CN112035403B - 一种基于云计算的多租户弹性文件系统的创建方法 - Google Patents

一种基于云计算的多租户弹性文件系统的创建方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于云计算的多租户弹性文件系统的创建方法，弹性文件系统的管控中心选择合适的云节点，并下发创建弹性文件系统的第一任务至云节点的调度服务，在云平台的云网络安全隔离环境下，使用轻量级虚拟化技术，创建多个弹性的云节点，云节点中的调度服务和存储访问服务执行创建弹性文件系统的指令，每个租户使用和管理自己独立的资源，方便快捷地为多租户提供可靠的文件系统服务，即能安全地隔离多租户的数据，也能快速变更容量和性能，成本低，资源使用率高。

Description

一种基于云计算的多租户弹性文件系统的创建方法
技术领域
本发明属于云计算技术领域，具体涉及一种基于云计算的多租户弹性文件系统的创建方法。
背景技术
当前云计算技术日新月异、云计算产品市场空前繁荣、云计算产业迅猛发展；在云计算技术本身优势及相关政策推动趋势下，不管是传统制造业还是新兴互联网行业纷纷提出“上云”的口号，将企业服务迁移的云环境。随着各式各样诸如台式电脑、手提电脑、平板电脑、智能手机、智能电视等智能化数码产品的出现，为了方便我们在不同的场合下需使用不同的数码产品，然而各终端机上尤其不同品牌的终端机上的文件同步却显得相当麻烦。
文件系统是对文件存储设备的空间进行组织和分配，负责文件存储并对存入的文件进行保护和检索的系统。云计算发展起来后，用户在云平台上存储的数据越来越多，多个虚拟机之间共享文件的需求越来越明显，规模越来越大。为了满足用户日益增长的数据需求，同时考虑存储资源要有更高的使用率，需要一个容量可伸缩、性能可增减并支持多租户的网络文件系统，称为弹性文件系统。目前实现网络文件系统的方式主要有两种，一是使用单台服务器架设网络文件系统服务，共享本地的磁盘空间；二是使用两台以上服务器架设网络文件系统服务，共享一个统一的外部存储设备空间，因此，现有的网络文件系统存在一个网络文件系统无法隔离多个用户的数据，达到所有用户都能无限制地读写全部数据，同时容量不够时，需要离线扩容，影响应用的持续运行。
发明内容
为了克服上述技术缺陷，本发明提供了一种基于云计算的多租户弹性文件系统的创建方法，实现方便快捷的为多租户提供弹性的文件系统服务，在云计算环境下能够快速变更容量和性能。
为了解决上述问题，本发明按以下技术方案予以实现的：
第一方面，本发明提供的一种基于云计算的多租户弹性文件系统的创建方法，其步骤包括：
在弹性文件系统的管控中心接收创建所述弹性文件系统的请求时，所述管控中心选择合适的云节点，并下发创建所述弹性文件系统的第一任务至所述云节点的调度服务；
所述调度服务接收所述第一任务时，调用分布式存储系统的第一API划分用户的逻辑存储空间，并获取所述逻辑存储空间的网络信息；
所述调度服务将所述网络信息配置至所述云节点的存储访问服务，并设置所述存储访问服务的IOPS限额，并启动所述存储访问服务的进程；
所述调度服务调用所述云节点的第二API创建Linux容器，所述Linux容器存储所述存储访问服务的通讯地址，并根据所述通讯地址建立通讯通道；
所述管控中心下发变更所述弹性文件系统或删除所述弹性文件系统的指令至所述调度服务，所述调度服务接收并执行所述指令；当第一云节点发生故障时，第二云节点继续执行所述第一云节点的任务。
作为本方法的进一步改进，其还包括步骤：所述存储访问服务访问所述逻辑存储空间，启动网络文件系统服务，将所述逻辑存储空间的I/O端口协议转换为网络文件系统协议。
作为本方法的进一步改进，其还包括步骤：所述第二API在用户指定的云网络和子网中创建一个Linux容器，并设置所述Linux容器的虚拟网卡最大网络带宽，将所述通讯地址传递至所述Linux容器，所述Linux容器内部运行网络转发进程，监听所述网络文件系统服务的端口，并通过所述通讯地址建立所述通讯通道。
作为本方法的进一步改进，其还包括步骤：所述网络转发进程与所述存储访问服务进行交互，将客户端的请求转发至所述存储访问服务，同时将所述存储访问服务的响应信息返回给所述客户端。
作为本方法的进一步改进，其还包括步骤：所述调度服务接收到变更所述弹性文件系统的指令后，调用所述第二API调整所述逻辑存储空间的容量，并设置所述IOPS限额和所述虚拟网卡最大网络带宽。
作为本方法的进一步改进，其还包括步骤：所述调度服务接收删除所述弹性文件系统的指令后，调用所述第二API销毁所述Linux容器，停止所述存储访问服务的进程，并调用第一API回收所述逻辑存储空间。
作为本方法的进一步改进，其还包括步骤：当所述第一云节点发生故障并失效时，所述第二云节点的调度服务自动接管所述第一云节点的任务，并重新开始执行所述调度服务将所述网络信息配置至所述云节点的存储访问服务的步骤，从而恢复所述弹性文件系统的服务。
作为本方法的进一步改进，所述网络信息包括IP地址、端口信息和路径信息。
第二方面，本发明提供的一种存储介质，所述存储介质是计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有创建程序，所述创建程序被处理器运行时执行第一方面所述的创建方法的步骤。
第三方面，本发明提供的一种云端服务器，所述云端服务器包括处理器和存储器，所述存储器上存储有在所述处理器上运行的所述创建程序，所述读写请求的调度程序被所述处理器执行第一方面所述的基于云计算的多租户弹性文件系统的创建方法的步骤。
相对于现有技术，本发明的有益效果为：
本发明公开了一种基于云计算的多租户弹性文件系统的创建方法，在云平台的云网络安全隔离环境下，使用轻量级虚拟化技术，创建多个弹性的云节点，管控中心下发创建弹性文件系统的任务至云节点，方便快捷地为多租户提供可靠的文件系统服务，即能安全地隔离多租户的数据，也能快速变更容量和性能，成本低，资源使用率高。
附图说明
图1是本发明的实施例1中所述的基于云计算的多租户弹性文件系统的创建方法的步骤示意图。
图2是本发明的实施例1中所述所述的基于云计算的多租户弹性文件系统的创建方法的结构示意图。
图3是本发明的实施例3中所述分布式存储系统的结构示意图。
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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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，都属于本发明保护的范围。
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定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，本发明中的附图仅仅对本发明中的实施例的结构或功能做出示例性的说明，其大小、长度、比例在没有说明或标注的情况下，并不对实施例中的结构或功能做出具体的限定。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
如图1-2所示，本实施例中公开了一种基于云计算的多租户弹性文件的创建方法，其步骤包括：
S1、在弹性文件系统的管控中心接收创建弹性文件系统的请求时，管控中心选择合适的云节点，并下发创建弹性文件系统的第一任务至云节点的调度服务。
具体的，S1包括如下步骤：
S11、用户登录弹性文件系统管控中心系统，新创建一个弹性文件系统，指定存储容量、IOPS限额、网络带宽、云网络及子网、虚拟IP地址和网络访问策略等信息。
S12、弹性文件系统管控中心根据云节点的资源情况选择合适的两个云节点，下发创建弹性文件系统的任务给调度服务。
具体的在本实施例中，多租户是云计算的一个特点，每个租户使用和管理自己独立的资源，云平台被设计成计算虚拟化、网络虚拟化、存储虚拟化等，以小单位资源的方式独立或组装后租给用户使用，管控中心创建弹性文件系统后，根据云节点的资源情况选择合适的两个云节点，并下发创建弹性文件系统的任务至两个云节点，能够安全地隔离多租户的数据。
S2、调度服务接收第一任务时，调用分布式存储系统的第一API划分用户的逻辑存储空间，并获取逻辑存储空间的网络信息。
具体在本实施例中，调度服务接收到创建弹性文件系统的任务后，调用分布式存储系统的API划分用户的逻辑存储空间，并得到逻辑存储空间的IP地址、端口信息和路径信息，云平台通常有分布式存储系统，存储系统被部署在独立的高速网络架构中，云平台里的虚拟机都会被云网络逻辑隔离，虚拟机不能访问未经授权的其它云网络，也不能直接访问分布式存储系统。分布式存储系统包括处理器与存储器，分别用于执行计算机程序和存储计算机程序，云平台与分布式存储系统之间建立数据交互，调用分布式存储系统能更智能的获取逻辑存储空间的信息。
S3、调度服务将网络信息配置至云节点的存储访问服务，并设置存储访问服务的IOPS限额，并启动存储访问服务的进程。
具体的在本实施例中，调度服务将逻辑存储空间的IP地址、端口信息和路径信息配置到存储访问服务，并且设置存储访问服务的IOPS限额，并启动存储访问服务的进程,存储访问服务连接分布式存储系统中的用户逻辑存储空间，启动网络文件系统服务，将逻辑存储空间的所有I/O转换为网络文件系统协议。
S4、调度服务调用云节点的第二API创建Linux容器，Linux容器存储存储访问服务的通讯地址，并根据通讯地址建立通讯通道；
具体的在本实施例中，弹性文件系统调度服务根据用户提供的参数在云网络中创建Linux容器(一种轻量级虚拟机)，并在Linux容器相同云节点上创建存储访问服务，存储访问服务能连接到分布式存储系统中的用户逻辑存储空间。Linux容器与存储访问服务使用进程间通信技术进行交换数据。云平台中的虚拟机或云平台外的客户端与Linux容器建立网络文件系统回话连接，从而对用户的逻辑存储空间进行数据读写操作。
S5、管控中心下发变更弹性文件系统或删除弹性文件系统的指令至调度服务，调度服务接收并执行指令；当第一云节点发生故障时，第二云节点继续执行第一云节点的任务。
具体的，S5包括如下步骤：
S51、调度服务接收到变更弹性文件系统的指令后，调用第二API调整逻辑存储空间的容量，并设置IOPS限额和虚拟网卡最大网络带宽。
S52、调度服务接收删除弹性文件系统的指令后，调用第二API销毁Linux容器，停止存储访问服务的进程，并调用第一API回收逻辑存储空间。
S53、当第一云节点发生故障并失效时，第二云节点的调度服务自动节管第一云节点的任务，并重新开始执行调度服务将网络信息配置至云节点的存储访问服务的步骤，从而恢复所述弹性文件系统的服务。
具体的在本实施例中，当用户通过弹性文件系统管控中心变更存储容量、IOPS限额或网络带宽时，下发变更弹性文件系统的任务给调度服务，调度服务可以动态调整用户逻辑空间的容量，动态调整存储访问服务的IOPS和Linux容器的网络流量限制，还负责监控Linux容器和存储访问服务的高可用，及时发现异常并处理，实现了云节点的调度服务功能统一处理管控中心下发的指令，同时当云节点发生故障，无法使用时，其他云节点的调度服务会自动接管，继续从步骤S3开始执行，从而恢复弹性文件系统服务，实现了快速变更容量和性能，成本低，资源使用率高。
本发明公开了一种基于云计算的多租户弹性文件系统的创建方法，弹性文件系统的管控中心选择合适的云节点，并下发创建弹性文件系统的第一任务至云节点的调度服务，在云平台的云网络安全隔离环境下，使用轻量级虚拟化技术，创建多个弹性的云节点，云节点中的调度服务和存储访问服务执行创建弹性文件系统的指令，每个租户使用和管理自己独立的资源，方便快捷地为多租户提供可靠的文件系统服务，即能安全地隔离多租户的数据，也能快速变更容量和性能，成本低，资源使用率高。
实施例2
本发明实施例还提供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，所述计算机程序被处理器执行时，使所述处理器实现本发明实施例1提供的创建方法。
实施例3
本发明实施例提供的一种云端服务器，包括处理器与存储器，所述存储器用于存储计算机程序；所述处理器，用于执行所述计算机程序并在执行所述计算机程序时实现本发明实施例1提供的基于云计算的多租户弹性文件系统的创建方法。
应当理解的是，处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，该处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。其中，通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本发明实施例中所公开的实施例描述的各示例的方法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的可以是或者也可以不是物理上分开的，作为显示的部件可以是或者也可以不是物理，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能可以集成在一个处理中，也可以是各个单独物理存在，也可以两个或两个以上集成在一个中。
所述功能如果以软件功能的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可查看存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例，应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明构思在现有技术基础上通过逻辑分析、推理或者根据有限的实验可以得到的技术方案，均应该在由本权利要求书所确定的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种基于云计算的多租户弹性文件系统的创建方法，其特征在于，包括以下步骤：
在弹性文件系统的管控中心接收创建所述弹性文件系统的请求时，所述管控中心选择合适的云节点，并下发创建所述弹性文件系统的第一任务至所述云节点的调度服务；
所述调度服务接收所述第一任务时，调用分布式存储系统的第一API划分用户的逻辑存储空间，并获取所述逻辑存储空间的网络信息；
所述调度服务将所述网络信息配置至所述云节点的存储访问服务，并设置所述存储访问服务的IOPS限额，并启动所述存储访问服务的进程；
所述调度服务调用所述云节点的第二API创建Linux容器，所述Linux容器存储所述存储访问服务的通讯地址，并根据所述通讯地址建立通讯通道；
所述管控中心下发变更所述弹性文件系统或删除所述弹性文件系统的指令至所述调度服务，所述调度服务接收并执行所述指令；当第一云节点发生故障时，第二云节点继续执行所述第一云节点的任务；
所述调度服务调用所述云节点的第二API创建Linux容器，所述Linux容器存储所述存储访问服务的通讯地址，并根据所述通讯地址建立通讯通道的步骤，包括：
所述第二API在用户指定的云网络和子网中创建一个Linux容器，并设置所述Linux容器的虚拟网卡最大网络带宽，将所述通讯地址传递至所述Linux容器，所述Linux容器内部运行网络转发进程，监听网络文件系统服务的端口，并通过所述通讯地址建立所述通讯通道；
所述通过所述通讯地址建立所述通讯通道的步骤，之后还包括：
所述网络转发进程与所述存储访问服务进行交互，将客户端的请求转发至所述存储访问服务，同时将所述存储访问服务的响应信息返回给所述客户端；
管控中心下发变更所述弹性文件系统的指令至所述调度服务，所述调度服务接收并执行所述指令的步骤，包括：
所述调度服务接收到变更所述弹性文件系统的指令后，调用所述第二API调整所述逻辑存储空间的容量，并设置所述IOPS限额和所述虚拟网卡最大网络带宽。
2.根据权利要求1所述的基于云计算的多租户弹性文件系统的创建方法，其特征在于，所述并启动所述存储访问服务的进程的步骤，之后还包括：
所述存储访问服务访问所述逻辑存储空间，启动网络文件系统服务，将所述逻辑存储空间的I/O端口协议转换为网络文件系统协议。
3.根据权利要求1所述的基于云计算的多租户弹性文件系统的创建方法，其特征在于，下发删除所述弹性文件系统的指令至所述调度服务，所述调度服务接收并执行所述指令的步骤，包括：
所述调度服务接收删除所述弹性文件系统的指令后，调用所述第二API销毁所述Linux容器，停止所述存储访问服务的进程，并调用第一API回收所述逻辑存储空间。
4.根据权利要求1所述的基于云计算的多租户弹性文件系统的创建方法，其特征在于，当第一云节点发生故障时，第二云节点继续执行所述第一云节点的任务的步骤，包括：
当所述第一云节点发生故障并失效时，所述第二云节点的调度服务自动接管所述第一云节点的任务，并重新开始执行所述调度服务将所述网络信息配置至所述云节点的存储访问服务的步骤，从而恢复所述弹性文件系统的服务。
5.根据权利要求4所述的基于云计算的多租户弹性文件系统的创建方法，其特征在于，所述网络信息包括IP地址、端口信息和路径信息。
6.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质是计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有创建程序，所述创建程序被处理器运行时执行如权利要求1-5任一项所述的创建方法的步骤。
7.一种云端服务器，其特征在于，所述云端服务器包括处理器和存储器，所述存储器上存储有在所述处理器上运行的创建程序，所述创建程序被所述处理器执行时实现如权利要求1-5任一项所述的创建方法的步骤。
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