CN112799602B - 一种云硬盘在线扩容方法 - Google Patents

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Abstract

本发明特别涉及一种云硬盘在线扩容方法。该云硬盘在线扩容方法，在OpenStack环境下使用Cinder对接FC SAN存储并挂载FC SAN卷到云服务器，当对FC SAN存储类型的云硬盘进行在线扩容时，在multipath‑tools发出reconfigure和resize map请求后，对resize map增加一层逻辑判断，以保证resize map返回值为云硬盘扩容后的容量值，且不包含timeout值，即保证resize map请求被执行，从而保证用户能看到扩容后的云硬盘容量。该云硬盘在线扩容方法，能够避免多磁盘路径的计算节点中的云硬盘在线扩容失败的问题，最终保证用户能看到扩容后的云硬盘容量。

Description

一种云硬盘在线扩容方法
技术领域
本发明涉及应用软件开发技术领域，特别涉及一种云硬盘在线扩容方法。
背景技术
目前，从存储方面来说，目前有三种类型存储可供选择：
1) DAS（Direct-Attached Storage，直接连接存储）
它是指将存储设备通过SCSI接口或光纤通道直接连接到一台计算机上，实际上，给电脑挂个硬盘就是种简单的DAS。它仅允许一个服务器访问存储。
2) NAS（Network Attached Storage，网络附属存储）
它是将存储设备通过标准的网络拓扑结构（例如以太网），连接到一群计算机上，允许多个服务器同时访问存储。NAS相对于SAN存储来说价格非常便宜，对于买不起SAN的，可以考虑使用NAS存储，因此它又被称为“poor man's SAN”。
3) SAN（Storage Area Network，存储局域网络）
通过光纤通道连接到一群计算机上。在该网络中提供了多主机连接，但并非通过标准的网络拓扑，需要专用网络（san switch）。它也允许多个服务器同时访问存储，性能非常好，但是价格很贵。
OpenStack是以Apache授权条款授权，自由、开放源代码软件。它对应IaaS服务模式，作为 IaaS 层的云操作系统，OpenStack 为虚拟机提供并管理三大类资源：计算、网络和存储。利用Openstack既可以实现公有云，也能实现私有云。OpenStack中open表示各种开源软件，stack表示将这些开源软件堆在一起，实现1+1>2的功能。OpenStack包含的主要服务有Compute Service（Nova）、NetWork Service（Neutron）、Image Service（Glance）、Block Storage Service（Cinder）和Identity Service（Keystone）。
由于SAN存储的高性能的特点，它的使用也越来越普及起来。针对OpenStack云平台，许多公司都提供了自己的SAN存储的驱动，以便和Cinder对接。但在使用的过程中发现，在线扩容云硬盘会因为multipath-tools软件导致扩容失败。
基于上述情况，本发明提出了一种云硬盘在线扩容方法。
发明内容
本发明为了弥补现有技术的缺陷，提供了一种简单高效的云硬盘在线扩容方法。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种云硬盘在线扩容方法，其特征在于：在OpenStack环境下使用Cinder对接FCSAN存储并挂载FC SAN卷到云服务器，当对FC SAN存储类型的云硬盘进行在线扩容时，在multipath-tools发出reconfigure和resize map请求后，对resize map增加一层逻辑判断，以保证resize map返回值为云硬盘扩容后的容量值，且不包含timeout值，即保证resize map请求被执行，从而保证用户能看到扩容后的云硬盘容量。
包括以下步骤：
S1. Cinder发起云硬盘在线扩容操作，并依据SAN驱动能力对存储中的云硬盘扩容；
S2. 给Nova发送卷扩容的event（事件）；
S3. Nova接受卷扩容event，并调用os-brick执行扩容操作；
S4. 对每条路径分别进行重新扫描，获取新容量；
S5. multipath-tools发出reconfigure和resize map请求，判断resize map返回值是否包含timeout值，若包含则multipath-tools重新发出resize map请求；
S6. 若resize map返回值不包含timeout值，再判断resize map返回值是否为云硬盘扩容后的容量值，若是则返回ok，云硬盘在线扩容成功，若不是则resize map返回值为false，在线扩容失败。
该云硬盘在线扩容方法，对OpenStack环境进行部署，具体流程包括以下步骤：
（1）部署多节点Openstack环境，规划控制节点和计算节点；
（2）采用FC协议完成Cinder与SAN存储的对接
（3）在计算节点安装能够执行multipath -ll命令的multipath-tools软件；
（4）更改计算节点的os-brick代码，以判断resize map返回值是否包含timeout值；
os-brick是OpenStack会用到的一个项目，主要用于发现主机上的卷及从主机上移除卷，通常会被Nova调用。
（5）重启计算节点上的nova-compute服务；
（6）在控制节点上创建虚机，且所有虚机均在同一计算节点上；
（7）在控制节点上创建多个FC SAN类型的卷，以保证计算节点有足够多的路径来引导multipath操作执行失败；
（8）当控制节点上的卷创建完成后，将所有FC SAN卷挂载到虚机，每个虚机挂载不超过26个FC SAN卷；
（9）在计算节点上查看路径的数目。
所述步骤（2）中，使cinder-volume服务和nova-compute服务都能够通过HBA（HostBus Adapter，主机总线适配器）卡经过光纤与SAN存储通信，并完成与SAN存储驱动的相关适配。
所述步骤（2）中，完成Cinder与SAN存储的对接后，能够对FC SAN卷执行与卷相关的操作，包括创建卷、卸载卷和挂载卷。
所述步骤（4）中，更改os-brick模块的linuxscsi文件中extend函数中的multipath-tools处理聚合路径的逻辑。
所述步骤（8）中，进入虚机中，执行lsblk确保FC SAN卷挂载成功。
所述步骤（9）中，查看路径的数目的命令是multipathd show status。
本发明的有益效果是：该云硬盘在线扩容方法，能够避免多磁盘路径的计算节点中的云硬盘在线扩容失败的问题，最终保证用户能看到扩容后的云硬盘容量。
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附图。
附图1为本发明云硬盘在线扩容方法示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好的理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚，完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅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前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
目前在OpenStack环境下，使用Cinder对接FC SAN存储后，可以执行创建卷、挂载卷、扩容卷等一系列卷的相关的操作。与其他存储不同，FC SAN存储的访问流程是：服务器通过安装HBA卡，然后由HBA卡通过光纤线经由光纤交换机，最终再通过光纤线到达FC SAN存储的存储控制器。该种访问方式是FC SAN存储的一大优点，允许服务器通过多路径来访问存储，在操作系统的角度来看，每条路径，操作系统会认为是一个实际存在的物理盘，但实际上只是通向同一个物理盘的不同路径而已。最终就要求服务器上多路径需要管理工具来进行聚合和路径策略的设置，最常见的工具就是multipath-tools。通过multipath-tools，最终实现了FCSAN特有的路径的故障的切换和恢复、IO流量的负载均衡和磁盘的虚拟化的功能。
但是，当在线扩容云硬盘时，云硬盘的在线扩容操作可能会由于multipath-tools导致扩容失败。当对云硬盘发出在线扩容请求后，Cinder会将存储中的云硬盘先进行扩容，且扩容成功；服务器这边会重新对每条子路径进行扫描，更新路径的容量，然后multipath-tools会对聚合路径连续发出reconfigure和resize map的请求，通知虚机内部更新云硬盘的容量。在multipath-tools连续发出reconfigure和resize map的请求时，由于目前的逻辑仅仅会判断resize map返回的结果是fail（失败）还是ok（成功），当resize map返回值为云硬盘扩容后预计容量以外的其他值时，在线扩容操作也被认为是成功的。但是很明显该操作是失败的，因为虚机内部没有接收到正确的容量。
尤其是当计算节点的磁盘路径非常多、有几十条甚至上百条时，若需要对其中一个云硬盘进行在线扩容，multipath-tools连续发出reconfigure（重新装配）和resize map（调整图片尺寸）的请求时，resize map请求会返回timeout值，此时需要multipath-tools重新发出resize map请求直到返回fail或ok才能保证resize map指令被成功发出；但是因为现有逻辑直接根据返回timeout值判断云硬盘在线扩容成功，但是用户进入虚机后却时常发现磁盘容量没有发生变化。
该云硬盘在线扩容方法，在OpenStack环境下使用Cinder对接FC SAN存储并挂载FC SAN卷到云服务器，当对FC SAN存储类型的云硬盘进行在线扩容时，在multipath-tools发出reconfigure和resize map请求后，对resize map增加一层逻辑判断，以保证resizemap返回值为云硬盘扩容后的容量值，且不包含timeout值，即保证resize map请求被执行，从而保证用户能看到扩容后的云硬盘容量。
包括以下步骤：
S1. Cinder发起云硬盘在线扩容操作，并依据SAN驱动能力对存储中的云硬盘扩容；
S2. 给Nova发送卷扩容的event（事件）；
S3. Nova接受卷扩容event，并调用os-brick执行扩容操作；
S4. 对每条路径分别进行重新扫描，获取新容量；
S5. multipath-tools发出reconfigure和resize map请求，判断resize map返回值是否包含timeout值，若包含则multipath-tools重新发出resize map请求；
S6. 若resize map返回值不包含timeout值，再判断resize map返回值是否为云硬盘扩容后的容量值，若是则返回ok，云硬盘在线扩容成功，若不是则resize map返回值为false，在线扩容失败。
该云硬盘在线扩容方法，对OpenStack环境进行部署，具体流程包括以下步骤：
（1）部署多节点Openstack环境，规划控制节点和计算节点；
（2）采用FC协议完成Cinder与SAN存储的对接
（3）在计算节点安装能够执行multipath -ll命令的multipath-tools软件；
（4）更改计算节点的os-brick代码，以判断resize map返回值是否包含timeout值；
os-brick是OpenStack会用到的一个项目，主要用于发现主机上的卷及从主机上移除卷，通常会被Nova调用。
（5）重启计算节点上的nova-compute服务；
（6）在控制节点上创建2个虚机（该实施例以2个虚机为例进行说明，但在实际应用中虚机的数量由用户根据实际需求设定），分别命名为c1和c2，且虚机c1和c2均在同一计算节点上；
（7）在控制节点上创建50个FC SAN类型的卷，卷大小为9G（该实施例以50个9G的FCSAN卷为例进行说明，但在实际应用中FC SAN卷的数量和容量由用户根据实际需求设定），以保证计算节点有足够多的路径来引导multipath操作执行失败；
（8）当控制节点上的卷创建完成后，将50个卷挂载给虚机c1和c2，每个虚机挂载25个；
（9）在计算节点上查看路径的数目。
所述步骤（1）中，部署Openstack环境时，按功能将Openstack环境分为不同的节点，如控制节点、计算节点、存储节点等，这样做的目的是减小集群的压力，同时让集群的架构更加清晰，在后续过程中更加方便地扩展集群。
所述步骤（2）中，使cinder-volume服务和nova-compute服务都能够通过HBA（HostBus Adapter，主机总线适配器）卡经过光纤与SAN存储通信，并完成与SAN存储驱动的相关适配。
所述步骤（2）中，完成Cinder与SAN存储的对接后，能够对FC SAN卷执行与卷相关的操作，包括创建卷、卸载卷和挂载卷。
所述步骤（4）中，更改os-brick模块的linuxscsi文件中extend函数中的multipath-tools处理聚合路径的逻辑。
所述步骤（8）中，虚机挂载云硬盘的数量是有限制的，最大为26个，因此准备2个虚机来挂载这些卷。
所述步骤（9）中，查看路径的数目的命令是：multipathd show status。
OpenStack环境进行部署完成后，用户不仅可以在控制节点上创建云硬盘，还可以对云硬盘进行扩容。实现步骤如下：
（1）在控制节点上创建1个FC SAN类型的卷，卷大小为7G，命名为v-extend，并且将其挂载给虚机c2；
（2）进入虚机c2中，执行lsblk确保v-extend卷挂载成功；
（3）在控制节点上对v-extend卷进行在线扩容，并设定预计扩容后的容量，扩容为17G；
（4）进入虚机c2中，执行lsblk查看v-extend卷扩容成功，即可看到磁盘大小变为了17G。
以上所述的实施例，只是本发明具体实施方式的一种，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种云硬盘在线扩容方法，其特征在于：在OpenStack环境下使用Cinder对接FC SAN存储并挂载FC SAN卷到云服务器，当对FC SAN存储类型的云硬盘进行在线扩容时，在multipath-tools发出reconfigure和resize map请求后，对resize map增加一层逻辑判断，以保证resize map返回值为云硬盘扩容后的容量值，且不包含timeout值，即保证resize map请求被执行，从而保证用户能看到扩容后的云硬盘容量；
包括以下步骤：
S1. Cinder发起云硬盘在线扩容操作，并依据SAN驱动能力对存储中的云硬盘扩容；
S2. 给Nova发送卷扩容的event；
S3. Nova接受卷扩容event，并调用os-brick执行扩容操作；
S4. 对每条路径分别进行重新扫描，获取新容量；
S5. multipath-tools发出reconfigure和resize map请求，判断resize map返回值是否包含timeout值，若包含则multipath-tools重新发出resize map请求；
S6. 若resize map返回值不包含timeout值，再判断resize map返回值是否为云硬盘扩容后的容量值，若是则返回ok，云硬盘在线扩容成功，若不是则resize map返回值为false，在线扩容失败。
2.根据权利要求1所述的云硬盘在线扩容方法，其特征在于：对OpenStack环境进行部署，具体流程包括以下步骤：
（1）部署多节点Openstack环境，规划控制节点和计算节点；
（2）采用FC协议完成Cinder与SAN存储的对接
（3）在计算节点安装能够执行multipath -ll命令的multipath-tools软件；
（4）更改计算节点的os-brick代码，以判断resize map返回值是否包含timeout值；
os-brick是OpenStack会用到的一个项目，主要用于发现主机上的卷及从主机上移除卷，通常会被Nova调用；
（5）重启计算节点上的nova-compute服务；
（6）在控制节点上创建虚机，且所有虚机均在同一计算节点上；
（7）在控制节点上创建多个FC SAN类型的卷，以保证计算节点有足够多的路径来引导multipath操作执行失败；
（8）当控制节点上的卷创建完成后，将所有FC SAN卷挂载到虚机，每个虚机挂载不超过26个FC SAN卷；
（9）在计算节点上查看路径的数目。
3.根据权利要求2所述的云硬盘在线扩容方法，其特征在于：步骤（2）中，使cinder-volume服务和nova-compute服务都能够通过HBA卡经过光纤与SAN存储通信，并完成与SAN存储驱动的相关适配。
4.根据权利要求2所述的云硬盘在线扩容方法，其特征在于：步骤（2）中，完成Cinder与SAN存储的对接后，能够对FC SAN卷执行与卷相关的操作，包括创建卷、卸载卷和挂载卷。
5.根据权利要求2所述的云硬盘在线扩容方法，其特征在于：步骤（4）中，更改os-brick模块的linuxscsi文件中extend函数中的multipath-tools处理聚合路径的逻辑。
6.根据权利要求2所述的云硬盘在线扩容方法，其特征在于：步骤（8）中，进入虚机中，执行lsblk确保FC SAN卷挂载成功。
7.根据权利要求2所述的云硬盘在线扩容方法，其特征在于：步骤（9）中，查看路径的数目的命令是multipathd show status。
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