CN112035063A - 一种基于云平台的硬盘及文件系统热扩容的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于云平台的硬盘及文件系统热扩容的方法，属于云计算技术领域，包括：添加udev硬盘扩容规则及相应的执行脚本，并制作虚机镜像用于创建用户虚机；用户发送扩容请求，调度到虚机所在物理节点，执行相应命令扩容。udev监听内核发送的uevent消息，如果满足硬盘扩容相应的规则，则执行准备好的脚本。脚本执行，完成相应的磁盘分区及文件系统的扩容功能。该硬盘及文件系统热扩容机制相比现有扩容方法相比，可以实现热扩容而无需重启操作,而且可以实现同时支持系统盘、数据盘的扩容。
Description
技术领域
本发明涉及云计算技术，尤其涉及一种基于云平台的硬盘及文件系统热扩容的方法。
背景技术
随着近年来云服务市场的发展，越来越多的政府部门、企业和个人将自己的业务系统部署在云端，通过网络便捷地按需使用计算存储网络等各类资源，依此来节省了资金和人力资源，提高了工作效率。而在使用云服务器、云硬盘服务的同时，会出现随着时间的积累，硬盘容量不足的情况。此时就需要对硬盘进行扩容。
当前的方法使用对云服务器进行重建或者卸载其中硬盘扩容后再挂载的方式来进行扩容硬盘并使用cloud-init等插件在重启云服务器时对分区和文件系统进行扩容。但是业务系统仍在其中运行，不能随意执行关机或卸载硬盘操作。当前方法影响了业务系统的正常运行，此时就需要硬盘和文件系统热扩容的支持。
发明内容
为了解决以上技术问题，本发明提供了一种基于云平台的硬盘及文件系统热扩容的方法，可以实现硬盘的热扩容，无需重启，并且同时支持对系统盘和数据盘的热扩容操作。
本发明的技术方案是：
一种基于云平台的硬盘及文件系统热扩容的方法，包括：
添加udev硬盘扩容规则及相应的执行脚本，并制作虚机镜像用于创建用户虚机；用户发送扩容请求，调度到虚机所在物理节点，执行相应命令扩容。udev监听内核发送的uevent消息，如果满足硬盘扩容相应的规则，则执行准备好的脚本。脚本执行，完成相应的磁盘分区及文件系统的扩容功能。
进一步的，
udev硬盘扩容规则的添加与镜像的制作。udev可以检测到硬盘的变化,当满足定义的规则时,执行相应的操作。预置硬盘扩容后，分区和文件系统扩容的相应脚本。将规则和脚本都写入到云服务器镜像当中，供给用户创建云服务器。
用户提出对现有的云服务器进行硬盘热扩容请求，服务端程序调度到用户云服务器所在计算主机上，并执行libvirt的blockresize命令，此命令调用具体hypervisordriver来实际热扩容操作。比如：执行调用qemu monitor command的block_resize命令对与服务器的对应硬盘进行扩容。
此时，运行在云服务器内的udev守护进程，监听到内核发出的uevent。当监听到与定义的硬盘扩容规则相符合的uevent，调用相应的脚本。
脚本执行。执行脚本对硬盘分区及文件系统进行扩容。
进一步的，
所述的udev硬盘扩容规则的添加与镜像的制作过程，udev硬盘热扩容规则匹配键，设置规则中ACTION(uevent事件的行为)为change表示当硬盘发生变动时，此规则生效。设备的子系统名称SUBSYSTEM设置为block。DEVPATH设置为对应硬盘的内核设备路径。当以上的匹配键与内核发送的uevent中的完全匹配时，才会执行后续的赋值键。
所述的udev硬盘扩容规则的添加与镜像的制作过程，udev硬盘热扩容规则赋值键，设置规则udev键RUN为执行预置的脚本。预置脚本的内容为对扩容硬盘对应的分区及文件系统进行扩容。分区扩容使用growpart工具，文件系统的扩容使用resize2fs工具。
镜像的制作过程中，需要预置准备好的udev硬盘热扩容规则和脚本。并保证添加的规则已经装载到udev中并生效。镜像的制作过程中，需要保证根分区为系统盘的最后一个分区，以保证系统盘扩容时，可以成功扩容根分区。
进一步的，对现有的云服务器进行硬盘热扩容请求处理过程如下：
(1)用户使用以上制作的镜像已创建云服务器。用户针对此云服务器的，提出热扩容请求。
(2)服务端验证用户请求，进行权限验证。验证通过后执行后续操作。
(3)服务端响应请求，并将请求通过消息队列发送到云服务器所在的计算节点上。
(4)计算节点上对应程序响应请求，并通过云服务器块设备映射查找该磁盘id对应的设备名。调用libvirt API传入云服务器ID，设备名及新的磁盘大小。
(5)Libvirt调用具体的driver执行磁盘扩容操作。比如调用qemu monitorcommand的block_resize命令执行具体的磁盘扩容操作。
进一步的，分区及文件系统的扩容的步骤如下：
(1)磁盘大小发生变化，内核会发出action为change的uevent事件。
(2)udev守护进程监听到该uevent消息，并将该uevent与现有的rules进行匹配，如果所有的匹配键都符合该规则的要求，则执行对应的赋值键。比如，uevent中action＝＝“change”，devpath＝＝“/dev/vda”,subsystem＝＝“block”满足rules定义的action＝＝“change”，devpath＝＝“*vda”,subsystem＝＝“block”的要求。就会执行该规则的赋值键：RUN+＝“test.sh”，即执行test.sh脚本。
(3)如果该uevent符合硬盘热扩容规则，则执行预置的脚本。
(4)调用growpart扩容对应磁盘的最后一个分区。详细的，如果扩容的是系统盘，脚本会查找挂载点“/”所在的分区，即根分区进行扩容。如果磁盘已挂载到文件系统中，调用resize2fs扩容对应的文件系统。
本发明的有益效果是
(1)本发明介绍的云平台下硬盘及文件系统热扩容的方法及装置可以实现对硬盘的扩容操作，实现云服务中提供简单高效、安全可靠、处理能力可弹性伸缩的服务的要求。使用户将更多的精力集中在自身业务中。
(2)本发明介绍的硬盘及文件系统热扩容的方法及装置可以实现对硬盘和文件系统的热扩容，无需重启操作。从而不会影响用户业务系统的正常运行以及云服务器的正常使用。
(3)本发明介绍的硬盘及文件系统热扩容的方法及装置同时支持对系统盘和数据盘的热扩容操作，可以支持多种后端存储及hypervisor drivers。依此满足用户多样的扩容需求。
(4)本发明介绍的硬盘及文件系统热扩容的方法及装置可以实现分区和文件系统的自动化扩容，无需用户手动执行触发，或者重启操作，更加方便用户使用。
附图说明
图1为本发明的工作框图。
图2为硬盘热扩容请求处理流程图；
图3为分区及文件系统自动热扩容请求流程图。
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，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的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。
本发明的一种云环境下硬盘及文件系统热扩容的方法括以下过程:
(1)udev硬盘扩容规则的添加与镜像的制作。udev可以检测到硬盘的变化,当满足定义的规则时,执行相应的操作。预置硬盘扩容后，分区和文件系统扩容的相应脚本。将规则和脚本都写入到云服务器镜像当中，供给用户创建云服务器。
(2)用户提出对现有的云服务器进行硬盘热扩容请求，服务端程序调度到用户云服务器所在计算主机上，并执行libvirt的blockresize命令，此命令调用具体hypervisordriver来实际热扩容操作。比如：执行调用qemu monitor command的block_resize命令对与服务器的对应硬盘进行扩容。
(3)此时，运行在云服务内的udev守护进程，监听到内核发出的uevent。当监听到与定义的硬盘扩容规则相符合的uevent，调用相应的脚本。
(4)脚本执行。执行脚本对硬盘分区及文件系统进行扩容。
udev硬盘热扩容规则匹配键，设置规则中ACTION(uevent事件的行为)为change表示当硬盘发生变动时，此规则生效。设备的子系统名称SUBSYSTEM设置为block。DEVPATH设置为对应硬盘的内核设备路径。当以上的匹配键与内核发送的uevent中的完全匹配时，才会执行后续的赋值键。
udev硬盘热扩容规则赋值键，设置规则udev键RUN为执行预置的脚本。
预置脚本的内容为对扩容硬盘对应的分区及文件系统进行扩容。分区扩容使用growpart工具，文件系统的扩容使用resize2fs工具。
进一步地，镜像的制作过程中，需要预置准备好的udev硬盘热扩容规则和脚本。并保证添加的规则已经装载到udev中并生效。
进一步地，镜像的制作过程中，需要保证根分区为系统盘的最后一个分区，以保证系统盘扩容时，可以成功扩容根分区。
如图2所示，用户提出对现有的云服务器进行硬盘热扩容请求处理过程如下：
(1)用户使用以上制作的镜像已创建云服务器。用户针对此云服务器的，提出热扩容请求。
(2)服务端验证用户请求，进行权限验证。验证通过后执行后续操作。
(3)服务端响应请求，并将请求通过消息队列发送到云服务器所在的计算节点上。
(4)计算节点上对应程序响应请求，并通过云服务器块设备映射查找该磁盘id对应的设备名。调用libvirt API传入云服务器ID，设备名及新的磁盘大小。
(5)Libvirt调用具体的driver执行磁盘扩容操作。比如调用qemumonitorcommand的block_resize命令执行具体的磁盘扩容操作。
用户调用扩容请求时，可以选择使用热扩容还是普通扩容。并且只有使用预置了udev规则和脚本的镜像，才能完成后续自动化的文件系统扩容操作。
新磁盘大小需要大于原磁盘容量大小。更改容量步长为1GB。磁盘最大容量设置为500GB。
经过以上步骤，物理磁盘已经完成扩容。但是，云服务器分区及文件系统还没有完成扩容。如图3所示，完成分区及文件系统的扩容的步骤如下：
1)磁盘大小发生变化，内核会发出action为change的uevent事件。
2)udev守护进程监听到该uevent消息，并将该uevent与现有的rules进行匹配，如果所有的匹配键都符合该规则的要求，则执行对应的赋值键。比如，uevent中action＝＝“change”，devpath＝＝“/dev/vda”,subsystem＝＝“block”满足rules定义的action＝＝“change”，devpath＝＝“*vda”,subsystem＝＝“block”的要求。就会执行该规则的赋值键：RUN+＝“test.sh”，即执行test.sh脚本。
3)如果该uevent符合硬盘热扩容规则，则执行预置的脚本。
4)调用growpart扩容对应磁盘的最后一个分区。详细的，如果扩容的是系统盘，脚本会查找挂载点“/”所在的分区，即根分区进行扩容。
5)如果磁盘已挂载到文件系统中，调用resize2fs扩容对应的文件系统。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，仅用于说明本发明的技术方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种基于云平台的硬盘及文件系统热扩容的方法，其特征在于，
包括：
1)添加udev硬盘扩容规则及相应的执行脚本，并制作虚机镜像用于创建用户虚机；
2)用户发送扩容请求，调度到虚机所在物理节点，执行相应命令扩容；
3)运行在云服务器内的udev守护进程，监听到内核发出的uevent；当监听到与定义的硬盘扩容规则相符合的uevent，调用相应的脚本；
4)脚本执行，完成相应的磁盘分区及文件系统的扩容功能。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
udev检测硬盘的变化；当满足定义的规则时,执行相应的操作；预置硬盘扩容后，分区和文件系统扩容的相应脚本；将规则和脚本都写入到云服务器镜像当中，供给用户创建云服务器。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
用户提出对现有的云服务器进行硬盘热扩容请求，服务端程序调度到用户云服务器所在计算主机上，并执行libvirt的blockresize命令，此命令调用具体hypervisor driver来实际热扩容操作。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
所述的udev硬盘扩容规则的添加与镜像的制作过程，udev硬盘热扩容规则匹配键，设置规则中ACTION(uevent事件的行为)为change表示当硬盘发生变动时，此规则生效；设备的子系统名称SUBSYSTEM设置为block；DEVPATH设置为对应硬盘的内核设备路径；当以上的匹配键与内核发送的uevent中的完全匹配时，才会执行后续的赋值键。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，
dev硬盘热扩容规则赋值键，设置规则udev键RUN为执行预置的脚本。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，
预置脚本的内容为对扩容硬盘对应的分区及文件系统进行扩容；分区扩容使用growpart工具，文件系统的扩容使用resize2fs工具。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，
镜像的制作过程中，需要预置准备好的udev硬盘热扩容规则和脚本；并保证添加的规则已经装载到udev中并生效；
镜像的制作过程中，需要保证根分区为系统盘的最后一个分区，以保证系统盘扩容时，可以成功扩容根分区。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，
硬盘热扩容请求处理过程如下：
(1)用户使用以上制作的镜像已创建云服务器；用户针对此云服务器的，提出热扩容请求；
(2)服务端验证用户请求，进行权限验证。验证通过后执行后续操作；
(3)服务端响应请求，并将请求通过消息队列发送到云服务器所在的计算节点上；
(4)计算节点上对应程序响应请求，并通过云服务器块设备映射查找该磁盘id对应的设备名；调用libvirt API传入云服务器ID，设备名及新的磁盘大小；
(5)Libvirt调用具体的driver执行磁盘扩容操作。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，
分区及文件系统的扩容的步骤如下：
(1)磁盘大小发生变化，内核会发出action为change的uevent事件；
(2)udev守护进程监听到该uevent消息，并将该uevent与现有的rules进行匹配，如果所有的匹配键都符合该规则的要求，则执行对应的赋值键；
(3)如果该uevent符合硬盘热扩容规则，则执行预置的脚本；
(4)调用growpart扩容对应磁盘的最后一个分区；如果扩容的是系统盘，脚本会查找挂载点“/”所在的分区，即根分区进行扩容；如果磁盘已挂载到文件系统中，调用resize2fs扩容对应的文件系统。
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