CN116401227A - 一种集群配置方法、装置、设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种集群配置方法、装置、设备及介质，涉及计算机领域，该方法包括：创建包含若干配置有网络附属存储服务的目标节点的网络附属存储集群，并在各目标节点中配置用于在网络附属存储集群内部转发文件系统信息的虚拟转发层和用于对文件系统的公共卷进行分割与聚合的块转发聚合层；将从目标节点中确定的主节点中的网络附属存储服务作为本地文件系统的挂载点进行挂载；当非挂载点接收到协议访问请求，则利用对应的目标节点中的虚拟转发层向主节点申请访问权，当获取访问权后将请求转发至主节点，并控制主节点通过块转发聚合层将请求转发至从目标节点中确定的目标处理节点进行处理。本发明可基于本地文件系统实现并发访问与负载均衡。
Description
技术领域
本发明涉及计算机领域，特别涉及一种集群配置方法、装置、设备及介质。
背景技术
现有技术中，统一存储的方式因SAN(即Storage Area Network，存储区域网络)与NAS(即Network Attached Storage，网络附属存储)集中在一个系统里，共用SAN软件栈，简化了对块设备的管理以及减少了整个IO(即Input/Output，输入/输出)路径，并且减少了NAS与SAN之间的网络部署、设备及后续的维护成本，相较于分布式NAS，具备单站点(双节点)即可部署，要求最小配置低，维护成本小的优点。但统一存储多基于本地文件系统，节点之间属于独立的系统，无法做到多节点同时访问，且对于单一文件系统性无法利用所有节点的性能。
目前一般采用分布式文件系统可以进行并发访问，但此种方式适用于多站点的情形，站点之间需要单独的外部网络进行通信，因此较为繁琐。
由上可见，在文件系统的应用过程中，如何高效地实现并发访问是本领域有待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种集群配置方法、装置、设备及介质，能够使用通过统一存储系统的内部链路进行通信，基于本地文件系统实现并发访问与负载均衡。其具体方案如下：
第一方面，本申请公开了一种集群配置方法，包括：
创建包含若干配置有网络附属存储服务的目标节点的网络附属存储集群，并在各所述目标节点中配置用于在所述网络附属存储集群内部转发文件系统信息的虚拟转发层和用于对文件系统的公共卷进行分割与聚合操作的块转发聚合层；
将从所述目标节点中确定的主节点中的网络附属存储服务作为本地文件系统的挂载点进行挂载；
当非挂载点接收到协议访问请求，则利用所述非挂载点对应的目标节点中的虚拟转发层向所述主节点申请访问权，当获取访问权后将所述协议访问请求转发至所述主节点，并控制所述主节点通过所述块转发聚合层将所述协议访问请求转发至从所述目标节点中确定的目标处理节点进行处理；其中所述非挂载点为除所述主节点以外的其他目标节点中的网络附属存储服务。
可选的，创建包含若干配置有网络附属存储服务的目标节点的网络附属存储集群，包括：
创建包含若干以容器的方式或以基于内核的虚拟机的方式运行网络附属存储服务的目标节点的网络附属存储集群。
所述当获取访问权后将所述协议访问请求转发至所述主节点，包括：
当获取所述访问权后，将所述协议访问请求转义为文件系统请求；
将所述文件系统请求转发至所述主节点。
可选的，所述创建包含若干配置有网络附属存储服务的目标节点的网络附属存储集群之后，还包括：
在存储区域网络中创建映射至所述目标节点中的网络附属存储服务的公共卷；
相应的，从所述目标节点中确定主节点，包括：
从所述公共卷中确定第一目标卷，并从全部所述目标节点中确定预先为所述第一目标卷唯一指定的主节点。
所述在存储区域网络中创建映射至所述目标节点中的网络附属存储服务的公共卷之后，还包括：
在所述公共卷中写入集群信息与文件系统信息，并创建供所述目标节点进行写入抢夺的仲裁空间；其中，所述集群信息包括集群名称和集群中按照目标节点的节点唯一编码排序的节点名，所述文件系统信息包括文件系统唯一编码、文件系统名称、挂载点、文件系统的通用唯一识别码、根据公共卷的通用唯一识别码排序的公共卷名称以及公共卷的分割大小。
可选的，所述当获取访问权后将所述协议访问请求转发至所述主节点，并制所述主节点通过所述块转发聚合层将所述协议访问请求转发至从所述目标节点中确定的目标处理节点进行处理之前，还包括：
控制所述主节点中的块转发聚合层按照预设空间聚合方法对所述公共卷进行空间分割与聚合，以确定包含元数据空间的聚合后虚拟节点；其中，所述元数据空间用于记录所述聚合后虚拟节点中的聚合空间与聚合前公共卷中的实际空间之间的映射关系和聚合后节点的节点名称。
可选的，所述控制所述主节点通过所述块转发聚合层将所述协议访问请求转发至目标处理节点进行处理，包括：
控制所述主节点基于所述聚合后虚拟节点中记录的所述映射关系确定所述协议访问请求对应的目标公共卷，并从全部所述目标节点中确定预先为所述目标公共卷唯一指定的优先访问节点；
确定所述优先访问节点的繁忙程度；
当所述繁忙程度不满足预设繁忙条件，则将所述优先访问节点作为目标处理节点对所述协议访问请求对应的数据进行落盘处理；
当所述繁忙程度满足预设繁忙条件，则从所述全部所述目标节点中除所述目标公共卷唯一指定的优先访问节点以外的其他节点中确定目标处理节点，并将所述协议访问请求转发至所述目标处理节点进行落盘处理。
第二方面，本申请公开了一种集群配置装置，包括：
集群创建模块，用于创建包含若干配置有网络附属存储服务的目标节点的网络附属存储集群，并在各所述目标节点中配置用于在所述网络附属存储集群内部转发文件系统信息的虚拟转发层和用于对文件系统的公共卷进行分割与聚合操作的块转发聚合层；
系统挂载模块，用于将从所述目标节点中确定的主节点中的网络附属存储服务作为本地文件系统的挂载点进行挂载；
请求处理模块，用于当非挂载点接收到协议访问请求，则利用所述非挂载点对应的目标节点中的虚拟转发层向所述主节点申请访问权，当获取访问权后将所述协议访问请求转发至所述主节点，并控制所述主节点通过所述块转发聚合层将所述协议访问请求转发至从所述目标节点中确定的目标处理节点进行处理；其中所述非挂载点为除所述主节点以外的其他目标节点中的网络附属存储服务。
第三方面，本申请公开了一种电子设备，包括：
存储器，用于保存计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序，以实现前述的集群配置方法。
第四方面，本申请公开了一种计算机存储介质，用于保存计算机程序；其中，所述计算机程序被处理器执行时实现前述公开的集群配置方法的步骤。
本申请中先创建包含若干配置有网络附属存储服务的目标节点的网络附属存储集群，并在各所述目标节点中配置用于在所述网络附属存储集群内部转发文件系统信息的虚拟转发层和用于对文件系统的公共卷进行分割与聚合操作的块转发聚合层；将从所述目标节点中确定的主节点中的网络附属存储服务作为本地文件系统的挂载点进行挂载；当非挂载点接收到协议访问请求，则利用所述非挂载点对应的目标节点中的虚拟转发层向所述主节点申请访问权，当获取访问权后将所述协议访问请求转发至所述主节点，并控制所述主节点通过所述块转发聚合层将所述协议访问请求转发至从所述目标节点中确定的目标处理节点进行处理；其中所述非挂载点为除所述主节点以外的其他目标节点中的网络附属存储服务。这样一来，本实施例中通过NAS，并基于统一存储系统，无需为各站点创建外部网络进行通信，各节点通过统一存储系统的内部链路即可进行内部通信，组成NAS集群并能独立通过业务资源的方式提供对外提供NAS业务，在节点中添加用于在NAS集群内部转发文件系统信息的虚拟转发层和用于对文件系统的公共卷进行分割与聚合操作的块转发聚合层，并且在将优先访问节点中的NAS服务作为挂载点后，由此挂载点控制所有的协议访问过程，可将任意本地文件系统实现并发访问，利用虚拟转发层和块转发聚合层可实现在统一存储NAS上基于本地文件系统实现并发访问与负载均衡，同时防止因多个节点并行访问导致的数据冲突，可用性较强。
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，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请提供的一种集群配置方法流程图；
图2为本申请提供的一种NAS集群示意图；
图3为本申请提供的一种具体的集群配置方法流程图；
图4为本申请提供的一种公共卷空间结构示意图；
图5为本申请提供的一种公共卷分割聚合操作示意图；
图6为本申请提供的一种整体结构示意图；
图7为本申请提供的一种整体结构示意图；
图8为本申请提供的一种集群配置装置结构示意图；
图9为本申请提供的一种电子设备结构图。
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，都属于本发明保护的范围。
现有技术中，使用统一存储的方式具备配置低，维护成本小的有点，但其无法实现并发访问，使用分布式文件系统可以进行并发访问，但此种方式适用于多站点的情形，站点之间需要单独的外部网络进行通信，较为繁琐。在本申请中的集群配置方法能够使用通过统一存储系统的内部链路进行通信，基于本地文件系统实现并发访问与负载均衡。
本发明实施例公开了一种集群配置方法，参见图1所述，该方法包括：
步骤S11：创建包含若干配置有网络附属存储服务的目标节点的网络附属存储集群，并在各所述目标节点中配置用于在所述网络附属存储集群内部转发文件系统信息的虚拟转发层和用于对文件系统的公共卷进行分割与聚合操作的块转发聚合层。
本实施例中，所述创建包含若干配置有网络附属存储服务的目标节点的网络附属存储集群，可以包括：创建包含若干以容器的方式或以基于内核的虚拟机的方式运行网络附属存储服务的目标节点的网络附属存储集群。
本实施例采用统一存储的方式构建NAS集群，具体的，每个节点包含一个独立的NAS服务，此服务包含与SAN连接、块设备、文件系统、协议、网络及集群管理服务。以双节点为例，两个节点都以容器或KVM(即kernel-based virtual machine，基于内核的虚拟机)的方式运行NAS服务。节点直接可以通过统一存储集群内部链路进行通信与数据传输。
另外需要指出的是，NAS整体服务可以部署在KVM、虚拟化容器中，也可以部署在独立的主机中，或公(私)有云中。后端可以连接多个独立的SAN，但要求卷能够在需要并行访问文件系统的NAS节点上共享。如图2所示为一种NAS集群示意图，图中为两种NAS集群示例，图上方四个目标节点构成一个NAS集群，其中node1和node2使用FS1(FS即File System，文件系统)文件系统，连接SAN1；node3和node4使用FS2文件系统，连接SAN2。图下方两个目标节点node1和node2构成一个NAS集群，使用FS1文件系统，采用SWITCH或FC的方式同时连接SAN1和SAN2。
本实施例中在各所述目标节点中针对文件系统层面添加用于在所述网络附属存储集群内部转发文件系统信息的虚拟转发层。具体的，虚拟转发层为内核模块，直接在内核态中访问本地文件系统，来加速IO的访问。
步骤S12：将从所述目标节点中确定的主节点中的网络附属存储服务作为本地文件系统的挂载点进行挂载。
本实施例中会从所有的目标节点中确定主节点，并将主节点中的NAS服务作为本地文件系统的挂载点进行挂载。本实施例中各目标节点中的NAS服务也可以作为一个NAS节点。即，在具体的实施方式中，可以将主节点中的NAS节点作为本地文件系统的挂载点进行挂载，将除所述主节点以外的其他目标节点中的网络附属存储服务作为非挂载点。
需要指出的是，所述挂载点用于真正将本地文件系统进行挂载，所述非挂载点可以通过虚拟转发层将文件系统虚拟挂载在挂载点上，但本地文件系统并不挂载。并且，在具体的实施方式中，所述虚拟转发层兼容VFS(即Virtual File System，虚拟文件系统)操作，共享协议可以直接对虚拟转发层进行访问。
步骤S13：当非挂载点接收到协议访问请求，则利用所述非挂载点对应的目标节点中的虚拟转发层向所述主节点申请访问权，当获取访问权后将所述协议访问请求转发至所述主节点，并控制所述主节点通过所述块转发聚合层将所述协议访问请求转发至从所述目标节点中确定的目标处理节点进行处理；其中所述非挂载点为除所述主节点以外的其他目标节点中的网络附属存储服务。
需要指出的是，本实施例中，当挂载点接收到协议访问请求，即主节点中的NAS服务接收到协议访问请求，则直接将所述协议访问请求下发至本地文件系统完成处理。
本实施例中，所述当获取访问权后将所述协议访问请求转发至所述主节点，可以包括：当获取所述访问权后，将所述协议访问请求转义为文件系统请求；将所述文件系统请求转发至所述主节点。
本实施例中，当除主节点以外的其他目标节点中的NAS服务接收到协议访问请求，则利用所述非挂载点对应的目标节点中的虚拟转发层向所述主节点申请访问权，当获取所述访问权后，将所述协议访问请求转发至所述主节点进行处理。即当非挂载点接收到协议访问请求时，不能对请求进行处理，需要将协议访问请求进行转义本地文件系统请求后转发到挂载点对应的主文件系统上，通过主节点进行处理。即，挂载点的虚拟转发层控制对真正本地文件系统的访问。在访问时，主文件系统所在的NAS节点上的转发层维护对文件系统访问权，所有节点必须在主文件系统所在NAS节点上拿到所访问内容的访问权后才能进行请求转发处理，防止因并行访问导致的数据冲突。具体地，主节点可能会同时获取到多个目标节点发送的协议访问请求，此时各个节点可能会竞争针对同一位置的访问权，优先访问节点必须确保同一时间只有一个节点拥有对同一位置的访问权。另外，还可以设置一个预设时间，节点必须在主文件按系统所在NAS节点上拿到所访问内容的访问权后需要此预设时间内进行请求转发处理。
本实施例中先创建包含若干配置有网络附属存储服务的目标节点的网络附属存储集群，并在各所述目标节点中配置用于在所述网络附属存储集群内部转发文件系统信息的虚拟转发层和用于对文件系统的公共卷进行分割与聚合操作的块转发聚合层；将从所述目标节点中确定的主节点中的网络附属存储服务作为本地文件系统的挂载点进行挂载；当非挂载点接收到协议访问请求，则利用所述非挂载点对应的目标节点中的虚拟转发层向所述主节点申请访问权，当获取访问权后将所述协议访问请求转发至所述主节点，并控制所述主节点通过所述块转发聚合层将所述协议访问请求转发至从所述目标节点中确定的目标处理节点进行处理；其中所述非挂载点为除所述主节点以外的其他目标节点中的网络附属存储服务。这样一来，本实施例中通过NAS，并基于统一存储系统，无需为各站点创建外部网络进行通信，各节点通过统一存储系统的内部链路即可进行内部通信，组成NAS集群并能独立通过业务资源的方式提供对外提供NAS业务，在节点中添加用于在NAS集群内部转发文件系统信息的虚拟转发层和用于对文件系统的公共卷进行分割与聚合操作的块转发聚合层，并且在将优先访问节点中的NAS服务作为挂载点后，由此挂载点控制所有的协议访问过程，可将任意本地文件系统实现并发访问，利用虚拟转发层和块转发聚合层可实现在统一存储NAS上基于本地文件系统实现并发访问与负载均衡，同时防止因多个节点并行访问导致的数据冲突，可用性较强。
图3为本申请实施例提供的一种具体的集群配置方法流程图。参见图3所示，该方法包括：
步骤S21：创建包含若干配置有网络附属存储服务的目标节点的网络附属存储集群，并在存储区域网络中创建映射至所述目标节点中的网络附属存储服务的公共卷，然后在各所述目标节点中配置用于在所述网络附属存储集群内部转发文件系统信息的虚拟转发层和用于对文件系统的公共卷进行分割与聚合操作的块转发聚合层。
本实施例中，NAS服务可以同时访问SAN映射的卷lun，如可以设置公用卷lun1映射至vdisk1，公用卷lun2映射至vdisk2，节点间的NAS服务可以组成NAS集群，创建NAS集群时会在SAN上创建公共的卷如lun-c，并映射到集群中的两个节点node1、node2的NAS服务(NAS节点)中。创建NAS集群后会根据所在SAN节点的ID(即Identity document，唯一编码)大小确定主节点，如node1。
本实施例中，所述在存储区域网络中创建映射至所述目标节点中的网络附属存储服务的公共卷之后，还可以包括：在所述公共卷中写入集群信息与文件系统信息，并创建供所述目标节点进行写入抢夺的仲裁空间；其中，所述集群信息包括集群名称和集群中按照目标节点的节点唯一编码排序的节点名，所述文件系统信息包括文件系统唯一编码、文件系统名称、挂载点、文件系统的通用唯一识别码、根据公共卷的通用唯一识别码排序的公共卷名称以及公共卷的分割大小。如图4所示为本发明提出的一种公共卷空间结构示意图，图中公共卷由集群信息、仲裁空间、文件系统信息构成。在公共卷中可以直接写入集群信息:集群名称、按照节点ID排序的节点名。还会生成随机仲裁数，在各个节点同步完成后写入仲裁空间。在创建文件系统时，还会在公共卷中写入文件系统信息:文件系统ID、文件系统名、挂载点、文件系统UUID(即Universally Unique IDentifier，通用唯一识别码)、根据公共卷lun的UUID排序的lun名称、lun的分割大小。具体的实施场景下，所述文件系统相关信息可以为：
ID：1
name：fs1
mpoint:/run/fs/fs1
UUID:94a549bc43b7*....
lun:5c69aaaa000000000000001；5c69aaaa000000000000006
strip：125K。
即文件系统ID为1，文件系统名为fs1，挂载点为/run/fs/fs1，文件系统UUID为94a549bc43b7*....、根据lun的UUID排序的lun名称为5c69aaaa000000000000001和5c69aaaa000000000000006、lun的分割大小为125K。
在具体的实施方式中，节点间的NAS服务还可以共用SAN内部网络进行心跳传输。具体的，当NAS节点间的心跳断开时，公共卷可以作为仲裁盘，通过节点间对仲裁空间的写入抢夺进行仲裁。例如对于两个节点发生心跳断开时，各个NAS节点在延时自己在集群中的次序*5ms后，进行读写仲裁空间，写入的数值为集群正常时同步的值+不为0的随机数。当读入的值与集群同步的值相同时，则表明其他节点未写入，则本节点进行写入后，更新集群中的信息，进行业务接管。未抢到的节点进行自我重启，尝试进行环境修复。
本实施例中，在各所述目标节点中配置用于在所述网络附属存储集群内部转发文件系统信息的虚拟转发层和用于对文件系统的公共卷进行分割与聚合操作的块转发聚合层。可以理解的是，本步骤中虚拟转发层用于在所述网络附属存储集群内部转发文件系统信息，块转发聚合层用于对文件系统的公共卷进行分割与聚合操作。除此之外，还可以配置本地文件系统层和块管理层，所述虚拟转发层在下方访问本地文件系统层完成交互，所述块管理层用于与所述块转发聚合层进行配合工作。
本实施例中每个文件系统可以对应多个公共卷，需要预先为每个卷指定唯一对应的优先访问节点，此优先访问节点为对当前卷的访问速度最快的节点。在此系统下建议创建不少于节点数的卷，实现节点的并行访问盘来加快文件系统访问速度。
步骤S22：从所述公共卷中确定第一目标卷，并从全部所述目标节点中确定预先为所述第一目标卷唯一指定的主节点，然后将从所述目标节点中确定的主节点中的网络附属存储服务作为本地文件系统的挂载点进行挂载。
本实施例中从所述公共卷中确定第一目标卷，并从全部所述目标节点中确定预先为所述第一目标卷唯一指定的优先访问节点，也即本发明提出的主节点，然后将所述主节点中的网络附属存储服务作为本地文件系统的挂载点进行挂载。
本实施例中，所述从所述公共卷中确定第一目标卷包括：从所述公共卷中确定公共卷ID为优先级最高的卷作为第一目标卷。在具体的实施方式中，可以将公共卷中第一个卷，即ID为1的卷作为第一目标卷。那么主节点则为公共卷ID为优先级最高的卷唯一对应的优先访问节点。
本实施例中，所述当获取访问权后将所述协议访问请求转发至所述主节点，并制所述主节点通过所述块转发聚合层将所述协议访问请求转发至从所述目标节点中确定的目标处理节点进行处理之前，还可以包括：控制所述主节点中的块转发聚合层按照预设空间聚合方法对所述公共卷进行空间分割与聚合，以确定包含元数据空间的聚合后虚拟节点；其中，所述元数据空间用于记录所述聚合后虚拟节点中的聚合空间与聚合前公共卷中的实际空间之间的映射关系和聚合后节点的节点名称。
可以理解的是，本实施例中所述聚合后虚拟节点中的聚合空间为虚拟空间，所述聚合前公共卷中的空间为实际空间，所述元数据空间记录了所述虚拟空间与所述实际空间之间的映射关系。所述聚合后节点的节点可以记作vblock，用于提供给本地系统进行访问，使用时与普通卷层一致。具体的，节点名称可以以fsname+fs UUID的形式命名。
在具体的实施方式中，所述预设空间聚合方法可以是在第一个卷预留相应大小的元数据空间后，将剩余的空间按照预设大小进行分割后采用交叉分配的方式进行空间聚合的方法。如图5所示，lun1与lun2为聚合前公共卷，vblock为聚合后虚拟节点，图中vblockmetadata为元数据空间，lun1中预先将元数据空间进行分割，然后将lun1中剩余的空间分割为lun1.1、lun1.2…lun1.N，lun2直接分割为lun2.1、lun2.2…lun2.N，分割后的各个空间按照交叉分配的原则聚合为vblock metadata、lun1.1、lun2.1…lun1.N、lun2.N，最终聚合为vblock。
本实施例中，虚拟转发层可以通过读取公共卷中文件系统中的信息，找到第一个卷的优先访问节点，并将此节点上的NAS节点作为文件系统的挂载点，真正将本地文件系统进行挂载。其他卷的优先访问节点上的NAS节点可以通过虚拟转发层将文件系统虚拟挂载在挂载点上，但本地文件系统并不挂载。
步骤S23：当非挂载点接收到协议访问请求，则利用所述非挂载点对应的目标节点中的虚拟转发层向所述主节点申请访问权，当获取访问权后将所述协议访问请求转发至所述主节点，并控制所述主节点通过所述块转发聚合层将所述协议访问请求转发至从所述目标节点中确定的目标处理节点进行处理；其中所述非挂载点为除所述主节点以外的其他目标节点中的网络附属存储服务。
本实施例中，所述控制所述主节点通过所述块转发聚合层将所述协议访问请求转发至目标处理节点进行处理，可以包括：控制所述主节点基于所述聚合后虚拟节点中记录的所述映射关系确定所述协议访问请求对应的目标公共卷，并从全部所述目标节点中确定预先为所述目标公共卷唯一指定的优先访问节点；确定所述优先访问节点的繁忙程度；当所述繁忙程度不满足预设繁忙条件，则将所述优先访问节点作为目标处理节点对所述协议访问请求对应的数据进行落盘处理；当所述繁忙程度满足预设繁忙条件，则从所述全部所述目标节点中除所述目标公共卷唯一指定的优先访问节点以外的其他节点中确定目标处理节点，并将所述协议访问请求转发至所述目标处理节点进行落盘处理。也即，本实施例中协议访问请求对应的目标公共卷的优先访问节点为首选的目标处理节点，但考虑到此节点可能会存在繁忙程度较高的情况，因此本实施例中提出当此节点繁忙程度高时，需要选取其他节点作为目标处理节点进行数据落盘，保证对数据进行落盘的节点为当下落盘效率最高最优的访问节点。
如上述，所述优先访问节点为预先为所述目标公共卷唯一指定的节点，在具体的实施方式中，会为每一个卷设定其对应的优先访问节点。本实施例中，在进行访问时，块转发聚合层会根据块元数据空间中的映射关系查找对应真正的目标公共卷的位置，判断卷最佳的落盘路径及对应优先访问节点的繁忙程度，以此判断由本地进行数据落盘或将数据转发到别的节点进行落盘。对于需要转发的数据优先选用对应卷的优先访问节点，然后对其任务量进行判断，从而选定最优访问节点。在具体的实施方式中，可以基于节点的cpu及iowait值确定繁忙程度，并基于预设cpu及iowait阈值生成预设繁忙条件。
另外，本实施例中当主节点被集群判定发生故障时，NAS集群选定由组成文件系统下一个卷的优先访问节点进行本地文件系统挂载，此节点成为临时主节点，并将原主节点的网络、共享配置迁移过来，对外提供访问。在此期间，转发层所拥有的访问权限全部失效，清空访问队列并将访问请求阻塞，当临时主节点切换完毕后，重新争抢访问权。当原主节点恢复并加入集群后，转发层将访问请求阻塞住并清空访问所有权。临时主节点进行本地文件系统卸载，并移除网络、共享相关配置，在原主节点上进行配置。
图6为本发明提出的整体结构示意图，图中host1和host2为客户端，通过eth与NAS集群中的node1和node2进行交互，node1与node2中均配置有NAS服务。下方磁盘与vdisk实现SAN与NAS的交互，vdisk1和vdisk2与NAS集群中的公共卷lun1和公共卷lun2具备对应关系，图中block为本发明上述块转发聚合层、块管理层，FS1为虚拟转发层、本地文件系统层，NFS(即Network File System,网络文件系统)与SMB(即Server Message Block)为FS1上实现的共享服务。另外，两节点中的NAS服务可以通过vnet的方式进行心跳传输，vswitch用于转发各节点间的心跳信息。图7为与图6对应的一种整体结构示意图，图中FS1-VFL为本发明中上述虚拟转发层，FS1为本地文件系统层，block为上述块转发聚合层、块管理层，图中node1与node2的FS1-VFL的双向箭头表示信息的互相转发过程，node1的vblock指向node2的vblock表示作为主节点的node1将数据转发至node2，以便node2对数据进行落盘处理的过程。
本实施例中提出一种统一存储nas集群部署的整体模型，并通过虚拟文件系统转发层中对协议转换及向文件系统主NAS节点的转发完成对文件系统的并发访问控制；虚拟文件系统对外呈现为此节点的独立的文件系统，但真正的文件系统在其主NAS节点上，所有节点的访问都需要向文件系统主节点竞争访问权，同一时间只有一个节点拥有对同一位置的访问权；节点拿到访问权后，转发层将协议请求转义成本地请求，并转发到文件系统主节点，由其将数据下发到块转发聚合层；块转发聚合层将分配给文件系统的卷按照指定大小依次进行聚合，并生成聚合后虚拟节点；块转发聚合层在收到数据请求时，会根据块元数据中的映射关系查找对应真正的目标公共卷位置，并判断其目标公共卷的优先访问节点的繁忙程度，在确定最优的处理节点后进行数据转发，让最优访问节点进行数据下刷。本实施例中这种统一存储NAS集群下本地文件系统的并发访问的方法不依赖于本地文件系统的类型，具有普遍适用性。对块的聚合转发将对数据的访问分布到不同的公共卷上，提高了吞吐率。
参见图8所示，本申请实施例公开了一种集群配置装置，具体可以包括：
集群创建模块11，用于创建包含若干配置有网络附属存储服务的目标节点的网络附属存储集群，并在各所述目标节点中配置用于在所述网络附属存储集群内部转发文件系统信息的虚拟转发层和用于对文件系统的公共卷进行分割与聚合操作的块转发聚合层；
系统挂载模块12，用于将从所述目标节点中确定的主节点中的网络附属存储服务作为本地文件系统的挂载点进行挂载；
请求处理模块13，用于当非挂载点接收到协议访问请求，则利用所述非挂载点对应的目标节点中的虚拟转发层向所述主节点申请访问权，当获取访问权后将所述协议访问请求转发至所述主节点，并控制所述主节点通过所述块转发聚合层将所述协议访问请求转发至从所述目标节点中确定的目标处理节点进行处理；其中所述非挂载点为除所述主节点以外的其他目标节点中的网络附属存储服务。
本实施例中先创建包含若干配置有网络附属存储服务的目标节点的网络附属存储集群，并在各所述目标节点中配置用于在所述网络附属存储集群内部转发文件系统信息的虚拟转发层和用于对文件系统的公共卷进行分割与聚合操作的块转发聚合层；将从所述目标节点中确定的主节点中的网络附属存储服务作为本地文件系统的挂载点进行挂载；当非挂载点接收到协议访问请求，则利用所述非挂载点对应的目标节点中的虚拟转发层向所述主节点申请访问权，当获取访问权后将所述协议访问请求转发至所述主节点，并控制所述主节点通过所述块转发聚合层将所述协议访问请求转发至从所述目标节点中确定的目标处理节点进行处理；其中所述非挂载点为除所述主节点以外的其他目标节点中的网络附属存储服务。这样一来，本实施例中通过NAS，并基于统一存储系统，无需为各站点创建外部网络进行通信，各节点通过统一存储系统的内部链路即可进行内部通信，组成NAS集群并能独立通过业务资源的方式提供对外提供NAS业务，在节点中添加用于在NAS集群内部转发文件系统信息的虚拟转发层和用于对文件系统的公共卷进行分割与聚合操作的块转发聚合层，并且在将优先访问节点中的NAS服务作为挂载点后，由此挂载点控制所有的协议访问过程，可将任意本地文件系统实现并发访问，利用虚拟转发层和块转发聚合层可实现在统一存储NAS上基于本地文件系统实现并发访问与负载均衡，同时防止因多个节点并行访问导致的数据冲突，可用性较强。
在一些具体实施例中，所述集群创建模块11，包括：
集群创建单元，用于创建包含若干以容器的方式或以基于内核的虚拟机的方式运行网络附属存储服务的目标节点的网络附属存储集群。
在一些具体实施例中，所述请求处理模块13，包括：
请求转义单元，用于当获取所述访问权后，将所述协议访问请求转义为文件系统请求；
请求转发单元，用于将所述文件系统请求转发至所述主节点进行处理。
在一些具体实施例中，所述集群配置装置中，还包括：
公共卷创建单元，用于在存储区域网络中创建映射至所述目标节点中的网络附属存储服务的公共卷；
相应的，所述系统挂载模块12中，包括：
从所述公共卷中确定第一目标卷，并从全部所述目标节点中确定预先为所述第一目标卷唯一指定的主节点。
在一些具体实施例中，所述集群配置装置中，还包括：
信息写入单元，用于在所述公共卷中写入集群信息与文件系统信息，并创建供所述目标节点进行写入抢夺的仲裁空间；其中，所述集群信息包括集群名称和集群中按照目标节点的节点唯一编码排序的节点名，所述文件系统信息包括文件系统唯一编码、文件系统名称、挂载点、文件系统的通用唯一识别码、根据公共卷的通用唯一识别码排序的公共卷名称以及公共卷的分割大小。
在一些具体实施例中，所述节点配置模块12，包括：
节点配置单元，用于在各所述目标节点中配置用于在所述网络附属存储集群内部转发文件系统信息的虚拟转发层和用于对文件系统的公共卷进行分割与聚合操作的块转发聚合层；
相应的，所述集群配置装置中，还包括：
分割聚合单元，用于控制所述主节点中的块转发聚合层按照预设空间聚合方法对所述公共卷进行空间分割与聚合，以确定包含元数据空间的聚合后虚拟节点；其中，所述元数据空间用于记录所述聚合后虚拟节点中的聚合空间与聚合前公共卷中的实际空间之间的映射关系和聚合后节点的节点名称。
在一些具体实施例中，所述请求处理模块13包括：
访问权获取单元，用于当获取所述访问权后，将所述协议访问请求转发至所述主节点；
节点确定单元，用于控制所述主节点基于所述聚合后虚拟节点中记录的所述映射关系确定所述协议访问请求对应的目标公共卷，并从全部所述目标节点中确定预先为所述目标公共卷唯一指定的优先访问节点；
繁忙程度判断单元，用于确定所述优先访问节点的繁忙程度；
第一处理单元，用于当所述繁忙程度不满足预设繁忙条件，则将所述优先访问节点作为目标处理节点对所述协议访问请求对应的数据进行落盘处理；
第二处理单元，用于当所述繁忙程度满足预设繁忙条件，则从所述全部所述目标节点中除所述目标公共卷唯一指定的优先访问节点以外的其他节点中确定目标处理节点，并将所述协议访问请求转发至所述目标处理节点进行落盘处理。
进一步的，本申请实施例还公开了一种电子设备，图9是根据示例性实施例示出的电子设备20结构图，图中的内容不能认为是对本申请的使用范围的任何限制。
图9为本申请实施例提供的一种电子设备20的结构示意图。该电子设备20，具体可以包括：至少一个处理器21、至少一个存储器22、电源23、显示屏24、输入输出接口25、通信接口26和通信总线27。其中，所述存储器22用于存储计算机程序，所述计算机程序由所述处理器21加载并执行，以实现前述任一实施例公开的集群配置方法中的相关步骤。另外，本实施例中的电子设备20具体可以为电子计算机。
本实施例中，电源23用于为电子设备20上的各硬件设备提供工作电压；通信接口26能够为电子设备20创建与外界设备之间的数据传输通道，其所遵循的通信协议是能够适用于本申请技术方案的任意通信协议，在此不对其进行具体限定；输入输出接口25，用于获取外界输入数据或向外界输出数据，其具体的接口类型可以根据具体应用需要进行选取，在此不进行具体限定。
另外，存储器22作为资源存储的载体，可以是只读存储器、随机存储器、磁盘或者光盘等，其上所存储的资源可以包括操作系统221、计算机程序222等，存储方式可以是短暂存储或者永久存储。
其中，操作系统221用于管理与控制电子设备20上的各硬件设备以及计算机程序222，其可以是Windows Server、Netware、Unix、Linux等。计算机程序222除了包括能够用于完成前述任一实施例公开的由电子设备20执行的集群配置方法的计算机程序之外，还可以进一步包括能够用于完成其他特定工作的计算机程序。
进一步的，本申请还公开了一种计算机可读存储介质，这里所说的计算机可读存储介质包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、内存、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、磁碟或者光盘或技术领域内所公知的任意其他形式的存储介质。其中，所述计算机程序被处理器执行时实现前述公开的集群配置方法。关于该方法的具体步骤可以参考前述实施例中公开的相应内容，在此不再进行赘述。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的集群配置方法、装置、设备、存储介质进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种集群配置方法，其特征在于，包括：
创建包含若干配置有网络附属存储服务的目标节点的网络附属存储集群，并在各所述目标节点中配置用于在所述网络附属存储集群内部转发文件系统信息的虚拟转发层和用于对文件系统的公共卷进行分割与聚合操作的块转发聚合层；
将从所述目标节点中确定的主节点中的网络附属存储服务作为本地文件系统的挂载点进行挂载；
当非挂载点接收到协议访问请求，则利用所述非挂载点对应的目标节点中的虚拟转发层向所述主节点申请访问权，当获取访问权后将所述协议访问请求转发至所述主节点，并控制所述主节点通过所述块转发聚合层将所述协议访问请求转发至从所述目标节点中确定的目标处理节点进行处理；其中所述非挂载点为除所述主节点以外的其他目标节点中的网络附属存储服务。
2.根据权利要求1所述的集群配置方法，其特征在于，所述创建包含若干配置有网络附属存储服务的目标节点的网络附属存储集群，包括：
创建包含若干以容器的方式或以基于内核的虚拟机的方式运行网络附属存储服务的目标节点的网络附属存储集群。
3.根据权利要求1所述的集群配置方法，其特征在于，所述当获取访问权后将所述协议访问请求转发至所述主节点，包括：
当获取所述访问权后，将所述协议访问请求转义为文件系统请求；
将所述文件系统请求转发至所述主节点。
4.根据权利要求1至3任一项所述的集群配置方法，其特征在于，所述创建包含若干配置有网络附属存储服务的目标节点的网络附属存储集群之后，还包括：
在存储区域网络中创建映射至所述目标节点中的网络附属存储服务的公共卷；
相应的，从所述目标节点中确定主节点，包括：
从所述公共卷中确定第一目标卷，并从全部所述目标节点中确定预先为所述第一目标卷唯一指定的主节点。
5.根据权利要求4所述的集群配置方法，其特征在于，所述在存储区域网络中创建映射至所述目标节点中的网络附属存储服务的公共卷之后，还包括：
在所述公共卷中写入集群信息与文件系统信息，并创建供所述目标节点进行写入抢夺的仲裁空间；其中，所述集群信息包括集群名称和集群中按照目标节点的节点唯一编码排序的节点名，所述文件系统信息包括文件系统唯一编码、文件系统名称、挂载点、文件系统的通用唯一识别码、根据公共卷的通用唯一识别码排序的公共卷名称以及公共卷的分割大小。
6.根据权利要求4所述的集群配置方法，其特征在于，所述当获取访问权后将所述协议访问请求转发至所述主节点，并制所述主节点通过所述块转发聚合层将所述协议访问请求转发至从所述目标节点中确定的目标处理节点进行处理之前，还包括：
控制所述主节点中的块转发聚合层按照预设空间聚合方法对所述公共卷进行空间分割与聚合，以确定包含元数据空间的聚合后虚拟节点；其中，所述元数据空间用于记录所述聚合后虚拟节点中的聚合空间与聚合前公共卷中的实际空间之间的映射关系和聚合后节点的节点名称。
7.根据权利要求6所述的集群配置方法，其特征在于，所述控制所述主节点通过所述块转发聚合层将所述协议访问请求转发至目标处理节点进行处理，包括：
控制所述主节点基于所述聚合后虚拟节点中记录的所述映射关系确定所述协议访问请求对应的目标公共卷，并从全部所述目标节点中确定预先为所述目标公共卷唯一指定的优先访问节点；
确定所述优先访问节点的繁忙程度；
当所述繁忙程度不满足预设繁忙条件，则将所述优先访问节点作为目标处理节点对所述协议访问请求对应的数据进行落盘处理；
当所述繁忙程度满足预设繁忙条件，则从所述全部所述目标节点中除所述目标公共卷唯一指定的优先访问节点以外的其他节点中确定目标处理节点，并将所述协议访问请求转发至所述目标处理节点进行落盘处理。
8.一种集群配置装置，其特征在于，包括：
集群创建模块，用于创建包含若干配置有网络附属存储服务的目标节点的网络附属存储集群，并在各所述目标节点中配置用于在所述网络附属存储集群内部转发文件系统信息的虚拟转发层和用于对文件系统的公共卷进行分割与聚合操作的块转发聚合层；
系统挂载模块，用于将从所述目标节点中确定的主节点中的网络附属存储服务作为本地文件系统的挂载点进行挂载；
请求处理模块，用于当非挂载点接收到协议访问请求，则利用所述非挂载点对应的目标节点中的虚拟转发层向所述主节点申请访问权，当获取访问权后将所述协议访问请求转发至所述主节点，并控制所述主节点通过所述块转发聚合层将所述协议访问请求转发至从所述目标节点中确定的目标处理节点进行处理；其中所述非挂载点为除所述主节点以外的其他目标节点中的网络附属存储服务。
9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器；其中，所述处理器执行所述存储器中保存的计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述的集群配置方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，用于存储计算机程序；其中，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的集群配置方法。
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