CN113553142B - 云平台的存储空间整理方法、配置方法及可读存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种云平台的存储空间整理方法和配置方法，该云平台的存储空间整理方法，在比对物理磁盘存储内容和磁盘镜像内容后，得到了已经在虚拟磁盘镜像空间中删除但依然占用物理磁盘存储空间的内容，移除这些内容所占用的空间后，真实被占用的云平台物理磁盘存储空间变得连续，因而未被占用的云平台存储空间也变得连续，因此云平台在运行一段时间后依然能够提供连续的存储空间供虚拟机使用，而无需先统筹零散的存储空间后再分配给虚拟机，加快云平台分配存储空间的速度。

Description

云平台的存储空间整理方法、配置方法及可读存储介质
技术领域
本发明涉及云计算领域，特别涉及一种云平台的存储空间整理方法、配置方法和计算机可读存储介质，计算机可读存储介质被控制器执行时能实现云平台的存储空间整理和/或配置方法。
背景技术
云计算技术的出现，带来了全新的IT基础架构建设、使用和交付模式。云计算通过服务器虚拟化技术得到虚拟机并将其作为业务服务器提供给用户使用，相比传统物理机，虚拟机的部署更为方便快捷。并且，云计算通过网络对物理资源、虚拟资源、业务资源进行统一管理，形成云资源管理平台（即“云平台”），云平台能够控制多个虚拟机在不同物理机之间迁移，从而提高了对物理机的内存、存储空间等资源进行调度的灵活性，实现了更细粒度的资源利用。
以云平台的虚拟机A的存储空间为例，虚拟机A预先向云平台请求资源上限值为Rmax的存储空间，云平台预先仅记录而不实际分配存储空间给虚拟机A。待虚拟机A在运行过程中向云平台请求存储空间，云平台就先确认虚拟机A加上请求的存储空间后不超出存储空间上限值Rmax，再依虚拟机A实时提出的存储空间请求分配相应容量的存储空间给虚拟机A；若超出则云平台拒绝为虚拟机A分配存储空间。目前，大型云平台通常都有储备有大量的存储空间，并且设置了加速分配方法，可以实现存储空间的快速分配。但对于小型云平台，在运行较长时间后，往往会出现云平台为虚拟机分配存储空间的速度变慢的问题。
发明内容
发明人想到：云平台刚开始运行的时候，其为虚拟机分配的都是连续的空白存储空间，这些空间可以直接快速地分配给虚拟机，而在云平台运行一段时间后，其存储空间变得零散，特别是在虚拟机的虚拟磁盘镜像上已经删除的内容，却依然以可被覆盖的方式占用云平台的物理磁盘存储空间，这使得云平台在判断可分配存储空间时需要统筹零散的存储空间，分配速度变慢。
为此，发明人提供了一种云平台的存储空间整理方法，使得云平台在运行一段时间后能够快速分配存储空间。
提供一种云平台的存储空间整理方法，其特征是包括如下步骤：
读取步骤，读取物理机的磁盘存储内容以及各个虚拟机的磁盘镜像内容；
比对步骤，把所读取的磁盘镜像内容与磁盘存储内容相比对，判断比对的这两者所占用的存储空间大小是否一致；
整理步骤，若比对步骤中的判断结果为一致，则把物理机存储空间中两个被判断为一致的空间之间所夹的空间移动到他处，从而使所述的两个被判断为一致的空间连续，而被移动的空间与他处的空间连成连续的存储空间。
优选地，重复地依次执行所述读取步骤、比对步骤和整理步骤，直到达到结束条件：多次比对步骤累积的判断结果为一致的空间达到预设程度，就结束整理存储空间。
优选地，所述多次比对步骤累积的判断结果为一致的空间达到预设程度是指：多次比对步骤累积的判断结果为一致的空间大小达到预设值或达到全部虚拟机总大小的预设比例。
优选地，在重复执行的多次整理步骤中，仅把物理机存储空间中两个被判断为一致的空间之间所夹的空间记为标记空间而不移动到他处，直到达到所述的结束条件，把所述标记空间一起移动到他处。
优选地，所述记为标记空间是指：把空间标零。
优选地，在所述整理步骤中，所述的移动到他处具体是移动到物理机存储空间的末端。
还提供一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时能够实现上述的云平台的存储空间整理方法。
还提供一种云平台的存储空间配置方法，检测为虚拟机分配存储空间的速度，若检测到分配速度低至预设程度，则执行上述的存储空间整理方法得到连续的存储空间，然后把所得到的连续存储空间分配给虚拟机。
优选地，所述分配速度低至预设程度是指：分配速度降到预设阈值或分配速度减少预设幅度。
还提供一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时能够实现上述的云平台的存储空间配置方法。
有益效果：该云平台的存储空间整理方法，在比对物理磁盘存储内容和磁盘镜像内容后，得到了已经在虚拟磁盘镜像空间中删除但依然占用物理磁盘存储空间的内容，移除这些内容所占用的空间后，真实被占用的云平台物理磁盘存储空间变得连续，因而未被占用的云平台存储空间也变得连续，因此云平台在运行一段时间后依然能够提供连续的存储空间供虚拟机使用，而无需先统筹零散的存储空间后再分配给虚拟机，加快云平台分配存储空间的速度。
附图说明
图1是应用该云平台的存储空间整理方法的云平台的网络架构图。
图2是虚拟机实时占用的存储空间与其虚拟磁盘镜像占用的物理存储这两者的状态对比示意图。
图3是在T2时刻就经该云平台的存储空间整理方法处理前/后的虚拟机的虚拟磁盘镜像占用的物理存储状态对比示意图。
图4是在T3时刻才经该云平台的存储空间整理方法处理前/后的虚拟机的虚拟磁盘镜像占用的物理存储状态对比示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施方式对本发明创造作进一步详细说明。
本实施例的虚拟化的云平台如图1所示，云平台有多个虚拟机1、2、…n，这些虚拟机都由物理机中的某一磁盘提供存储空间。通过负载均衡技术，不同的虚拟机由不同的磁盘提供存储空间，或者同一虚拟机由不同的磁盘提供存储空间。用户（应用/服务提供方）在客户端使用虚拟机来提供应用/服务，为此用户向云平台请求存储空间资源，初始状态下，云平台为用户申请的一台虚拟机VM分配上限为50G的可占用物理存储，虚拟机VM可向云平台申请使用的存储空间为50 G。在虚拟机VM运行过程中，虚拟机VM根据业务流量的需求陆续向云平台请求存储空间资源，云平台响应用户的请求，采用负载均衡技术将物理存储动态地分配给虚拟机，陆续为该虚拟机VM配置总量不超过50 G的存储空间，若虚拟机当前请求的总存储空间超过上限，则云平台发出虚拟机请求存储空间权限不足告警，并拒绝配置新的存储空间给该虚拟机。
云平台采用预设的存储空间配置方法为各个虚拟机分配存储空间，云平台为虚拟机VM分配的存储空间（存储有磁盘存储内容）及虚拟机的虚拟磁盘镜像内容变化状态见图2。在T1时刻，虚拟机的磁盘镜像内容和物理机的磁盘存储内容都占用同样的S1、S2、S5三处存储空间；T2时刻，虚拟机删除了磁盘镜像内容中S2、S5这两处存储空间的内容，并在S3处写入内容，此时物理机的磁盘存储内容在S3处写入内容但不随虚拟机删除S2、S5这两处内容；T3时刻，虚拟机删除了磁盘镜像内容中S1处存储空间的内容，并在S21处和S4处写入内容，此时物理机的磁盘存储内容在S4处写入内容并以覆盖的方式在原S2中的S21处写入内容但不随虚拟机删除S1处内容。
其中，云平台每次为虚拟机分配存储空间时还检测并记录分配存储空间的速度，若在运行一段时间后，云平台检测到分配速度低至预设程度，比如：分配速度降到预设阈值或分配速度比初始分配速度减少了预设幅度（如30%），就说明云平台当前在处理分配存储空间这一事项上出现异常，云平台就立即执行下述存储空间整理方法，使得云平台能够恢复快速分配存储空间的状态。
比如，在T2时刻云平台给虚拟机VM（本实施例仅以一台虚拟机的情况作说明，但该方法同样适用于为多台虚拟机分配存储空间的情况）分配存储空间的速度相比于T1时刻降低了30%，云平台就执行下述存储空间整理方法来加快云平台分配存储空间的速度，具体步骤如下。
读取步骤：读取T2时刻物理机的磁盘存储内容（见图3第二行D）以及虚拟机VM的磁盘镜像内容（见图3第一行F）。
比对步骤：把所读取的磁盘镜像内容与磁盘存储内容相比对，判断比对的这两者所占用的存储空间大小是否一致。T2时刻，对虚拟机VM来说，其磁盘镜像内容与磁盘存储内容在存储空间S1和S3这两处的大小是一致的，在存储空间S2和S5这两处的大小是不一致的。
整理步骤：若比对步骤中的判断结果为一致，则把物理机存储空间中两个被判断为一致的空间之间所夹的空间移动到他处（如物理机存储空间的末端），具体地，T2时刻，云平台把物理机的磁盘存储内容（见图3第二行D）中的存储空间S2移动到最右（或者存储空间S3右侧的任意/随机位置），从而使得两个被判断为一致的空间S1和S3连续，而被移动的空间与他处的空间连成连续的存储空间。该方法保持虚拟机镜像的虚拟大小，只是减少其对物理存储的实际占用，然后，云平台能够把经过上述处理后所得到的连续物理存储空间再连续地分配给虚拟机VM。
其中，见图4，T3时刻，云平台再次执行存储空间整理方法，云平台把物理机存储空间S22（存储空间S2未被S21覆盖写入的部分）移动到他处后，存储空间S21和S3连续；此时，物理机存储空间还有远离被占用的存储空间S21和S3的存储空间S4，而邻近存储空间S21处具有未被占用的存储空间S1，把存储空间S4移动到空置的存储空间S1处，使得连续物理存储空间的范围更大。
其中，云平台重复地依次执行读取步骤、比对步骤和整理步骤，直到达到结束条件：多次比对步骤累积的判断结果为一致的空间达到预设程度，如累积的空间大小达到预设值或达到全部虚拟机总大小的预设比例，就结束整理存储空间。
其中，在重复执行的多次整理步骤中，仅把物理机存储空间中两个被判断为一致的空间之间所夹的空间记为标记空间而不移动到他处，直到达到的结束条件，把标记空间一起移动到他处。其中，标记空间的具体方式是把空间标零，这样云平台就能快速识别出标记空间，从而加快整理存储空间的速度。
该云平台的存储空间整理方法，在比对物理磁盘存储内容和磁盘镜像内容后，得到了已经在虚拟磁盘镜像空间中删除但依然占用物理磁盘存储空间的内容，移除这些内容所占用的空间后，真实被占用的云平台物理磁盘存储空间变得连续，因而未被占用的云平台存储空间也变得连续，因此云平台在运行一段时间后依然能够提供连续的存储空间供虚拟机使用，而无需先统筹零散的存储空间后再分配给虚拟机，加快云平台分配存储空间的速度。
如上仅为本发明创造的实施方式，不以此限定专利保护范围。本领域技术人员在本发明创造的基础上作出非实质性的变化或替换，仍落入专利保护范围。

Claims (10)

1.一种云平台的存储空间整理方法，其特征是包括如下步骤：
读取步骤，读取物理机的磁盘存储内容以及各个虚拟机的磁盘镜像内容；
比对步骤，把所读取的磁盘镜像内容与磁盘存储内容相比对，判断比对的这两者所占用的存储空间大小是否一致；
整理步骤，若比对步骤中的判断结果为一致，则把物理机存储空间中两个被判断为一致的空间之间所夹的空间移动到他处，从而使所述的两个被判断为一致的空间连续，而被移动的空间与他处的空间连成连续的存储空间。
2.根据权利要求1所述的云平台的存储空间整理方法，其特征是，重复地依次执行所述读取步骤、比对步骤和整理步骤，直到达到结束条件：多次比对步骤累积的判断结果为一致的空间达到预设程度，就结束整理存储空间。
3.根据权利要求2所述的云平台的存储空间整理方法，其特征是，所述多次比对步骤累积的判断结果为一致的空间达到预设程度是指：多次比对步骤累积的判断结果为一致的空间大小达到预设值或达到全部虚拟机总大小的预设比例。
4.根据权利要求2所述的云平台的存储空间整理方法，其特征是，在重复执行的多次整理步骤中，仅把物理机存储空间中两个被判断为一致的空间之间所夹的空间记为标记空间而不移动到他处，直到达到所述的结束条件，把所述标记空间一起移动到他处。
5.根据权利要求4所述的云平台的存储空间整理方法，其特征是，所述记为标记空间是指：把空间标零。
6.根据权利要求1所述的云平台的存储空间整理方法，其特征是，在所述整理步骤中，所述的移动到他处具体是移动到物理机存储空间的末端。
7.一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，其特征是，所述计算机程序被处理器执行时能够实现权利要求1~6中任一项所述的云平台的存储空间整理方法。
8.一种云平台的存储空间配置方法，其特征是：检测为虚拟机分配存储空间的速度，若检测到分配速度低至预设程度，则执行如权利要求1~6中任一项所述的存储空间整理方法得到连续的存储空间，然后把所得到的连续存储空间分配给虚拟机。
9.根据权利要求8所述的云平台的存储空间配置方法，其特征是，所述分配速度低至预设程度是指：分配速度降到预设阈值或分配速度减少预设幅度。
10.一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，其特征是，所述计算机程序被处理器执行时能够实现权利要求8~9中任一项所述的云平台的存储空间配置方法。
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