CN113535096A - 虚拟NVMe固态驱动器存储构建方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例通过提供一种虚拟NVMe固态驱动器存储构建方法及装置，包括：创建包含有本地服务器的全部旋转磁盘驱动器的RAID5卷；将本地服务器的NVMe固态驱动器设置为RAID5卷的回写缓存；将混合SSD卷的标识设置为NVMe，形成虚拟NVMe固态驱动器；在辅助服务器加载启动器或主机端的内核模块。本发明实施例构建的虚拟NVMe固态驱动器将通过标准网络导出，主机可以在标准网络上进行连接并像访问本地连接的卷一样对其进行访问，使非易失性存储器固态驱动器和旋转磁盘驱动器的优点均得到发挥。

Description

虚拟NVMe固态驱动器存储构建方法及装置
技术领域
本申请涉及数据存储技术领域，尤其涉及一种虚拟NVMe固态驱动器存储构建方法及装置。
背景技术
随着计算机技术的发展，各种电子硬件设备快速更新迭代。通常，较旧或较慢的硬件会保留在后端，而环境的其余部分会更新到最新和最先进的技术。例如，环境的其余部分采用非易失性存储器固态驱动器，而不是旋转磁盘驱动器。
非易失性存储器固态驱动器即使提供了所需的性能，与传统的旋转磁盘驱动器相比，其容量较小和价格也较贵。如何使非易失性存储器固态驱动器和旋转磁盘驱动器的优点均得到发挥，成为现在急需解决的问题。
发明内容
本发明实施例通过提供一种虚拟NVMe固态驱动器存储构建方法及装置，解决了现有技术中如何使非易失性存储器固态驱动器和旋转磁盘驱动器的优点均得到发挥的技术问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种虚拟NVMe固态驱动器存储构建方法，其包括：
创建包含有本地服务器的全部旋转磁盘驱动器的RAID5卷；
将所述本地服务器的NVMe固态驱动器设置为所述RAID5卷的回写缓存；
将混合SSD卷的标识设置为NVMe，形成虚拟NVMe固态驱动器；其中，所述混合SSD卷包括所述RAID5卷和所述NVMe固态驱动器；
在辅助服务器加载启动器或主机端的内核模块，其中，所述辅助服务器为连接到目标服务器并使用所述虚拟NVMe固态驱动器的服务器。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，该方法还包括：
验证是否创建所述RAID5卷；
重新读取所述RAID5卷；
将写日志模式直写更改为写回和验证。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，该方法还包括：将NVMe目标树在内核用户配置文件系统上设置为可用。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述将NVMe目标树在内核用户配置文件系统上设置为可用，具体包括：
挂载所述内核用户配置文件系统；
在目标子系统下创建一个NVMe目标测试目录，并切换到所述NVMe目标测试目录；
创建一个名称空间，并转到所述名称空间的目录下；
将所述混合SSD卷设置为NVMe目标设备并启用所述名称空间；
在所述NVMe目标树中创建目标端口的端口目录，并切换到所述端口目录；
将所述目标子系统链接到所述目标端口并验证导出。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，该方法还包括：
将所述辅助服务器连接到所述目标服务器，并导入要导出的所述虚拟NVMe固态驱动器；
验证所述目标子系统是否可以看到NVMe目标，以及所述混合SSD卷是否已在本地设备列表中列出。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述目标服务器和所述启动器均在其I/O防火墙规则中打开端口4420。
第二方面，本发明实施例还提供了一种虚拟NVMe固态驱动器存储构建装置，包括：
创建模块，用于创建包含有本地服务器的全部旋转磁盘驱动器的RAID5卷；
第一设置模块，将所述本地服务器的NVMe固态驱动器设置为所述RAID5卷的回写缓存；
第二设置模块，将混合SSD卷的标识设置为NVMe，形成虚拟NVMe固态驱动器；其中，所述混合SSD卷包括所述RAID5卷和所述NVMe固态驱动器；
加载模块，在所述辅助服务器加载启动器或主机端的内核模块，其中，所述辅助服务器为连接到导出目标并使用所述虚拟NVMe固态驱动器的服务器。
结合第二方面，在一种可能的实现方式中，该装置还包括：
第一验证模块，用于验证是否创建所述RAID5卷；
重新读取模块，用于重新读取所述RAID5卷；
更改模块，用于将写日志模式直写更改为写回和验证。
结合第二方面，在一种可能的实现方式中，该装置还包括：
第三设置模块，用于将NVMe目标树在内核用户配置文件系统上设置为可用。
结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述第三设置模块，具体用于：
挂载所述内核用户配置文件系统；
在目标子系统下创建一个NVMe目标测试目录，并切换到所述NVMe目标测试目录；
创建一个名称空间，并转到所述名称空间的目录下；
将所述混合SSD卷设置为NVMe目标设备并启用所述名称空间；
在所述NVMe目标树中创建目标端口的端口目录，并切换到所述端口目录；
将所述目标子系统链接到所述目标端口并验证导出。
结合第二方面，在一种可能的实现方式中，该装置还包括：
连接模块，将所述辅助服务器连接到所述目标服务器，并导入要导出的所述虚拟NVMe固态驱动器；
第二验证模块，验证所述目标子系统是否可以看到NVMe目标，以及所述混合SSD卷是否已在本地设备列表中列出。
结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述目标服务器和所述启动器均在其I/O防火墙规则中打开端口4420。
第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器；
所述存储器用于存储计算机可执行指令；
所述处理器用于执行所述计算机可执行指令，以实现第一方面及第一方面各种可能的实现方式中所述的方法。
第四方面，本发明实施例提供了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可执行指令，计算机执行所述可执行指令时能够实现第一方面及第一方面各种可能的实现方式中所述的方法。
本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本发明实施例提供了一种虚拟NVMe固态驱动器存储构建方法，该方法构建的虚拟NVMe固态驱动器将通过标准网络导出，主机可以在标准网络上进行连接并像访问本地连接的卷一样对其进行访问，使非易失性存储器固态驱动器和旋转磁盘驱动器的优点均得到发挥。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例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。
图1为本发明实施例提供的虚拟NVMe固态驱动器存储构建方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的写日志模式更改过程的流程图；
图3为本发明实施例提供的将NVMe目标树在内核用户配置文件系统上设置为可用的流程图；
图4为本发明实施例提供的验证目标子系统是否可以看到NVMe目标的流程图。
图5为本发明实施例提供的虚拟NVMe固态驱动器存储构建装置的示意图。
图6为本发明实施例提供的电子设备的示意图。
具体实施方式
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的一部分实施例，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，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种虚拟NVMe固态驱动器存储构建方法，如图1所示，该方法包括步骤S101至步骤S104，具体如下。
步骤S101、创建包含有本地服务器的全部旋转磁盘驱动器的RAID5卷。
步骤S102、将本地服务器的NVMe固态驱动器设置为RAID5卷的回写缓存。
步骤S103、将混合SSD卷的标识设置为NVMe，形成虚拟NVMe固态驱动器；其中，混合SSD卷包括RAID5卷和NVMe固态驱动器。
步骤S104、在辅助服务器加载启动器或主机端的内核模块，其中，辅助服务器为连接到目标服务器并使用虚拟NVMe固态驱动器的服务器。
步骤S101能够使一个旋转磁盘驱动器的容量来容纳奇偶校验数据，以实现容错和数据冗余。如果单个旋转磁盘驱动器发生故障，则可以继续提供数据请求，同时还具有将原始数据还原到替换旋转磁盘驱动器的功能。
具体地，RAID5卷通过XOR算法计算奇偶校验，从而对RAID5卷中所有驱动器上的数据块进行条带化。每个条带均对其条带内的数据保持奇偶校验；因此，奇偶校验数据不位于阵列内的单个旋转磁盘驱动器上，而是分布在所有卷上。
在执行步骤S103时，插入NVMe目标和NVMe目标TCP模块，以方便虚拟NVMe固态驱动器通过TCP跨NVMeoF网络导出。
该方法构建的虚拟NVMe固态驱动器将通过标准网络导出，主机可以在标准网络上进行连接并像访问本地连接的卷一样对其进行访问，使非易失性存储器固态驱动器和旋转磁盘驱动器的优点均得到发挥。
本发明实施例提供的虚拟NVMe固态驱动器存储构建方法，在创建包含有本地服务器的全部旋转磁盘驱动器的RAID5卷之后，还包括步骤S201至步骤S203，具体参照图2所示。
步骤S201、验证是否创建RAID5卷。
步骤S202、重新读取RAID5卷。
步骤S203、将写日志模式直写更改为写回和验证。
该方法还包括：将NVMe目标树在内核用户配置文件系统上设置为可用。实施将NVMe目标树在内核用户配置文件系统上设置为可用这一步骤，能够提供对整个NVMe目标配置环境的访问。
如图3所示，将NVMe目标树在内核用户配置文件系统上设置为可用，具体包括步骤S301至步骤S306。
步骤S301、挂载内核用户配置文件系统。
步骤S302、在目标子系统下创建一个NVMe目标测试目录，并切换到NVMe目标测试目录。
步骤S303、创建一个名称空间，并转到名称空间的目录下。
步骤S304、将混合SSD卷设置为NVMe目标设备并启用名称空间。
步骤S305、在NVMe目标树中创建目标端口的端口目录，并切换到端口目录。
步骤S306、将目标子系统链接到目标端口并验证导出。
参照图4所示，在上述步骤104之后，该方法还包括步骤S401和步骤S402。
步骤S401、将辅助服务器连接到目标服务器，并导入要导出的虚拟NVMe固态驱动器。
步骤S402、验证目标子系统是否可以看到NVMe目标，以及混合SSD卷是否已在本地设备列表中列出。
需要说明的是，实施以上步骤时，目标服务器和启动器均在其I/O防火墙规则中打开端口4420。
虽然本申请提供了如实施例或流程图的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的操作步骤。本实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。在实际中的装置或客户端产品执行时,可以按照本实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境)。
本发明实施例还提供了一种虚拟NVMe固态驱动器存储构建装置50，如图5所示，该虚拟NVMe固态驱动器存储构建装置50包括创建模块51、第一设置模块52、第二设置模块53和加载模块54。其中，创建模块51用于创建包含有本地服务器的全部旋转磁盘驱动器的RAID5卷；第一设置模块52将本地服务器的NVMe固态驱动器设置为RAID5卷的回写缓存；第二设置模块53将混合SSD卷的标识设置为NVMe，形成虚拟NVMe固态驱动器；其中，混合SSD卷包括RAID5卷和NVMe固态驱动器；加载模块54在辅助服务器加载启动器或主机端的内核模块，其中，辅助服务器为连接到导出目标并使用虚拟NVMe固态驱动器的服务器。
创建模块51能够使一个旋转磁盘驱动器的容量来容纳奇偶校验数据，以实现容错和数据冗余。如果单个旋转磁盘驱动器发生故障，则可以继续提供数据请求，同时还具有将原始数据还原到替换旋转磁盘驱动器的功能。
具体地，RAID5卷通过XOR算法计算奇偶校验，从而对RAID5卷中所有驱动器上的数据块进行条带化。每个条带均对其条带内的数据保持奇偶校验；因此，奇偶校验数据不位于阵列内的单个旋转磁盘驱动器上，而是分布在所有卷上。
第二设置模块53工作时，插入NVMe目标和NVMe目标TCP模块，以方便虚拟NVMe固态驱动器通过TCP跨NVMeoF网络导出。
该装置构建的虚拟NVMe固态驱动器将通过标准网络导出，主机可以在标准网络上进行连接并像访问本地连接的卷一样对其进行访问，使非易失性存储器固态驱动器和旋转磁盘驱动器的优点均得到发挥。
该虚拟NVMe固态驱动器存储构建装置50还包括第一验证模块、重新读取模块和更改模块。其中，第一验证模块用于验证是否创建RAID5卷；重新读取模块用于重新读取RAID5卷；更改模块用于将写日志模式直写更改为写回和验证。
进一步地，该虚拟NVMe固态驱动器存储构建装置50还包括第三设置模块，第三设置模块用于将NVMe目标树在内核用户配置文件系统上设置为可用。第三设置模块工作时能够提供对整个NVMe目标配置环境的访问。
具体地，第三设置模块具体用于：挂载内核用户配置文件系统；在目标子系统下创建一个NVMe目标测试目录，并切换到NVMe目标测试目录；创建一个名称空间，并转到名称空间的目录下；将混合SSD卷设置为NVMe目标设备并启用名称空间；在NVMe目标树中创建目标端口的端口目录，并切换到端口目录；将目标子系统链接到目标端口并验证导出。
该虚拟NVMe固态驱动器存储构建装置50还包括连接模块和第二验证模块。连接模块将辅助服务器连接到目标服务器，并导入要导出的虚拟NVMe固态驱动器；第二验证模块验证目标子系统是否可以看到NVMe目标，以及混合SSD卷是否已在本地设备列表中列出。
需要说明地是，该虚拟NVMe固态驱动器存储构建装置50在工作时，目标服务器和启动器均在其I/O防火墙规则中打开端口4420。
上述实施例阐明的装置或模块，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。为了描述的方便,描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。在实施本申请时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。当然,也可以将实现某功能的模块由多个子模块或子单元组合实现。
本发明实施例还提供了一种电子设备，如图6所示，该电子设备包括存储器61和处理器62；存储器61与处理器62之间通过系统总线63连接。存储器61用于存储计算机可执行指令；处理器62用于执行计算机可执行指令，以实现本发明实施例提供的虚拟NVMe固态驱动器存储构建方法。
本发明实施例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可执行指令，计算机执行可执行指令时能够实现本发明实施例中提供的虚拟NVMe固态驱动器存储构建方法。
上述存储介质包括但不限于随机存取存储器(英文：RandomAccessMemory；简称：RAM)、只读存储器(英文：Read-Only Memory；简称：ROM)、缓存(英文：Cache)、硬盘(英文：Hard DiskDrive；简称：HDD)或者存储卡(英文：MemoryCard)。存储器可以用于存储计算机程序指令。
本申请中的方法、装置或模块可以以计算机可读程序代码方式实现控制器按任何适当的方式实现，例如，控制器可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该(微)处理器执行的计算机可读程序代码(例如软件或固件)的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路(英文：Application Specific Integrated Circuit；简称：ASIC)、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器的形式，控制器的例子包括但不限于以下微控制器：ARC 625D、AtmelAT91SAM、Microchip PIC18F26K20以及Silicone Labs C8051F320，存储器控制器还可以被实现为存储器的控制逻辑的一部分。本领域技术人员也知道,除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件，而对其内部包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至，可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
本申请装置中的部分模块可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构、类等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中,程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的硬件的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,也可以通过数据迁移的实施过程中体现出来。该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等,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，移动终端，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分的方法。
本说明书中的各个实施方式采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式的不同之处。本申请的全部或者部分可用于众多通用或专用的计算机系统环境或配置中。
以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对本申请限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种虚拟NVMe固态驱动器存储构建方法，其特征在于，包括：
创建包含有本地服务器的全部旋转磁盘驱动器的RAID5卷；
将所述本地服务器的NVMe固态驱动器设置为所述RAID5卷的回写缓存；
将混合SSD卷的标识设置为NVMe，形成虚拟NVMe固态驱动器；其中，所述混合SSD卷包括所述RAID5卷和所述NVMe固态驱动器；
在辅助服务器加载启动器或主机端的内核模块，其中，所述辅助服务器为连接到目标服务器并使用所述虚拟NVMe固态驱动器的服务器。
2.根据权利要求1所述的虚拟NVMe固态驱动器存储构建方法，其特征在于，还包括：
验证是否创建所述RAID5卷；
重新读取所述RAID5卷；
将写日志模式直写更改为写回和验证。
3.根据权利要求1所述的虚拟NVMe固态驱动器存储构建方法，其特征在于，还包括：将NVMe目标树在内核用户配置文件系统上设置为可用。
4.根据权利要求3所述的虚拟NVMe固态驱动器存储构建方法，其特征在于，所述将NVMe目标树在内核用户配置文件系统上设置为可用，具体包括：
挂载所述内核用户配置文件系统；
在目标子系统下创建一个NVMe目标测试目录，并切换到所述NVMe目标测试目录；
创建一个名称空间，并转到所述名称空间的目录下；
将所述混合SSD卷设置为NVMe目标设备并启用所述名称空间；
在所述NVMe目标树中创建目标端口的端口目录，并切换到所述端口目录；
将所述目标子系统链接到所述目标端口并验证导出。
5.根据权利要求4所述的虚拟NVMe固态驱动器存储构建方法，其特征在于，还包括：
将所述辅助服务器连接到所述目标服务器，并导入要导出的所述虚拟NVMe固态驱动器；
验证所述目标子系统是否可以看到NVMe目标，以及所述混合SSD卷是否已在本地设备列表中列出。
6.根据权利要求4或5所述的虚拟NVMe固态驱动器存储构建方法，其特征在于，所述目标服务器和所述启动器均在其I/O防火墙规则中打开端口4420。
7.一种虚拟NVMe固态驱动器存储构建装置，其特征在于，包括：
创建模块，用于创建包含有本地服务器的全部旋转磁盘驱动器的RAID5卷；
第一设置模块，将所述本地服务器的NVMe固态驱动器设置为所述RAID5卷的回写缓存；
第二设置模块，将混合SSD卷的标识设置为NVMe，形成虚拟NVMe固态驱动器；其中，所述混合SSD卷包括所述RAID5卷和所述NVMe固态驱动器；
加载模块，在辅助服务器加载启动器或主机端的内核模块，其中，所述辅助服务器为连接到导出目标并使用所述虚拟NVMe固态驱动器的服务器。
8.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器；
所述存储器用于存储计算机可执行指令；
所述处理器用于执行所述计算机可执行指令，以实现权利要求1-6中任一项所述的方法。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有可执行指令，计算机执行所述可执行指令时能够实现如权利要求1-6任一项所述的方法。
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