CN111352589B - 一种分布式存储的方法、装置、设备及可读介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种分布式存储的方法，包括以下步骤：基于数据域值对非易失性内存进行分区，并将非易失性内存的分区与硬盘对应；基于数据写入请求，以内存映射的方式将数据写入非易失性内存中；以及响应于非易失性内存中已写入数据达到数据域值，将非易失性内存中的数据合并写入对应的硬盘；以及将非易失性内存中已写入数据删除。本发明还公开了一种串口调试信息的输出装置、计算机设备和可读存储介质。本发明通过使用非易失性内存，使WAL通过内存映射方式写入非易失性内存，既保证了WAL的非易失性，又拥有了内存级的带宽和延迟，大大提高了WAL的写入效率，从而提高分布式存储系统的写入性能。

Description

一种分布式存储的方法、装置、设备及可读介质
技术领域
本发明涉及数据库技术领域，尤其涉及一种分布式存储的方法、装置、设备及可读介质。
背景技术
分布式存储系统，是将数据分散存储在多台独立的设备上。传统的网络存储系统采用集中的存储服务器存放所有数据，存储服务器成为系统性能的瓶颈，也是可靠性和安全性的焦点，不能满足大规模存储应用的需要。分布式网络存储系统采用可扩展的系统结构，利用多台存储服务器分担存储负荷，利用位置服务器定位存储信息，它不但提高了系统的可靠性、可用性和存取效率，还易于扩展。
构建存储系统时.需要基于成本和性能来考虑，因此存储系统通常采用多层不同性价比的存储器件组成存储层次结构。大数据的规模大，因此构建高效合理的存储层次结构，可以在保证系统性能的前提下，降低系统能耗和构建成本，利用数据访问局部性原理.可以从两个方面对存储层次结构进行优化。从提高性能的角度，可以通过分析应用特征，识别热点数据并对其进行缓存或预取，通过高效的缓存预取算法和合理的缓存容量配比，以提高访问性能。从降低成本的角度，采用信息生命周期管理方法，将访问频率低的冷数据迁移到低速廉价存储设备上，可以在小幅牺牲系统整体性能的基础上，大幅降低系统的构建成本和能耗。
现有技术中大部分用户使用的是filestore存储引擎，所有的写事务需要先写入FileJournal，即写入在线日志(WAL)。使用的存储介质是HDD和SSD硬盘，带宽和延迟都很慢，导致WAL写入速率不够，写入数据时容易出现瓶颈，存在写入带宽和延迟不佳的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例的目的在于提出一种分布式存储的方法、装置、设备及可读介质，通过使用非易失性内存，使WAL通过内存映射方式写入非易失性内存，既保证了WAL的非易失性，又拥有了内存级的带宽和延迟，大大提高了WAL的写入效率，从而提高分布式存储系统的写入性能。
基于上述目的，本发明实施例的一方面提供了一种分布式存储的方法，包括如下步骤：基于数据阈值对非易失性内存进行分区，并将非易失性内存的分区与硬盘对应；基于数据写入请求，以内存映射的方式将数据写入非易失性内存中；响应于非易失性内存中已写入数据达到数据阈值，将非易失性内存中的数据合并写入对应的硬盘；以及将非易失性内存中已写入数据删除。
在一些实施方式中，基于数据阈值对非易失性内存进行分区包括：基于非易失性内存大小和硬盘个数设定数据阈值；将非易失性内存进行分区，使每个分区内存大小为数据阈值。
在一些实施方式中，基于非易失性内存大小和硬盘个数设定数据阈值包括：使数据阈值为非易失性内存大小与硬盘个数的比值。
在一些实施方式中，将非易失性内存的分区与硬盘对应包括：基于非易失性内存的读带宽和硬盘的写带宽的比值判断分区个数；响应于非易失性内存的读带宽和硬盘的写带宽的比值不大于硬盘个数，使分区个数与硬盘个数相等。
在一些实施方式中，还包括：响应于非易失性内存的读带宽和硬盘的写带宽的比值大于硬盘个数，使分区个数与非易失性内存的读带宽和硬盘的写带宽的比值相等。
在一些实施方式中，还包括：响应于非易失性内存中已写入数据未达到数据阈值，继续以内存映射的方式将数据写入非易失性内存中。
本发明实施例的另一方面，还提供了一种分布式存储的装置，包括：分区模块，配置用于基于数据阈值对非易失性内存进行分区，并将非易失性内存的分区与硬盘对应；第一写入模块，配置用于基于数据写入请求，以内存映射的方式将数据写入非易失性内存中；第二写入模块，配置用于响应于非易失性内存中已写入数据达到数据阈值，将非易失性内存中的数据合并写入对应的硬盘；以及删除模块，配置用于将非易失性内存中已写入数据删除。
在一些实施方式中，分区模块进一步配置为：基于非易失性内存的读带宽和硬盘的写带宽的比值判断分区个数；响应于非易失性内存的读带宽和硬盘的写带宽的比值不大于硬盘个数，使分区个数与硬盘个数相等；响应于非易失性内存的读带宽和硬盘的写带宽的比值大于硬盘个数，使分区个数与非易失性内存的读带宽和硬盘的写带宽的比值相等。
本发明实施例的再一方面，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，存储器存储有可在处理器上运行的计算机指令，指令由处理器执行上述方法的步骤。
本发明实施例的再一方面，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被处理器执行时实现如上方法步骤的计算机程序。
本发明具有以下有益技术效果：通过使用非易失性内存，使WAL通过内存映射方式写入非易失性内存，既保证了WAL的非易失性，又拥有了内存级的带宽和延迟，大大提高了WAL的写入效率，从而提高分布式存储系统的写入性能。
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为本发明提供的分布式存储的方法的实施例的示意图。
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。
基于上述目的，本发明实施例的第一个方面，提出了一种串口调试信息的输出方法的实施例。图1示出的是本发明提供的分布式存储的方法的实施例的示意图。如图1所示，本发明实施例包括如下步骤：
S1、基于数据阈值对非易失性内存进行分区，并将非易失性内存的分区与硬盘对应；
S2、基于数据写入请求，以内存映射的方式将数据写入非易失性内存中；
S3、响应于非易失性内存中已写入数据达到数据阈值，将非易失性内存中的数据合并写入对应的硬盘；以及
S4、将非易失性内存中已写入数据删除。
在本实施例中，使用Ceph分布式存储系统时利用非易失性内存加速数据写入，Ceph独一无二地用统一的系统提供了对象、块、和文件存储功能，它可靠性高、管理简便、并且是开源软件。Ceph的强大足以改变贵公司的IT基础架构、和管理海量数据。Ceph可提供极大的伸缩性——供成千用户访问PB乃至EB级的数据。Ceph节点以普通硬件和智能守护进程作为支撑点，Ceph存储集群组织起了大量节点，它们之间靠相互通讯来复制数据、并动态地重分布数据。Ceph后端支持多种存储引擎，以插件化的形式来进行管理使用，目前大部分用户使用的是filestore存储引擎，所有的写事务需要先写入FileJournal，即写入在线日志(WAL)，完成后再进行下一步。
在本实施例中，数据阈值X需要小于非易失性内存大小W与硬盘个数N的比值M/N。将非易失性内存分成N个大小为X的WAL盘，每个WAL盘对应一个硬盘；将数据以内存映射的方式存入WAL盘；判断WAL盘是都达到数据阈值X，响应于达到数据阈值X，将非易失性内存中的WAL数据合并写入对应硬盘。
在本发明的一些实施例中，基于数据阈值对非易失性内存进行分区包括：基于非易失性内存大小W和硬盘个数N设定数据阈值；将非易失性内存进行分区，使每个分区内存大小为数据阈值X。
在本发明的一些实施例中，基于非易失性内存大小W和硬盘个数N设定数据阈值X包括：使数据阈值X为非易失性内存大小W与硬盘个数N的比值M/N。
在本实施例中，数据阈值X需要小于非易失性内存大小W与硬盘个数N的比值M/N。
在本发明的一些实施例中，将非易失性内存的分区与硬盘对应包括：基于非易失性内存的读带宽M和硬盘的写带宽m的比值判断分区个数；响应于非易失性内存的读带宽M和硬盘的写带宽m的比值M/m不大于硬盘个数N，使分区个数与硬盘个数N相等。
在本发明的一些实施方式中，还包括：响应于非易失性内存的读带宽M和硬盘的写带宽m的比值M/m大于硬盘个数N，使分区个数与非易失性内存的读带宽M和硬盘的写带宽m的比值M/m相等。
在本发明的一些实施方式中，还包括：响应于非易失性内存中已写入数据未达到数据阈值X，继续以内存映射的方式将数据写入非易失性内存中。
需要特别指出的是，上述串口调试信息的输出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分布式存储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，提出了一种分布式存储的装置，包括：分区模块，配置用于基于数据阈值对非易失性内存进行分区，并将非易失性内存的分区与硬盘对应；第一写入模块，配置用于基于数据写入请求，以内存映射的方式将数据写入非易失性内存中；第二写入模块，配置用于响应于非易失性内存中已写入数据达到数据阈值，将非易失性内存中的数据合并写入对应的硬盘；以及删除模块，配置用于将非易失性内存中已写入数据删除。
在本发明的一些实施方式中，分区模块进一步配置为：基于非易失性内存的读带宽和硬盘的写带宽的比值判断分区个数；响应于非易失性内存的读带宽和硬盘的写带宽的比值不大于硬盘个数，使分区个数与硬盘个数相等；响应于非易失性内存的读带宽和硬盘的写带宽的比值大于硬盘个数，使分区个数与非易失性内存的读带宽和硬盘的写带宽的比值相等。
基于上述目的，本发明实施例的第三个方面，提出了一种计算机设备，包括：至少一个处理器；以及存储器，存储器存储有可在处理器上运行的计算机指令，指令由处理器执行以实现如上方法步骤。
本发明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被处理器执行时执行如上方法的计算机程序。
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，分布式存储的方法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，程序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，根据本发明实施例公开的方法还可以被实现为由处理器执行的计算机程序，该计算机程序可以存储在计算机可读存储介质中。在该计算机程序被处理器执行时，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(DDRSDRAM)、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，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，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 (9)

1.一种分布式存储的方法，其特征在于，包括以下步骤：
基于数据阈值对非易失性内存进行分区，并将所述非易失性内存的分区与硬盘对应；
基于数据写入请求，以内存映射的方式将数据写入所述非易失性内存中；
响应于所述非易失性内存中已写入数据达到所述数据阈值，将所述非易失性内存中的数据合并写入对应的所述硬盘；以及
将所述非易失性内存中所述已写入数据删除；
其中，将所述非易失性内存的分区与硬盘对应包括：
基于所述非易失性内存的读带宽和所述硬盘的写带宽的比值判断分区个数；
响应于所述非易失性内存的读带宽和所述硬盘的写带宽的比值不大于所述硬盘个数，使所述分区个数与所述硬盘个数相等。
2.根据权利要求1所述的分布式存储的方法，基于数据阈值对非易失性内存进行分区包括：
基于所述非易失性内存大小和所述硬盘个数设定数据阈值；
将所述非易失性内存进行分区，使每个分区内存大小为所述数据阈值。
3.根据权利要求2所述的分布式存储的方法，其特征在于，基于所述非易失性内存大小和所述硬盘个数设定数据阈值包括：
使所述数据阈值为所述非易失性内存大小与所述硬盘个数的比值。
4.根据权利要求1所述的分布式存储的方法，其特征在于，还包括：
响应于所述非易失性内存的读带宽和所述硬盘的写带宽的比值大于所述硬盘个数，使所述分区个数与所述非易失性内存的读带宽和所述硬盘的写带宽的比值相等。
5.根据权利要求1所述的分布式存储的方法，其特征在于，还包括：
响应于所述非易失性内存中已写入数据未达到所述数据阈值，继续以内存映射的方式将数据写入所述非易失性内存中。
6.一种分布式存储的装置，其特征在于，包括：
分区模块，配置用于基于数据阈值对非易失性内存进行分区，并将所述非易失性内存的分区与硬盘对应；
第一写入模块，配置用于基于数据写入请求，以内存映射的方式将数据写入所述非易失性内存中；
第二写入模块，配置用于响应于所述非易失性内存中已写入数据达到所述数据阈值，将所述非易失性内存中的数据合并写入对应的所述硬盘；以及
删除模块，配置用于将所述非易失性内存中所述已写入数据删除，
其中，所述分区模块进一步配置用于基于所述非易失性内存的读带宽和所述硬盘的写带宽的比值判断分区个数；响应于所述非易失性内存的读带宽和所述硬盘的写带宽的比值不大于所述硬盘个数，使所述分区个数与所述硬盘个数相等。
7.根据权利要求6所述的分布式存储的装置，其特征在于，分区模块进一步配置为：
响应于所述非易失性内存的读带宽和所述硬盘的写带宽的比值大于所述硬盘个数，使所述分区个数与所述非易失性内存的读带宽和所述硬盘的写带宽的比值相等。
8.一种计算机设备，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，所述指令由所述处理器执行时实现1-5任意一项所述方法的步骤。
9.一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实现权利要求1-5任意一项所述方法的步骤。
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