。

11.一种用于实现块设备挂载访问的装置，包括：

存储器，被配置为存储指令；

处理器，耦合到存储器，处理器被配置为基于存储器存储的指令执行实现如权利要求1-5中任一项的方法。

12.一种计算机可读存储介质，其中，计算机可读存储介质存储有计算机指令，指令被处理器执行时实现如权利要求1-5中任一项所述的方法。