CN113132442B - 一种基于虚拟网络的分布式存储网络系统及通信方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于虚拟网络的分布式存储网络系统及通信方法,通过管理/存储网络控制器与存储节点的操作系统耦接,以及将其与管理网络接口、存储网络接口耦接;并通过其使管理网络和、存储网络在物理网络并行传输,且在逻辑上隔离地并行传输,以便通过进一步的网络通信管理来解决承担着繁重的日常任务的存储网络消耗绝大部分交换机等设备网络资源而影响管理网络通信的问题。
Description
技术领域
本发明涉及分布式存储特别是云存储领域,具体地,涉及一种基于虚拟网络的分布式存储网络系统及通信方法。
背景技术
在分布式存储集群系统中,通常至少包括集群管理相关的管理业务和数据交互相关的业务这样两种通信需求;故,在分布式存储网络设计时,通常将管理层面的流量与数据层面的流量在一定程度上进行隔离。特别是在云存储系统中,由于数据的机密性与敏感性,不同业务之间的隔离对于在数据中心的网络设计更是尤为重要,数据的访问需要被严格控制。一般来说,云存储数据中心的管理网络会开放一定的权限允许租户网络接入,租户通过管理网络访问存储系统的门户界面下发增、删、检、查等管理指令;存储网络则负责存储业务数据的传输,当存储空间以卷的形式通过存储网络挂载给前端租户业务系统,并在此网络上提供服务。
上述的分布式存储网络在网络规划时需要划分出用于存储节点之间的互联与数据交互的网络(即存储网络)和承担集群管理相关等的各种业务的管理网络;因此,现有技术中,特别是一些改进技术方案中不仅提供了将管理平面和存储平面分离管理的网络,还在此基础上提供了一些如针对不同业务流量的QOS保障机制,利用交换机各业务平面的划分和保障机制,避免像管理网络中的涉及云存储数据中心集群系统稳定的通信流量拥塞,以便理人员有着足够网络资源在管理平面对网络设备的运行进行干预,避免承担着繁重的日常任务的存储网络消耗绝大部分交换机等设备网络资源。
另外一种在分布式存储中占主流地位的组网方式,则直接将其管理网络和存储网络隔离设计,这样,从安全性能和性能方面都是一种很好的考量。但其也存在缺点,即成本高。
发明内容
本发明旨在解决在分布式存储网络通信问题,通过提供一种应用于分布式存储特别是云存储数据中心的虚拟网络模型,解决分布式存储集群中存储流量挤占管理流量等的带宽,影响租户访问以及危及整个分布式存储集群安全。具体而言,本发明将提供一种基于虚拟网络的分布式存储网络系统及通信方法。
一方面,本发明实施例提供一种基于虚拟网络的分布式存储网络系统。
上述的基于虚拟网络的分布式存储网络系统,包括:
管理网络和存储网络;其中,
管理网络包括管理节点、存储节点和管理网虚拟交换机;
存储网络包括存储节点和存储网虚拟交换机;其中,
上述的存储节点,是指用于提供存储服务的节点;在本发明提供的基于虚拟网络的分布式存储网络系统中,存储节点为虚拟节点,即利用宿主机(如物理集群中的服务器主机节点)资源虚拟化出的逻辑计算机;
上述的存储节点不仅与存储网虚拟交换机通过它们之间的链路相连;
上述的存储节点还与管理网虚拟交换机、管理节点通过它们之间的链路相连;
上述的基于虚拟网络的分布式存储网络系统,还包括:管理/存储网络控制器;
上述的管理/存储网络控制器,通常运行在存储节点的宿主机上,主要用于网络虚拟化和管理网络、存储网络隔离等;具体地,管理/存储网络控制器,分别与存储节点的操作系统及管理网络接口、存储网络接口耦接;且管理/存储网络控制器能够提供管理网络、存储网络在物理网络的并行传输、以及管理网络与存储网络的隔离。
另一方面,本发明实施例提供一种基于虚拟网络的分布式存储通信方法。
上述的基于虚拟网络的分布式存储通信方法,包括:
在存储节点的宿主机上,运行管理/存储网络控制器;
将管理/存储网络控制器与存储节点的操作系统耦接;
以及将管理/存储网络控制器分别与管理网络接口、存储网络接口耦接;
上述的管理/存储网络控制器,使得管理网络、存储网络在物理网络并行传输;且在逻辑上隔离地并行传输;
其中,管理网络包括管理节点、存储节点和管理网虚拟交换机;
存储网络包括存储节点和存储网虚拟交换机;
对应第一方面的基于虚拟网络的分布式存储通信方法,同样地,存储节点也为虚拟节点。
上述的基于虚拟网络的分布式存储网络系统及通信方法,通过管理/存储网络控制器与存储节点的操作系统耦接,以及将其与管理网络接口、存储网络接口耦接;并通过其使管理网络和、存储网络在物理网络并行传输,且在逻辑上隔离地并行传输,以便通过进一步的网络通信管理来解决承担着繁重的日常任务的存储网络消耗绝大部分交换机等设备网络资源进而影响管理网络通信的问题。
下面通过附图、具体实施例对本发明的技术方案做进一步的描述。
附图说明
为更加清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对本发明中一部分实施例或现有技术描述中涉及的附图做简单介绍。
图1为现有技术中的一种管理网络与存储网络分离的云存储数据中心的物理设备组网示意图;
图2为本发明一些实施例提供的一种基于虚拟网络的分布式存储网络系统示意图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅是本发明一部分的实施例,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无需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。
图1为现有技术中的一种管理网络与存储网络分离的云存储数据中心的物理设备组网示意图;当然,其中的管理网络也可以包括租户业务网络的部分。如图1所示,其为现有技术中的一种主流的多租户云存储数据中心集群的组网方案。在上述方案中,通过将管理网络以及通过网关、代理服务器接入的租户业务网络与负责存储数据交互、传输的存储网络分离,实现了不同业务流量的隔离。无论是在安全方面还是在集群性能方面看,该方案都不失为一种最佳选择。但其也存在它真的问题——成本高。
于是,本发明的一些实施例提供了一种基于虚拟网络的分布式存储网络系统及通信方法,在降低成本的前提下,拟基于虚拟网络技术实现上述现有技术组网方案的效果。
以下为本发明的一些优选实施例。其中,
上述优选实施例中的一些提供一种基于虚拟网络的分布式存储网络系统,该分布式存储网络系统,如图2所示,在逻辑上,包括:
管理网络和存储网络;其中,
管理网络包括管理节点、存储节点和管理网虚拟交换机;
存储网络包括存储节点和存储网虚拟交换机;其中,
上述的存储节点,是指用于提供存储服务的节点;在本发明提供的基于虚拟网络的分布式存储网络系统中,存储节点为虚拟节点,即利用宿主机(如物理集群中的服务器主机节点)资源虚拟化出的逻辑计算机,例如虚拟机等;
上述的存储节点不仅与存储网虚拟交换机通过它们之间的链路相连;
上述的存储节点还与管理网虚拟交换机通过它们之间的链路相连,并在通过管理网虚拟交换机和管理节点间的链路连接,实现与管理节点的互联;
上述的基于虚拟网络的分布式存储网络系统,还包括:管理/存储网络控制器;
上述的管理/存储网络控制器,通常运行在存储节点的宿主机上,主要用于网络虚拟化和管理网络、存储网络隔离等;具体地,管理/存储网络控制器,一方面与存储节点的操作系统,另一方面与管理网络接口、存储网络接口耦接;且管理/存储网络控制器能够提供管理网络、存储网络在物理网络的并行传输、以及管理网络与存储网络的隔离;
具体而言,管理/存储网络控制器可以通过两组不同的虚拟网络接口控制器(即管理网络接口控制器组和存储网络接口控制器组;其中,各组内的虚拟网络接口控制器间通过虚拟链路等彼此耦接),分别将它们一侧的虚拟网络接口控制器与存储节点的操作系统耦接;另一侧的虚拟网络接口控制器对应地与管理网络接口、存储网络接口耦接;管理/存储网络控制器能够使管理网络和存储网络在同一物理网络并行;当管理网络和存储网络在同一物理网络并行时,即通过上述的管理网络接口控制器组和存储网络接口控制器组的网络接入控制,实现管理网络和存储网络在逻辑上的隔离。其中,使管理网络和存储网络在同一物理网络并行,则可以是使管理网络接口、存储网络接口与宿主机的同一块物理网卡耦接,实现并行传输。
进一步地,在上述优先实施例中的一些提供的一种基于虚拟网络的分布式存储网络系统中,对其中的管理网络节点间的通信提供带宽保证。其中的带宽保证,包括:通过限制存储网络节点间通信的带宽占用,使之保障有足够的剩余带宽保障管理网络通信。当然,也可以同时对管理网络和存储网络的节点间通信均分别进行带宽保证。另外,若其中的管理节点等非存储节点不与其他网络共用同一物理网络时,则也可不提供其带宽保证。
进一步地,在上述优先实施例中的一些提供的一种基于虚拟网络的分布式存储网络系统中,将管理网络与前端租户业务网络耦接;租户通过前端租户业务网络以及管理网络,访问存储系统的门户界面下发增、删、检、查等管理指令;而存储网络负责存储业务数据传输,存储空间以卷的形式通过存储网络挂载给前端租户业务系统。
在上述优先实施例的一些提供基于虚拟网络的分布式存储网络系统中,其中的管理网虚拟交换机和存储网虚拟交换机均是由同一个/组物理交换机实现的,故管理网络能够仅通过管理网虚拟交换机耦接物理交换机,获取其状态实现对交换机的管理。但是,对物理交换机状态的管理,并不相当于对存储网虚拟交换机的管理。在分布式存储网络系统中,存储网络负责存储业务数据传输,往往不免涉及到对其中交换机的管理;而在上述的基于虚拟网络的分布式存储网络系统中,即使对存储网虚拟交换机的管理。因此,进一步地,在上述优先实施例提供的一种基于虚拟网络的分布式存储网络系统中,通过软件将其中的管理网虚拟交换机与存储网虚拟交换机耦接,进而实现管理网络对存储网虚拟交换机的精细管理。
本发明的另一些优先实施例还提供一种基于虚拟网络的分布式存储通信方法,该分布式存储通信方法,包括:
在存储节点的宿主机上,运行管理/存储网络控制器;
将管理/存储网络控制器与存储节点的操作系统耦接;
以及将管理/存储网络控制器分别与管理网络接口、存储网络接口耦接;
其中,管理网络包括管理节点、存储节点和管理网虚拟交换机;
存储网络包括存储节点和存储网虚拟交换机;
其中,存储节点是指用于提供存储服务的节点;其为虚拟节点,即利用宿主机(如物理集群中的服务器主机节点)资源虚拟化出的逻辑计算机,例如虚拟机等;
上述的管理/存储网络控制器,使得管理网络、存储网络在物理网络并行传输;且在逻辑上隔离地并行传输;
具体而言,可以提供两组不同的虚拟网络接口控制器(即管理网络接口控制器组和存储网络接口控制器组;其中,各组内的虚拟网络接口控制器间通过虚拟链路等彼此耦接),分别将它们的一侧的虚拟网络接口控制器与存储节点的操作系统耦接;另一侧的虚拟网络接口控制器对应地与管理网络接口、存储网络接口耦接;当管理网络和存储网络在同一物理网络并行时,即通过上述的管理网络接口控制器组和存储网络接口控制器组的网络接入控制,实现管理网络和存储网络在逻辑上的隔离。其中,可以通过使管理网络接口、存储网络接口与宿主机的同一块物理网卡耦接的方式,实现管理网络和存储网络在同一物理网络并行。
进一步地,在上述优先实施例中的一些提供的一种基于虚拟网络的分布式存储通信方法中,对其中的管理网络节点间的通信提供带宽保证。其中的带宽保证,包括:通过限制存储网络节点间通信的带宽占用,使之保障有足够的剩余带宽保障管理网络通信。当然,也可以同时对管理网络和存储网络的节点间通信均分别进行带宽保证。另外,若其中的管理节点等非存储节点不与其他网络共用同一物理网络时,则也可不提供其带宽保证。
进一步地,在上述优先实施例中的一些提供的一种基于虚拟网络的分布式存储通信方法中,将管理网络与前端租户业务网络耦接;租户通过前端租户业务网络以及管理网络,访问存储系统的门户界面下发增、删、检、查等管理指令;而存储网络负责存储业务数据传输,存储空间以卷的形式通过存储网络挂载给前端租户业务系统。
在上述优先实施例的一些提供基于虚拟网络的分布式存储通信方法中,其中的管理网虚拟交换机和存储网虚拟交换机均是由同一个/组物理交换机实现的,故管理网络能够仅通过管理网虚拟交换机耦接物理交换机,获取其状态实现对交换机的管理。但是,对物理交换机状态的管理,并不相当于对存储网虚拟交换机的管理。在分布式存储网络系统中,存储网络负责存储业务数据传输,往往不免涉及到对其中交换机的管理;而在上述的基于虚拟网络的分布式存储通信方法中,即使对存储网虚拟交换机的管理。因此,进一步地,在上述优先实施例提供的一种基于虚拟网络的分布式存储通信方法中,通过软件将其中的管理网虚拟交换机与存储网虚拟交换机耦接,通过上述耦接实现管理网络中的管理节点对存储网虚拟交换机的精细管理。
以上所述仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此。
Claims (8)
1.一种基于虚拟网络的分布式存储网络系统,其特征在于,包括:
管理网络和存储网络;
以及管理/存储网络控制器;其中,
管理网络包括管理节点、存储节点和管理网虚拟交换机;
存储网络包括存储节点和存储网虚拟交换机;其中,
存储节点与存储网虚拟交换机通过它们之间的链路相连;
存储节点、管理节点与管理网虚拟交换机通过它们之间的链路相连;
管理/存储网络控制器,分别与存储节点的操作系统以及管理网络接口、存储网络接口耦接;
且管理/存储网络控制器能够提供管理网络、存储网络在物理网络的并行传输、以及管理网络与存储网络的隔离;
其中的管理网虚拟交换机与存储网虚拟交换机耦接,通过该耦接,管理网络中的管理节点对存储网虚拟交换机精细管理。
2.根据权利要求1所述的基于虚拟网络的分布式存储网络系统,其特征在于,
对其中的管理网络节点间的通信提供带宽保证或对其中的管理网络和存储网络节点间通信分别提供带宽保证:
即通过限制其他网络的带宽占用,以保障有足够的剩余带宽给被提供带宽保证的网络。
3.根据权利要求1所述的基于虚拟网络的分布式存储网络系统,其特征在于,
其中的管理/存储网络控制器,包括管理网络接口控制器组和存储网络接口控制器组;将管理网络接口控制器组、存储网络接口控制器组的一侧的虚拟网络接口控制器与存储节点的操作系统耦接;另一侧的虚拟网络接口控制器对应地与管理网络接口、存储网络接口耦接;
通过它们的网络接入控制,实现管理网络和存储网络在逻辑上的隔离。
4.根据权利要求1所述的基于虚拟网络的分布式存储网络系统,其特征在于,
其中的管理网络与前端租户业务网络耦接;
所述的前端租户业务网络用于租户访问;租户通过前端租户业务网络以及管理网络,访问存储系统的门户界面下发管理指令;
而其中的存储网络负责存储业务数据传输,存储空间以卷的形式通过存储网络挂载给前端租户业务系统。
5.一种基于虚拟网络的分布式存储通信方法,其特征在于,包括:
在存储节点的宿主机上,运行管理/存储网络控制器;
将管理/存储网络控制器与存储节点的操作系统耦接;
且将管理/存储网络控制器分别与管理网络接口、存储网络接口耦接;
管理/存储网络控制器,使管理网络、存储网络在物理网络并行传输;且在逻辑上隔离地并行传输;
其中,管理网络包括管理节点、存储节点和管理网虚拟交换机;
存储网络包括存储节点和存储网虚拟交换机;
将其中的管理网虚拟交换机与存储网虚拟交换机耦接,通过该耦接,管理网络中的管理节点对存储网虚拟交换机精细管理。
6.根据权利要求5所述的基于虚拟网络的分布式存储通信方法,其特征在于,
对其中的管理网络节点间的通信提供带宽保证或对其中的管理网络和存储网络节点间通信分别提供带宽保证:
即通过限制其他网络的带宽占用,以保障有足够的剩余带宽给被提供带宽保证的网络。
7.根据权利要求5所述的基于虚拟网络的分布式存储通信方法,其特征在于,
提供管理网络接口控制器组和存储网络接口控制器组;
分别将它们的一侧的虚拟网络接口控制器与存储节点的操作系统耦接;另一侧的虚拟网络接口控制器对应地与管理网络接口、存储网络接口耦接;
通过它们的网络接入控制,实现管理网络和存储网络在逻辑上的隔离。
8.根据权利要求5所述的基于虚拟网络的分布式存储通信方法,其特征在于,
将管理网络与前端租户业务网络耦接;租户通过前端租户业务网络以及管理网络,访问存储系统的门户界面下发管理指令;而存储网络负责存储业务数据传输,存储空间以卷的形式通过存储网络挂载给前端租户业务系统。
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