CN113965560A - 数据传输方法和代理服务器、存储介质及电子装置 - Google Patents

数据传输方法和代理服务器、存储介质及电子装置 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供了一种数据传输方法和代理服务器、存储介质及电子装置,上述方法包括:代理服务器接收客户端发送的目标请求,在目标请求为查看请求的情况下,代理服务器从保存的属性信息副本中获取目标文件的目标属性信息,并返回给客户端;在目标请求为传输请求的情况下,代理服务器将目标请求发送给数据服务器中的目标服务器,其中,数据服务器为双层堆叠的FTPServer多实例分布式集群服务器,数据服务器包括多个第一服务器,代理服务器中记录有每一个第一服务器上报的处理FTP用户的范围。通过本发明实施例,解决了文件传输效率低的问题,进而达到了提高文件传输效率的效果。

Description

数据传输方法和代理服务器、存储介质及电子装置
技术领域
本发明实施例涉及5G智能网络下文件传输技术领域领域,具体而言,涉及一种数据传输方法和代理服务器、存储介质及电子装置。
背景技术
现有支持FTP文件传输主要有如下几类方法:
高效单实例FTP服务器,单FTP服务器,利用本地文件系统,NIO等方式,高效支持FTP文件传输。
FTP分布式服务器,根据规模可以扩展多个FTP服务器实例,以支持更大规模。根据多FTP服务器实例间文件共享方式主要有如下3类:
(1)文件不共享;
(2)通过文件复制方式进行文件共享;
(3)通过NFS、CEPH等分布式文件系统方式进行文件共享;
一般通过FTP反向代理解决网络连通性问题,确保FTP客户端可以和不直通的FTP服务器之间传输文件。
然而,对于上述方法,单实例FTP服务,由于只有一个FTP服务器实例,支撑能力上限受限于单实例处理能力,无法满足大规模多连接场景,多实例FTP服务器现有实现无法很好解决高并发连接场景下效率问题。
也就是说,现有技术中数据传输的过程中,存在文件传输效率低的问题。
发明内容
本发明实施例提供了一种数据传输方法和代理服务器、存储介质及电子装置,以至少解决相关技术中文件传输效率低的问题。
根据本发明的一个实施例,提供了一种数据传输方法,包括:代理服务器接收客户端发送的目标请求,其中,所述目标请求为查看请求或者传输请求,所述查看请求用于请求查看数据服务器中目标文件的目标属性信息,所述传输请求用于请求向所述数据服务器传输目标文件或者从所述数据服务器获取所述目标文件;在所述目标请求为查看请求的情况下,所述代理服务器从保存的属性信息副本中获取所述目标文件的所述目标属性信息,并返回给所述客户端,其中,所述属性信息副本中记录有所述目标文件的目标文件标识与所述目标属性信息的对应关系;在所述目标请求为传输请求的情况下,所述代理服务器将所述目标请求发送给所述数据服务器中的目标服务器,其中,所述数据服务器为双层堆叠的FTPServer多实例分布式集群服务器,所述数据服务器包括多个第一服务器,所述代理服务器中记录有每一个所述第一服务器上报的处理FTP用户的范围。
在一个示例性实施例中,在所述代理服务器接收所述客户端发送的所述目标请求之前,所述方法还包括:获取所述数据服务器中所有的文件的文件标识与所有的文件的属性信息;将所述数据服务器中所有的文件的文件标识与所有的文件的属性信息保存到所述属性信息副本中。
在一个示例性实施例中,在所述代理服务器接收所述客户端发送的所述目标请求之前,所述方法还包括:获取用户标识与所述第一服务器的对应关系,其中,不同的所述用户标识对应不同的所述第一服务器;将所述对应关系保存到内存中。
在一个示例性实施例中,所述在所述目标请求为查看请求的情况下,从所述代理服务器中保存的属性信息副本中获取所述目标文件的所述属性信息并返回给所述客户端包括:获取所述目标请求中的所述目标文件的所述目标文件标识;在所述属性信息副本中获取与所述目标文件标识对应的所述目标属性信息;将所述目标属性信息返回给所述客户端。
在一个示例性实施例中,在所述目标请求为传输请求的情况下,将所述目标请求发送给所述数据服务器中的所述目标服务器之前,所述方法还包括:获取所述客户端的目标用户标识;查找内存中与所述目标用户标识对应的所述目标服务器。
在一个示例性实施例中,所述查找内存中与所述目标用户标识对应的所述目标服务器包括:在查找到与所述目标用户标识对应的多个服务器的情况下,从所述多个服务器中选择负载均衡最低的服务器作为所述目标服务器,或者使用轮询算法从所述多个服务器中确定出所述目标服务器。
在一个示例性实施例中,在所述目标请求为传输请求的情况下,将所述目标请求发送给所述数据服务器中的所述目标服务器之后,所述方法还包括:在所述客户端与所述目标服务器之间建立数据传输通道;通过所述数据传输通道在所述客户端与所述目标服务器之间传输所述目标文件。
在一个示例性实施例中,在所述代理服务器接收客户端发送的目标请求之前,所述方法还包括:在所述属性信息副本的文件大小小于预定阈值的情况下,将所述属性信息副本保存在内存中;在所述属性信息副本的文件大小大于或等于预定阈值的情况下,将所述属性信息副本保存到存储器中。
在一个示例性实施例中,在所述目标请求为传输请求的情况下,所述代理服务器将所述目标请求发送给所述数据服务器中的所述目标服务器之前,所述方法还包括:使用位于同一个所述第一服务器上的多个FTPServer实例形成一层堆叠结构;使用多个所述第一服务器形成双层堆叠结构,得到所述数据服务器。
在一个示例性实施例中,在使用多个所述第一服务器形成双层堆叠结构,得到所述数据服务器之后,所述方法还包括:将同一个所述第一服务器上的多个所述FTPServer实例挂载在相同的磁阵LUN高速存储上。
根据本发明的另一个实施例,提供了一种数据传输装置,包括:接收单元,用于接收客户端发送的目标请求,其中,所述目标请求为查看请求或者传输请求,所述查看请求用于请求查看数据服务器中目标文件的目标属性信息,所述传输请求用于请求向所述数据服务器传输目标文件或者从所述数据服务器获取所述目标文件;第一获取单元,用于在所述目标请求为查看请求的情况下,从保存的属性信息副本中获取所述目标文件的所述目标属性信息,并返回给所述客户端,其中,所述属性信息副本中记录有所述目标文件的目标文件标识与所述目标属性信息的对应关系;第一发送单元,用于在所述目标请求为传输请求的情况下,将所述目标请求发送给所述数据服务器中的目标服务器,其中,所述数据服务器为双层堆叠的FTPServer多实例分布式集群服务器,所述数据服务器包括多个第一服务器,所述代理服务器中记录有每一个所述第一服务器上报的处理FTP用户的范围。
在一个示例性实施例中,所述代理服务器还包括:第二获取单元,用于在所述代理服务器接收所述客户端发送的所述目标请求之前,获取所述数据服务器中所有的文件的文件标识与所有的文件的属性信息;第一保存单元,用于将所述数据服务器中所有的文件的文件标识与所有的文件的属性信息保存到所述属性信息副本中。
在一个示例性实施例中,所述代理服务器还包括:第三获取单元,用于在所述代理服务器接收所述客户端发送的所述目标请求之前,获取用户标识与所述第一服务器的对应关系,其中,不同的所述用户标识对应不同的所述第一服务器;第二保存单元,用于将所述对应关系保存到内存中。
在一个示例性实施例中,所述第一获取单元包括:第一获取模块,用于获取所述目标请求中的所述目标文件的所述目标文件标识;第二获取模块,用于在所述属性信息副本中获取与所述目标文件标识对应的所述目标属性信息;返回模块,用于将所述目标属性信息返回给所述客户端。
在一个示例性实施例中,所述代理服务器还包括:第四获取单元,用于在所述目标请求为传输请求的情况下,将所述目标请求发送给所述数据服务器中的所述目标服务器之前,获取所述客户端的目标用户标识;查找单元,用于查找内存中与所述目标用户标识对应的所述目标服务器。
在一个示例性实施例中,所述查找单元包括:处理模块,用于在查找到与所述目标用户标识对应的多个服务器的情况下,从所述多个服务器中选择负载均衡最低的服务器作为所述目标服务器,或者使用轮询算法从所述多个服务器中确定出所述目标服务器。
在一个示例性实施例中,所述代理服务器还包括:建立单元,用于在所述目标请求为传输请求的情况下,将所述目标请求发送给所述数据服务器中的所述目标服务器之后,在所述客户端与所述目标服务器之间建立数据传输通道;传输单元,用于通过所述数据传输通道在所述客户端与所述目标服务器之间传输所述目标文件。
在一个示例性实施例中,所述代理服务器还包括:第三保存单元,用于在所述代理服务器接收客户端发送的目标请求之前,在所述属性信息副本的文件大小小于预定阈值的情况下,将所述属性信息副本保存在内存中;第四保存单元,用于在所述属性信息副本的文件大小大于或等于预定阈值的情况下,将所述属性信息副本保存到存储器中。
根据本发明的又一个实施例,还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中存储有计算机程序,其中,所述计算机程序被设置为运行时执行上述任一项方法实施例中的步骤。
根据本发明的又一个实施例,还提供了一种电子装置,包括存储器和处理器,所述存储器中存储有计算机程序,所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。
通过本发明实施例,由于在文件的传输过程中,可以通过代理服务器进行文件的调度,查看请求可以直接通过代理服务器返回目标属性信息,而传输请求可以发送给不同的目标服务器进行处理,因此,可以解决文件传输效率低问题,达到提高文件传输效率效果。
附图说明
图1是根据本发明实施例的数据传输方法的移动终端的硬件结构框图;
图2是根据本发明实施例的数据传输方法的流程图;
图3是根据本发明实施例的数据传输方法的架构和流程示意图;
图4是根据本发明实施例的数据传输方法的分流与寻址流程图;
图5是根据本发明实施例的数据传输方法的分布式协调算法流程图;
图6是根据本发明实施例的数据传输方法的布式FTP集群亲和与HA示意图;
图7是根据本发明实施例的代理服务器的结构框图。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明的实施例。
需要说明的是,本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
文件传输
文件传输是通用技术,在5G智能网络场景下,文件传输无处不在。比如南向带外网元,由于5G海量接入特征,接入网元数大大增加,文件传输是网元性能管理,版本管理中的常用技术,由于安全性可以从接入网元物理网络上得到保障,所以简单高效的文件传输协议FTP服务器成为了文件传输的合理选择,海量接入的网元引发大量FTP并发连接请求。同时5G低时延智能网络进一步要求FTP在支持海量连接的同时做到文件传输高效率。
分布式集群
分布式是指多个系统协同合作完成一个特定的任务。分布式是解决中心化管理的问题,把所有的任务叠加到一个节点处理,太慢了。所以把一个大的问题拆分为多个小的问题,并分别解决,最终协同合作。分布式的主要工作是分解任务,将职能拆解。集群主要的使用场景是为了分担请求的压力,也就是在几个服务器上部署相同的应用程序,来分担客户端请求。
FTP反向代理
因网络环境限制,需要从内网(不能直接连通外网)向外部的ftp上传、下载文件,只能在网关服务器上架设ftp反向代理,网关服务器可同时连通外网与内网,内网的FTP用户连接FTP代理,通过其访问外部真实的FTP服务器。
本申请实施例中所提供的方法实施例可以在移动终端、计算机终端或者类似的运算装置中执行。以运行在移动终端上为例,图1是本发明实施例的一种数据传输方法的移动终端的硬件结构框图。如图1所示,移动终端可以包括一个或多个(图1中仅示出一个)处理器102(处理器102可以包括但不限于微处理器MCU或可编程逻辑器件FPGA等的处理装置)和用于存储数据的存储器104,其中,上述移动终端还可以包括用于通信功能的传输设备106以及输入输出设备108。本领域普通技术人员可以理解,图1所示的结构仅为示意,其并不对上述移动终端的结构造成限定。例如,移动终端还可包括比图1中所示更多或者更少的组件,或者具有与图1所示不同的配置。
存储器104可用于存储计算机程序,例如,应用软件的软件程序以及模块,如本发明实施例中的数据传输方法对应的计算机程序,处理器102通过运行存储在存储器104内的计算机程序,从而执行各种功能应用以及数据处理,即实现上述的数据传输方法。存储器104可包括高速随机存储器,还可包括非易失性存储器,如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中,存储器104可进一步包括相对于处理器102远程设置的存储器,这些远程存储器可以通过网络连接至移动终端。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
传输装置106用于经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括移动终端的通信供应商提供的无线网络。在一个实例中,传输装置106包括一个网络适配器(Network Interface Controller,简称为NIC),其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中,传输装置106可以为射频(Radio Frequency,简称为RF)模块,其用于通过无线方式与互联网进行通讯。
在本实施例中提供了一种数据传输方法,图2是根据本发明实施例的数据传输方法的流程图,如图2所示,该流程包括如下步骤:
步骤S202,代理服务器接收客户端发送的目标请求,其中,所述目标请求为查看请求或者传输请求,所述查看请求用于请求查看数据服务器中目标文件的目标属性信息,所述传输请求用于请求向所述数据服务器传输目标文件或者从所述数据服务器获取所述目标文件;
步骤S204,在所述目标请求为查看请求的情况下,所述代理服务器从保存的属性信息副本中获取所述目标文件的所述目标属性信息,并返回给所述客户端,其中,所述属性信息副本中记录有所述目标文件的目标文件标识与所述目标属性信息的对应关系;
步骤S206,在所述目标请求为传输请求的情况下,所述代理服务器将所述目标请求发送给所述数据服务器中的目标服务器,其中,所述数据服务器为双层堆叠的FTPServer多实例分布式集群服务器,所述数据服务器包括多个第一服务器,所述代理服务器中记录有每一个所述第一服务器上报的处理FTP用户的范围。
其中,在所述代理服务器接收所述客户端发送的所述目标请求之前,所述方法还包括:获取所述数据服务器中所有的文件的文件标识与所有的文件的属性信息;将所述数据服务器中所有的文件的文件标识与所有的文件的属性信息保存到所述属性信息副本中。
其中,在所述代理服务器接收所述客户端发送的所述目标请求之前,所述方法还包括:获取用户标识与所述第一服务器的对应关系,其中,不同的所述用户标识对应不同的所述第一服务器;将所述对应关系保存到内存中。
其中,所述在所述目标请求为查看请求的情况下,从所述代理服务器中保存的属性信息副本中获取所述目标文件的所述属性信息并返回给所述客户端包括:获取所述目标请求中的所述目标文件的所述目标文件标识;在所述属性信息副本中获取与所述目标文件标识对应的所述目标属性信息;将所述目标属性信息返回给所述客户端。
其中,在所述目标请求为传输请求的情况下,将所述目标请求发送给所述数据服务器中的所述目标服务器之前,所述方法还包括:获取所述客户端的目标用户标识;查找内存中与所述目标用户标识对应的所述目标服务器。
其中,所述查找内存中与所述目标用户标识对应的所述目标服务器包括:在查找到与所述目标用户标识对应的多个服务器的情况下,从所述多个服务器中选择负载均衡最低的服务器作为所述目标服务器,或者使用轮询算法从所述多个服务器中确定出所述目标服务器。
其中,在所述目标请求为传输请求的情况下,将所述目标请求发送给所述数据服务器中的所述目标服务器之后,所述方法还包括:在所述客户端与所述目标服务器之间建立数据传输通道;通过所述数据传输通道在所述客户端与所述目标服务器之间传输所述目标文件。
其中,在所述代理服务器接收客户端发送的目标请求之前,所述方法还包括:在所述属性信息副本的文件大小小于预定阈值的情况下,将所述属性信息副本保存在内存中;在所述属性信息副本的文件大小大于或等于预定阈值的情况下,将所述属性信息副本保存到存储器中。
其中,在所述目标请求为传输请求的情况下,所述代理服务器将所述目标请求发送给所述数据服务器中的所述目标服务器之前,所述方法还包括:使用位于同一个所述第一服务器上的多个FTPServer实例形成一层堆叠结构;使用多个所述第一服务器形成双层堆叠结构,得到所述数据服务器。
其中,在使用多个所述第一服务器形成双层堆叠结构,得到所述数据服务器之后,所述方法还包括:将同一个所述第一服务器上的多个所述FTPServer实例挂载在相同的磁阵LUN高速存储上。
通过本发明实施例,由于在文件的传输过程中,可以通过代理服务器进行文件的调度,查看请求可以直接通过代理服务器返回目标属性信息,而传输请求可以发送给不同的目标服务器进行处理,因此,可以解决文件传输效率低问题,达到提高文件传输效率效果。
结合具体示例进行说明。
本申请中的代理服务器可以为ftp反向代理服务器。第一服务器可以为服务器节点,服务器节点上运行有FTP SERVER实例(FTPServer微服务)。多个第一服务器形成双层堆叠结构,组成数据服务器。
FTP反向代理FTPProxy分流寻址
FTPProxy反向代理是一个FTP协议的元语层实现,对于客户端而言其就是一个标准的FTP服务器,只是很多实际的文件操作请求由它传递到后端FTPServer微服务集群处理。本申请的FTPProxy反向代理重点在本地分流和配合FTPServer双层堆叠寻址设计。
首先介绍反向代理,反向代理是为了屏蔽后端多个FTPServer分布式实例对客户端造成的差异,并配合分流寻址,FTP客户端不用关注有多少FTPServer实例,各自运行在什么服务器节点,各实例地址是什么,某个实例是否停止了等细节。FTP客户端不直接请求FTPServer微服务,而是连接FTPProxy,由它来代理FTPServer提供FTP协议能力。FTPProxy提供了一个监控台,可以查看FTPProxy本身状态,当前所有FTP连接信息,后端所有ServerNode和FTPServer实例的信息与状态。
ftp反向代理通过分析FTP请求,可以将FTP请求分为2大类:
查看请求:文件查看类请求,如:LIST,NLST,PWD,STAT。这类请求主要是查看文件系统层面文件信息。
传输请求:文件操作和文件传输类请求,除了查看类请求的其他请求,如:RETR,STOR,DELE,CWD,RNTO等。我们统称为文件传输类请求。
为了缓解FTPServer的压力,并提升文件查看类请求的响应效率,可以在反向代理服务器FTPProxy提供分流能力。
FTPProxy在收到客户端的请求后,判断请求类型,如果是文件查看类请求,直接在本地处理,不再传递到后端的FTPServer。而要支持文件查看类请求在FTPProxy处理,需要在FTPProxy维护一份后端FTPServer文件目录树和属性信息副本。因为后端各FTPServer所在的单服务器节点是共享本地文件系统,所以对同一服务器节点而言这份文件树信息不用在FTPProxy合并。各服务器节点的本地文件系统不共享,各自独立,所以FTPProxy要针对所有FTPServer所在的服务器节点以服务器节点为单位维护一颗目录树。随着后续FTP动作,FTPServer的文件系统内容会发生变化,FTPProxy的本地缓存需要同步更新,由于所有FTP请求都经过FTPProxy反向代理,所以这些变化可以同时在FTPProxy维护的目录树中进行,保持和后端FTPServer文件系统内容的一致性。
为了提升效率,FTPProxy维护的目录树信息可以存放在内存中,如果后端FTPServer持有的文件太多,可以将这部分信息持久化到存储中,以缓解内存压力。
对于文件传输类请求,到达代理后,后续由客户端和FTPServer实例直接建立文件传输通道,文件传输不通过代理,直连直传,减少FTPProxy的一次转发,避免FTPProxy成为瓶颈,进一步提升效率。
FTPProxy负责分发FTP请求到后端的多个FTPServer微服务实例。因为按照FTPServer双层堆叠设计,各FTPServer实例能支持的FTP用户是一定范围的,所以FTPProxy要根据当前连接登录的FTP用户来确定寻址到后端哪个FTPServer实例,当然这种实例可能存在多个,这时可以进一步根据FTPServer的负载情况均衡分配请求,以达到效率最大化,也可以采用Round-Robin轮询算法,简单高效。
在5G智能网络云网融合的趋势下,运维管理,网络管理等多采用微服务架构,多实例扩展成为了云原生对各服务组件的基本要求,以更好的支持分布式,高并发大规模,以及双机集群系统HA。所以本方案FTPServer作为文件传输服务组件,采用微服务容器方式实现,支持多实例运行。同时为了提升文件传输效率,同服务器节点FTPServer实例共享本地高效存储逻辑单元号LUN,多服务器节点再堆叠组成整个FTP分布式集群系统,达到高并发高效率文件传输要求。
单实例FTPServer能够支持的FTP并发连接数是有限的,其能力并不能随着资源的垂直扩展无上限提升,因为单实例内部的线程调度,锁等待等导致处理能力存在上限,一般1000左右并发连接就到顶了,再分配扩展资源也无法提升。所以为了支持更多并发连接,要实现FTP服务器集群。
本发明实施例设计FTPServer以容器方式运行,满足云原生要求,支持多实例扩展,支持弹缩,可根据配置,负载,比如连接数,连接活跃程度,CPU和内存的使用情况弹出多个实例运行。一个服务器节点可以运行多个FTPServer实例,可部署多个服务器节点。这样多个FTPServer实例组成了一个FTP分布式集群,由容器管理系统,比如K8s来管理其生命周期,实现弹缩调度和HA。
其中,同服务器节点FTPServer实例共享挂接在本地存储的磁阵LUN
FTP服务器集群最大要解决的问题是文件系统的一致性,多个FTPServer实例需要看到完全一致的文件视图,这样文件上传下载,文件操作才能确保业务正确。为了保证这种一致性,无论是文件复制方式,还是分布式文件系统方式,效率问题都是最突出的问题,集群内部增加的IO和冲突大大降低了文件传输效率。本发明实施例对这一问题进行了解决。
为了解决文件系统一致性,设计同服务器的FTPServer实例共享挂接在本地存储的磁阵LUN,用分布式协调机制来解决文件访问冲突,这样同服务器的FTPServer实例看到的是统一的文件系统视图。此方法利用磁阵LUN的高效IO来支持文件高效传输。当然这需要对应FTPServer实例运行在同样服务器节点上,用服务器节点的资源高配来支持FTPServer多实例。比如单FTPServer实例的能力上限时资源要求为1C2G(1核CPU,2G内存),目前高配服务器基本可以达到100C300G的配置,也就同服务器节点可以支持100个FTPServer实例的水平扩展,达到10万FTP并发连接支持能力。
运行在单服务器节点上的FTPServer多实例组成了一个FTP服务器集群,但是受限于服务器节点配置,此集群的处理能力也存在上限,一定程度上限制了分布式FTP服务器集群支持规模。所以需要打破单服务器节点的限制,利用多个服务器节点。而本地存储的磁阵LUN又无法跨多个服务器节点高效访问,否则就必须构建类NFS分布式文件系统,效率问题会出现。
结合FTP的业务特征,某个具体的FTP用户主工作目录是确定的,不同主工作目录下的文件不存在交叉,也就是FTP对文件的操作始终限制在此用户的主工作目录下,所以我们可以将某FTP用户的主工作目录绑定到某个固定的服务器节点,另外的FTP用户不同主工作目录绑定到其他服务器节点。这样,不同服务器节点处理不同的主工作目录,也就不存在多服务器节点间文件共享视图的要求了。这里划分的依据是FTP用户的主工作目录,而不是FTP用户,因为不同FTP用户可以指向同样的工作目录。最终的效果是某个具体的工作目录只存在于特定的服务器节点上。
提前划分好各FTP用户主工作目录和服务器节点的对应关系,某个服务器节点包含哪些工作目录,其就能处理对应的FTP用户的文件传输请求,最终形成服务器节点和FTP用户的关系,某个FTP用户的所有请求都由一个固定的服务器节点(的多FTPServer实例)来处理,可以继续利用挂接在本地存储的磁阵LUN,同时也能利用在此服务器节点上运行的多个FTPServer实例来为此用户支持集群能力。这样,就将FTPServer分成了很多类,某类FTPServer(多个实例)处理的FTP用户目录确定,并与其他类FTPServer不交叉,运行在固定的服务器节点上。
按照前面的资源估算,运行在单服务器节点的单用户可以达到10万并发连接这个数量级能力,而不同的业务一般使用不同的FTP用户,所以结合本方案中多服务器节点扩展,整个系统可以提供更高数量级的并发支持能力。
本发明实施例中不同服务器节点的FTPServer能处理的FTP用户范围是不同的,某个具体的FTPServer实例只能在特定的服务器节点运行,并在此节点弹缩。这需要利用容器管理系统K8s的标签机制,其可以通过标签来调度FTPServer实例运行的服务器节点。为每个服务器节点打上标签,同时配置某类FTPServer的标签,从而控制其实例运行在对应标签的服务器节点上。不同工作目录范围的其他类FTPServer可以配置其他标签,控制其实例运行在对应标签的其他服务器节点上。
按照方案,某类FTPServer的实例可运行的标签对应的服务器节点只能是一个,才能利用本地存储的磁阵LUN,但是一旦该服务器节点失效,就无法保证HA了,所以某标签对应的服务器节点数必须大于1。但又需要确保所有同类FTPServer实例只能调度到同样的服务器节点,这要利用容器管理系统K8s的亲和策略,亲和是指一旦某类FTPServer第一个实例按照标签规则调度到某个服务器节点,后续该类FTPServer的其他实例都会调度到同样的服务器节点,即使存在同样标签的多个服务器节点。这样就确保所有同类FTPServer实例运行在同一服务器节点,可以共享本地存储的磁阵LUN,又同时保证了HA,当某服务器节点Down机时,此服务器节点的所有FTPServer实例整体切换到符合标签规则的其他某个服务器节点,磁阵LUN也重新挂接到新服务器节点。
由于同一个服务器节点的所有FTPServer实例会对同一个磁阵LUN进行读写,所以需要一个分布式协调机制来协调这些FTPServer实例的IO操作不相互冲突。主要是对同一文件的读写不相互冲突,同时只能有一个FTPServer实例对同一文件进行写操作,写的时候不能同时读,其他无限制。同一FTPServer实例内部多线程间通过内存锁控制,无须分布式协调。
通过跨容器的分布式锁来实现这种分布式协调机制:写文件的时候,依据文件名生成对应的锁,写完后释放,其他读写的动作都查看是否存在这把锁,如果存在,则其他对此文件的读写动作不允许。
本分布式协调是一种基于临时文件和文件排序实现的分布式锁,该锁不可重入。申请锁时,为每一个锁生成一个临时目录,对应要协调读写的具体文件,各个要申请锁的FTPServer实例在此目录下根据自身容器ID生成临时文件,并进行加锁,加锁前后都进行判定,如果存在多个容器同时申请(也就存在多个临时文件),根据文件名排序固定算法选择加锁成功的容器。最终达到只有一个容器获取这把锁的目的,从而实现分布式协调。
采用本发明实施例的方法,与现有技术相比,响应文件查看类操作更快,可以支持海量的FTP并发连接,同时在海量FTP连接情况下,由于没有文件复制或者网络文件系统,有效降低了FTP服务器集群内部的IO,提升了文件传输效率。
通过FTPProxy反向代理分流寻址后端多FTPServer实例,文件传输类请求跳过代理直连直传,提升文件传输效率。结合FTP业务特征,设计了双层堆叠的FTPServer多实例分布式集群(数据服务器),利用亲和策略和分布式协调使得同类FTPServer实例可共享本地磁阵LUN高效存储,进一步提升文件上传下载效率。
如图3所示,图3为本申请方法架构和流程示意图。FTPProxy可以部署在网关处,充当反向代理,并配合寻址后端的FTPServer实例。各ServerNode上第一个生成的FTPServer实例启动时将本地LUN中工作目录树信息传递给FTPProxy缓存下来,以便其快速响应文件查看类请求。FTPProxy维护有所有LUN的工作目录树,并随着后续的FTP操作动态更新。同时FTPProxy提供了一个监控台,收集FTP分布式集群系统各种信息和状态。其可以查看FTPProxy本身状态,当前所有FTP连接信息,后端所有ServerNode和FTPServer实例的信息与状态。
客户端FTPClient首先连接到FTPProxy,进行FTP用户认证,FTPProxy记录下各FTP连接对应的FTP用户信息。后续文件传输类请求发起时,寻址到对应此用户的FTPServer实例,由FTPClient和此FTPServer实例直接建立文件传输通道,进行后续的文件传输。
组成FTPServer分布式集群的各实例按照标签规则运行在对应的ServerNode服务器节点上,此服务器节点挂载对应的磁阵LUN,其工作目录范围决定了可服务的FTP用户范围。同一ServerNode上的FTPServer实例形成一层堆叠,多个ServerNode形成双层堆叠,从而组成整个FTPServer分布式集群。可以服务于多个FTP用户的高并发连接。
FTPServer实例以容器形态的微服务运行于ServerNode上,同一ServerNode上的所有FTPServer容器挂载同样的磁阵LUN高速存储,通过分布式协调共享访问,利用高效IO提升文件传输效率。从而达到本发明高并发高效率的设计目的。
如图4所示,图4为FTPProxy分流与寻址流程图
S401,FTP请求到达FTPProxy;
S402,FTPProxy根据FTP RFC协议规范解析出请求;
S403,判断如果是文件传输类请求,则到步骤S405;否则S404,通过本地缓存信息直接响应;
S405,根据当前FTP用户信息找出对应的FTPServer实例;如果FTPServer实例存在多个,可以根据负载均衡算法或者Round-Robin轮询算法寻址到合适的FTPServer实例;
S406,FTPClient和FTPServer实例间建立直接文件传输通道;
S407,进行文件传输(上传或者下载)。
如图5所示,图5为分布式协调算法流程图。
同服务器节点的多FTPServer容器实例要实现对同一文件的读写不相互冲突,同时只能有一个FTPServer实例对同一文件进行写操作,写的时候不能同时读,这通过跨容器的分布式锁来实现,具体分布式锁算法如下:
前置条件:
同服务器节点的FTPServer容器用同一个目录clusterlocks作为分布锁临时目录。
所有分布锁提供一个关键字(或文件路径),将关键字用16进制编码表示,每个锁在clusterlocks下以此关键字都建一个唯一的目录,目录下根据申请锁的容器ID建一个文件,这样对于每个容器申请一个锁时都会生成一个唯一的临时文件clusterlocks/<锁关键字>/<容器ID>
为防止容器申请到锁后异常退出,每个锁有一个过期时间60s(根据文件最后修改时间确认是否过期)
申请分布锁流程:
1、获取到文件锁对应目录;
2、检查锁目录(clusterlocks/<锁关键字>)是否存在locked开头的文件,如果无则跳到步骤4。如果有且locked文件未过期,说明锁已经被获取,则获取锁失败;
3、如果locked文件过期,则删除locked文件;
4、目录下是否只有一个文件,如果是则跳到步骤5。否则对多个文件进行排序,再判断第一个文件名是否为本容器ID,如果否则获取锁失败,是则跳到步骤6;
5、这一个文件的文件名是否为本容器ID,如果否则获取锁失败,是则继续;
6、在文件名加上locked前缀;
7、sleep10ms,再次确认是否是唯一locked文件,如果不是则跳到步骤8,如果是则再次确认锁文件名是否是locked+本容器ID名,如果是则获取锁成功,否则获取锁失败;
8、如果存在多个locked文件,则再进行排序,第一个文件名对应的容器获取到锁,其余容器获取锁失败并清理掉自己生成的文件。
9、流程结束。
上述过程中,程序获取到分布式锁后,如果使用时间过长超过60s,需要在使用过程中需要更新锁文件的最后修改时间。
如以下表1所示,实例化了一个分布式FTPServer集群
表1
Figure BDA0002565433660000181
系统存在3个服务器节点:ServerNode-A,ServerNode-B,ServerNode-C。
其中ServerNode-A打上标签:“FTP-A”,“FTP-C”,表示其可以运行“FTP-A”,“FTP-C”这2类FTPServer实例;ServerNode-B打上标签“FTP-A”,“FTP-B”,ServerNode-C打上标签“FTP-B”,“FTP-C”。
FTPServer实例有3类:FTP-A,FTP-B,FTP-C。其中FTP-A可服务于FTP用户user-A1,user-A2,user-A3;其对应的工作目录所在的磁阵LUN为LUN-A;FTP-A配置有3个运行实例:FTPServer-A-1,FTPServer-A-2,FTPServer-A-3。FTP-A只能运行在打了“FTP-A”标签的服务器节点,即ServerNode-A或者ServerNode-B上。
图6为一种可选的分布式FTP集群亲和与HA示意图。
由于亲和原则:
所有的FTP-A这类FTPServer实例:FTPServer-A-1,FTPServer-A-2,FTPServer-A-3都运行在打了“FTP-A”标签的ServerNode-A上,同时对应的磁阵LUN-A也挂载到ServerNode-A上。
所有的FTP-B这类FTPServer实例:FTPServer-B-1,FTPServer-B-2都运行在打了“FTP-B”标签的ServerNode-B上,同时对应的磁阵LUN-B也挂载到ServerNode-B上。
所有的FTP-C这类FTPServer实例:FTPServer-C-1,FTPServer-C-2,FTPServer-C-3都运行在打了“FTP-C”标签的ServerNode-C上,同时对应的磁阵LUN-C也挂载到ServerNode-C上
这时,假设系统发生了异常,ServerNode-A宕机了,集群管理系统K8s发现原来在ServerNode-A运行了所有FTP-A类的FTPServer实例:FTPServer-A-1,FTPServer-A-2,FTPServer-A-3。根据标签原则,其找到能运行FTP-A类实例的服务器节点ServerNode-B(因为其打了标签“FTP-B”),然后先将对应的磁阵LUN-A挂载到ServerNode-B上,然后,整体切换所有的FTP-A类实例:FTPServer-A-1,FTPServer-A-2,FTPServer-A-3到ServerNode-B运行起来。此时ServerNode-B就同时运行了FTP-B和FTP-A两类FTPServer实例,同时挂载了LUN-B,LUN-A。
这样,切换后的运行形态满足标签和亲和性策略,能使用对应的本地磁阵LUN,同时又在出异常时做到了HA。
如图6所示,当ServerNode-A节点down机后,FTPServer-A-1,FTPServer-A-2,FTPServer-A-3实例整体迁移到ServerNode-B节点运行,集群迁移时将Lun-A挂载到ServerNode-B节点。
其中,File Transfer Protocol(FTP)是在网络上进行文件传输的一套标准协议,逻辑单元号(Logical Unit Number,LUN)是可以被服务器直接识别的独立存储单元。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到根据上述实施例的方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件,但很多情况下前者是更佳的实施方式。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(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中,包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机,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的方法。
在本实施例中还提供了一种数据传输装置,该装置用于实现上述实施例及优选实施方式,已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的,术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现,但是硬件,或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
图7是根据本发明实施例的代理服务器的结构框图,如图7所示,该代理服务器包括:
接收单元702,用于接收客户端发送的目标请求,其中,所述目标请求为查看请求或者传输请求,所述查看请求用于请求查看数据服务器中目标文件的目标属性信息,所述传输请求用于请求向所述数据服务器传输目标文件或者从所述数据服务器获取所述目标文件;
第一获取单元704,用于在所述目标请求为查看请求的情况下,从保存的属性信息副本中获取所述目标文件的所述目标属性信息,并返回给所述客户端,其中,所述属性信息副本中记录有所述目标文件的目标文件标识与所述目标属性信息的对应关系;
第一发送单元706,用于在所述目标请求为传输请求的情况下,将所述目标请求发送给所述数据服务器中的目标服务器,其中,所述数据服务器为双层堆叠的FTPServer多实例分布式集群服务器,所述数据服务器包括多个第一服务器,所述代理服务器中记录有每一个所述第一服务器上报的处理FTP用户的范围。
通过上述代理服务器,由于在文件的传输过程中,可以通过代理服务器进行文件的调度,查看请求可以直接通过代理服务器返回目标属性信息,而传输请求可以发送给不同的目标服务器进行处理,因此,可以解决文件传输效率低问题,达到提高文件传输效率效果。
本发明的实施例还提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质中存储有计算机程序,其中,该计算机程序被设置为运行时执行上述任一项方法实施例中的步骤。
在一个示例性实施例中,上述计算机可读存储介质可以包括但不限于:U盘、只读存储器(Read-Only Memory,简称为ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory,简称为RAM)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储计算机程序的介质。
本发明的实施例还提供了一种电子装置,包括存储器和处理器,该存储器中存储有计算机程序,该处理器被设置为运行计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。
在一个示例性实施例中,上述电子装置还可以包括传输设备以及输入输出设备,其中,该传输设备和上述处理器连接,该输入输出设备和上述处理器连接。
本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及示例性实施方式中所描述的示例,本实施例在此不再赘述。
显然,本领域的技术人员应该明白,上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现,它们可以集中在单个的计算装置上,或者分布在多个计算装置所组成的网络上,它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现,从而,可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行,并且在某些情况下,可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤,或者将它们分别制作成各个集成电路模块,或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样,本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种数据传输方法,其特征在于,包括:
代理服务器接收客户端发送的目标请求,其中,所述目标请求为查看请求或者传输请求,所述查看请求用于请求查看数据服务器中目标文件的目标属性信息,所述传输请求用于请求向所述数据服务器传输目标文件或者从所述数据服务器获取所述目标文件;
在所述目标请求为查看请求的情况下,所述代理服务器从保存的属性信息副本中获取所述目标文件的所述目标属性信息,并返回给所述客户端,其中,所述属性信息副本中记录有所述目标文件的目标文件标识与所述目标属性信息的对应关系;
在所述目标请求为传输请求的情况下,所述代理服务器将所述目标请求发送给所述数据服务器中的目标服务器,其中,所述数据服务器为双层堆叠的FTPServer多实例分布式集群服务器,所述数据服务器包括多个第一服务器,所述代理服务器中记录有每一个所述第一服务器上报的处理FTP用户的范围。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述代理服务器接收所述客户端发送的所述目标请求之前,所述方法还包括:
获取所述数据服务器中所有的文件的文件标识与所有的文件的属性信息;
将所述数据服务器中所有的文件的文件标识与所有的文件的属性信息保存到所述属性信息副本中。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述代理服务器接收所述客户端发送的所述目标请求之前,所述方法还包括:
获取用户标识与所述第一服务器的对应关系,其中,不同的所述用户标识对应不同的所述第一服务器;
将所述对应关系保存到内存中。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述在所述目标请求为查看请求的情况下,从所述代理服务器中保存的属性信息副本中获取所述目标文件的所述属性信息并返回给所述客户端包括:
获取所述目标请求中的所述目标文件的所述目标文件标识;
在所述属性信息副本中获取与所述目标文件标识对应的所述目标属性信息;
将所述目标属性信息返回给所述客户端。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述目标请求为传输请求的情况下,将所述目标请求发送给所述数据服务器中的所述目标服务器之前,所述方法还包括:
获取所述客户端的目标用户标识;
查找内存中与所述目标用户标识对应的所述目标服务器;
将所述传输请求发送给所述目标服务器。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述查找内存中与所述目标用户标识对应的所述目标服务器包括:
在查找到与所述目标用户标识对应的多个服务器的情况下,从所述多个服务器中选择负载均衡最低的服务器作为所述目标服务器,或者使用轮询算法从所述多个服务器中确定出所述目标服务器。
7.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,在所述目标请求为传输请求的情况下,将所述目标请求发送给所述数据服务器中的所述目标服务器之后,所述方法还包括:
在所述客户端与所述目标服务器之间建立数据传输通道;
通过所述数据传输通道在所述客户端与所述目标服务器之间传输所述目标文件。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述代理服务器接收客户端发送的目标请求之前,所述方法还包括:
在所述属性信息副本的文件大小小于预定阈值的情况下,将所述属性信息副本保存在内存中;
在所述属性信息副本的文件大小大于或等于预定阈值的情况下,将所述属性信息副本保存到存储器中。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述目标请求为传输请求的情况下,所述代理服务器将所述目标请求发送给所述数据服务器中的所述目标服务器之前,所述方法还包括:
使用位于同一个所述第一服务器上的多个FTPServer实例形成一层堆叠结构;
使用多个所述第一服务器形成双层堆叠结构,得到所述数据服务器。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,在使用多个所述第一服务器形成双层堆叠结构,得到所述数据服务器之后,所述方法还包括:
将同一个所述第一服务器上的多个所述FTPServer实例挂载在相同的磁阵LUN高速存储上。
11.一种代理服务器,其特征在于,包括:
接收单元,用于接收客户端发送的目标请求,其中,所述目标请求为查看请求或者传输请求,所述查看请求用于请求查看数据服务器中目标文件的目标属性信息,所述传输请求用于请求向所述数据服务器传输目标文件或者从所述数据服务器获取所述目标文件;
第一获取单元,用于在所述目标请求为查看请求的情况下,从保存的属性信息副本中获取所述目标文件的所述目标属性信息,并返回给所述客户端,其中,所述属性信息副本中记录有所述目标文件的目标文件标识与所述目标属性信息的对应关系;
第一发送单元,用于在所述目标请求为传输请求的情况下,将所述目标请求发送给所述数据服务器中的目标服务器,其中,所述数据服务器为双层堆叠的FTPServer多实例分布式集群服务器,所述数据服务器包括多个第一服务器,所述代理服务器中记录有每一个所述第一服务器上报的处理FTP用户的范围。
12.一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中存储有计算机程序,其中,所述计算机程序被设置为运行时执行所述权利要求1至10任一项中所述的方。
13.一种电子装置,包括存储器和处理器,其特征在于,所述存储器中存储有计算机程序,所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行所述权利要求1至10任一项中所述的方法。
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