CN110058813A - 一种基于云平台块存储的本地存储管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于云平台块存储的本地存储管理方法，以方便用户在云平台上进行日常开发测试。所述方法包括：增加openstack中cinder模块功能；改造openstack的存储管理框架cinder，增加对qemu中虚拟磁盘的管理功能；用户在相应的物理机上创建本地卷，云平台就会在相应的硬盘上创建好一个空的qemu虚拟磁盘文件；云平台标注哪些磁盘分配成为本地存储管理的资源池；云平台对被分成了本地存储池的磁盘进行格式化，并初始化一些目录结构和权限；云平台对存储资源进行监控，并控制每个单独文件的读写权限；云平台对本地存储卷进行管理。本发明简化了管理程序，降低存储成本，同时也保证了数据安全和方便快捷。

Description

一种基于云平台块存储的本地存储管理方法

技术领域

本发明涉及云计算技术，具体涉及一种基于云平台块存储的本地存储管理方法。

背景技术

云计算是通过网络将庞大的计算处理程序分拆成多个较小的子程序，再由多部服务器所组成的系统计算分析之后将处理结果回传给用户。通过这种技术，远程的服务供应商可以在数秒之内，达成处理数以千万计甚至以亿计的信息，达到和大型计算机同样强大性能的网络服务。云计算服务具有高可用性，降低硬件和运营成本的特性，所以得到快速发展。云计算可以存储和处理由租户所产生的大量的数据，因此被用于许多行业。

云存储主要有三类：临时存储：数据存储在虚拟机上，虚拟机重启或释放后丢失；块存储：数据被存储在持久的块层次的存储空间(即虚拟化逻辑卷)，它能够被挂载或卸载到生命周期内的虚拟机，它独立于虚拟机本身；对象存储：对象和文件被分散写入到数据中心中的服务器的多个磁盘驱动器，并且可以从所有的云服务中服务API来被访问。

块存储的目的是为各种云应用提供可靠的、高性能、按需和持久性的存储容量。Openstack中使用Cinder模块来管理块存储，在一般情况下，存储容量可以一虚拟化逻辑卷的形式来被访问，块存储系统Cinder管理这些卷的创建，挂载和卸载。在云基础架构上部署块存储服务，一个存储节点经常由许多的硬盘驱动器以RAID的形式来提供冗余和大规模的存储容量。通常一个块存储的周期，通过使用OpenStack Cinder,用户可以方便、高效地管理数据。

Cinder模块是资源管理系统，负责向虚拟机提供持久块存储资源，可以把不同的后端存储来进行封装，向外提供统一的API。Cinder模块使用插件的方式来结合不同的后端存储驱动，提供块存储服务。

Cinder的基本功能：卷操作，包括创建卷、从已有卷创建卷(克隆)、扩展卷、删除卷；卷-虚机操作，包括挂载卷到虚机、分离虚机卷；卷-快照操作，包括创建卷的快照、从已有卷快照创建卷、删除快照；卷-镜像操作，包括从镜像创建卷、从卷创建镜像。

QEMU是一个主机上的VMM(virtual machine monitor),通过动态二进制转换来模拟CPU，并提供一系列的硬件模型，使guest os认为自己和硬件直接打交道，其实是同QEMU模拟出来的硬件打交道， QEMU再将这些指令翻译给真正硬件进行操作。通过这种模式，guest os可以和主机上的硬盘，网卡，CPU， CD-ROM，音频设备和USB设备进行交互。但由于所有指令都需要经过QEMU来翻译，因而性能会比较差：

openstack提供了灵活的存储管理方式，通过不同的驱动(driver)可以对接不同种类的存储，如fc-san，lvm等。但是其对qemu本身的虚拟磁盘文件支持的不好。虽然qemu本身的虚拟磁盘(如qcow2 文件)一般不用在真正大规模生产环境中，但是对于普通的开发测试环境还是很方便的，并且容易复制、备份等，具备一定数据安全功能。

现有技术对传统的块存储后端存储创建中，openstack要管理逻辑虚拟卷需要复杂的额外步骤，如提前手动配置一系列功能，如创建好volume group，并把相应信息配置到一些配置文件中，最后启动一系列服务等。

综上所述，现有技术对块存储管理方法存在以下几个问题：一是磁盘管理不能设置目录结构和权限，资源的不能相互隔离，无法保证数据安全性；二是管理操作需要运维人员做大量麻烦准的备工作，耗费大量的时间和人力；三是缺乏管理操作工具，人机交互非常困难，操作不方便等。

发明内容

针对现有第三方存储集群管理方法中存在的程序复杂、操作繁杂的缺陷，本发明的目的在于利用并改造了openstack的存储管理框架cinder，增加了对qemu中虚拟磁盘的管理，使本地存储管理更加方便，存储管理功能更加完善，操作简单，便于维护，可以有效提高管理效率。

本发明的技术方案如下：

一种基于云平台块存储的本地存储管理方法，所述方法包括以下步骤：

第一步，增加openstack中cinder模块功能，并且满足cinder模块中存储资源的创建，挂载和卸载基本功能；

第二步，改造openstack的存储管理框架cinder，增加对qemu中虚拟磁盘的管理功能；

第三步，用户在相应的物理机上创建本地卷，云平台在相应的硬盘上创建好一个空的qemu虚拟磁盘文件，像使用本地文件系统一样直接操作；

第四步，云平台标注哪些磁盘分配成为本地存储管理的资源池，哪些磁盘是分布式存储集群的一部分；

第五步，云平台对被分成了本地存储池的磁盘进行格式化，并初始化一些目录结构和权限，以保证不同的云平台租户创建的卷存到不同的目录中；

第六步，云平台对存储资源进行监控，监控磁盘的使用率、读写速度等，以便及时发现故障并控制每个单独文件的读写权限；

第七步，云平台对本地存储卷进行管理；对本地存储卷进行管理包括：用户将本地卷挂载到一个 kvm虚机上，前提是该虚机和该卷在一个物理机上；或者用户将一个本地卷迁移到另一个物理机上；或者用户对该卷做快照相关操作；或者用户定期备份本地卷。

优选地，所述本地存储管理方法主要是控制本地磁盘的生命周期，即可用->分配到某集群(如分布式存储集群或某本地存储资源池)->初始化(格式化)->使用中->删除->删除中->可用。

优选地，所述本地存储管理方法中将所有云平台物理机的磁盘统一管理，云平台将所有的磁盘作为一个大的存储池，可以创建并管理多个分布式存储集群，同时也将本地存储资源也纳入到该管理体系中。

本发明与现有技术相比，优点在于：

1)本发明利用并改造了openstack的存储管理框架cinder，增加了对qemu中虚拟磁盘的管理。这样在云平台上，如果用户没有特别的需求，则云计算平台不需要接入昂贵的集中式存储(如fc-san)，也不需要做一些传统集中式存储的麻烦准备工作，这样节约了用户的开发测试时间与存储成本。

2)云平台提供图形化程序、命令行工具、协议工具等多种途径对存储进行批量化操作，让使用更加方便。

3)用户只需要在相应的物理机上指定创建本地卷，那么云平台就会在相应的硬盘上创建好一个空的 qemu虚拟磁盘文件，简单易用，像使用本地文件系统一样直接操作。

4)一个磁盘被分成了本地存储池之后，云平台会将其格式化，并初始化一些目录结构和权限，这样不同的云平台租户创建的卷会存到不同的目录中，保证资源的相互隔离，具有数据安全性。

附图说明

图1是基于云平台块存储的本地存储体系示意图

图2是存储生命周期示意图

图3是基于云平台块存储的本地存储管理方法流程图

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

如图1所示为基于云平台块存储的本地存储体系，云平台的存储管理体系中将所有云平台物理机的磁盘统一管理，云平台将所有的磁盘作为一个大的存储池，可以创建并管理多个分布式存储集群。所以需要将本地存储资源也纳入到该管理体系中。

如图2所示，一个磁盘在本地存储管理中是有其生命周期的，主要包括：创建，分配到某集群，如分布式存储集群或某本地存储资源池，初始化(格式化)，使用，删除。

如图3所示，一种基于云平台块存储的本地存储管理方法，完成如下步骤：

第一步，增加openstack中cinder模块功能，并且满足cinder模块中存储资源的创建，挂载和卸载基本功能。

第二步，改造openstack的存储管理框架cinder，增加对qemu中虚拟磁盘的管理功能。

第三步，用户在相应的物理机上创建本地卷，云平台就会在相应的硬盘上创建好一个空的qemu 虚拟磁盘文件，简单易用，像使用本地文件系统一样直接操作。

第四步，云平台标注哪些磁盘分配成为本地存储管理的资源池，哪些磁盘是分布式存储集群的一部分，这样才能保证数据的安全。

第五步，云平台对被分成了本地存储池的磁盘进行格式化，并初始化一些目录结构和权限，这样不同的云平台租户创建的卷会存到不同的目录中，保证资源的相互隔离，具有数据安全性。

第六步，云平台对存储资源进行监控，监控磁盘的使用率、读写速度等，以便及时发现故障，并控制每个单独文件的读写权限。

第七步，云平台对本地存储卷进行管理。对本地存储卷进行管理功能包括：用户可以将本地卷挂载到一个kvm虚机上，前提是该虚机和该卷在一个物理机上；用户可以将一个本地卷迁移到另一个物理机上；用户可以对改卷做快照相关操作；用户可以定期备份本地卷。

所述管理方法主要利用云平台提供图形化程序、命令行工具、协议工具等多种途径对存储进行批量化操作，让用户使用更加方便。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在木发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于云平台块存储的本地存储管理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

第一步，增加openstack中cinder模块功能，并且满足cinder模块中存储资源的创建，挂载和卸载基本功能；

第二步，改造openstack 的存储管理框架cinder，增加对qemu中虚拟磁盘的管理功能；

第三步，用户在相应的物理机上创建本地卷，云平台在相应的硬盘上创建好一个空的qemu虚拟磁盘文件，像使用本地文件系统一样直接操作；

第四步，云平台标注哪些磁盘分配成为本地存储管理的资源池，哪些磁盘是分布式存储集群的一部分；

第五步，云平台对被分成了本地存储池的磁盘进行格式化，并初始化一些目录结构和权限，以保证不同的云平台租户创建的卷存到不同的目录中；

第六步，云平台对存储资源进行监控，监控磁盘的使用率、读写速度等，以便及时发现故障并控制每个单独文件的读写权限；

第七步，云平台对本地存储卷进行管理；对本地存储卷进行管理包括：用户将本地卷挂载到一个kvm虚机上，前提是该虚机和该卷在一个物理机上；或者用户将一个本地卷迁移到另一个物理机上；或者用户对该卷做快照相关操作；或者用户定期备份本地卷。

2.根据权利要求1所述的一种基于云平台块存储的本地存储管理方法，其特征在于：所述本地存储管理方法主要是控制本地磁盘的生命周期，即可用->分配到某集群->初始化->使用中->删除->删除中->可用。

3.根据权利要求1所述的一种基于云平台块存储的本地存储管理方法，其特征在于：所述本地存储管理方法中将所有云平台物理机的磁盘统一管理，云平台将所有的磁盘作为一个大的存储池，可以创建并管理多个分布式存储集群，同时也将本地存储资源也纳入到该管理体系中。