TWI802388B

TWI802388B - 基於雲平台之儲存服務系統、方法及電腦可讀媒介

Info

Publication number: TWI802388B
Application number: TW111116019A
Authority: TW
Inventors: 柯弼舜; 黃永玄; 黃耀德
Original assignee: 中華電信股份有限公司
Priority date: 2022-04-27
Filing date: 2022-04-27
Publication date: 2023-05-11
Also published as: TW202343273A

Abstract

本發明揭露一種基於雲平台之儲存服務系統、方法及電腦可讀媒介，係由儲存服務模組提供使用者介面單元、元數據儲存單元、數據儲存單元與工作流單元，以由使用者介面單元依據使用者端之請求協同元數據儲存單元與數據儲存單元來處理使用者資訊及檔案，且由工作流單元依據使用者端之請求處理工作流或任務。再者，由雲平台之調度單元選出伺服器以部署使用者介面單元、元數據儲存單元、數據儲存單元與工作流單元，再由雲平台之控制單元與域名解析單元分別協調使用者介面單元、元數據儲存單元、數據儲存單元與工作流單元之間的溝通及透過域名互相訪問。

Description

基於雲平台之儲存服務系統、方法及電腦可讀媒介

本發明係關於一種儲存服務技術，特別是指一種基於雲平台(雲原生)之儲存服務系統、方法及電腦可讀媒介。

隨著雲端儲存服務之普及，越來越多使用者選擇將資料上傳至雲端進行儲存，以致雲端所儲存之資料呈現爆量之增長。所以，雲端之儲存服務供應端上需要建置更多的基礎設施來擴展雲端之儲存能力，且儲存服務供應端也要隨著使用者之需求新增各種儲存服務之功能，這表示儲存服務供應端必須能承擔更大之故障風險，且在管理與維護上之複雜度與成本也更高，故儲存服務之擴充性與管理機制成為儲存服務供應端之一大挑戰。

大多數公開之儲存服務必須面對大量使用者之儲存請求，但提供大量對外之服務介面來服務使用者之請求時，診斷效能及安全性相關之問題相當困難，且隨著時間推移各種系統之改變、更新或擴展上可能涉及大量組態之改變，使得組態之配置也異常的複雜，故當故障發生時，可能難以回復與重現儲存服務之組態。同時，對於系統管理者或雲平台管理者而言，面對如此龐大之有關儲存服務之複數單元，也較可能發生不正確之指令或配置，因而導致整個服務停機。

再者，針對運算資源之考慮面向，現有技術主要關注如何提高資源之使用率，且著重在如何透過虛擬化技術與預先定義之資源規格來提供虛擬機資源。惟，當服務所需之資源有特殊需求或限制時，資源配置還須考量服務之性質與多種複雜因素，例如有些互斥之單元等服務並不適合放在同一伺服器中，有些服務或單元則需配置滿足其網路需求之伺服器，此時通常需要人工處理，目前對於服務或單元之自動部署與動態擴展需求並無有效之解決方法。

因此，如何提供一種創新之儲存服務技術，以解決上述之任一問題或提供相關之功能/服務，已成為本領域技術人員之一大研究課題。

本發明提供一種創新之基於雲平台之儲存服務系統、方法及電腦可讀媒介，係能利用雲平台部署或架構出儲存服務模組所提供之儲存服務以部署或管理使用者介面單元、元數據儲存單元、數據儲存單元與工作流單元，或者利用雲平台之伺服器之資源之屬性標籤以識別使用者介面單元、元數據儲存單元、數據儲存單元與工作流單元所使用之資源，抑或者使用部署描述檔以自動部署與配置使用者介面單元、元數據儲存單元、數據儲存單元與工作流單元，又或者使用雲平台之容器化技術以有效發揮伺服器之運算能力。

本發明所述基於雲平台之儲存服務系統包括：一儲存服務模組，係提供至少一使用者介面單元、至少一元數據儲存單元、至少一數據儲存單元與至少一工作流單元，其中，儲存服務模組之使用者介面單元接收至少一使用者端之請求，以由使用者介面單元依據使用者端之請求協同元數據儲存單元與數據儲存單元來處理使用者端之使用者資訊及檔案，且由儲存服務模組之工作流單元依據使用者端之請求處理有關使用者端之工作流或任務；以及一雲平台，係具有複數伺服器、至少一調度單元、至少一控制單元與至少一域名解析單元，其中，雲平台之調度單元從複數伺服器中選出至少一伺服器以供部署使用者介面單元、元數據儲存單元、數據儲存單元與工作流單元，再由雲平台之控制單元協調經部署在至少一伺服器中之使用者介面單元、元數據儲存單元、數據儲存單元與工作流單元彼此之間的溝通，且由雲平台之域名解析單元提供經部署在至少一伺服器中之使用者介面單元、元數據儲存單元、數據儲存單元與工作流單元透過域名之方式互相訪問。

本發明所述基於雲平台之儲存服務方法包括：由儲存服務模組提供至少一使用者介面單元、至少一元數據儲存單元、至少一數據儲存單元與至少一工作流單元，其中，儲存服務模組之使用者介面單元接收至少一使用者端之請求，以由使用者介面單元依據使用者端之請求協同元數據儲存單元與數據儲存單元來處理使用者端之使用者資訊及檔案，且由儲存服務模組之工作流單元依據使用者端之請求處理有關使用者端之工作流或任務；以及由雲平台提供複數伺服器、至少一調度單元、至少一控制單元與至少一域名解析單元，其中，雲平台之調度單元從複數伺服器中選出至少一伺服器以供部署使用者介面單元、元數據儲存單元、數據儲存單元與工作流單元，再由雲平台之控制單元協調經部署在至少一伺服器中之使用者介面單元、元數據儲存單元、數據儲存單元與工作流單元彼此之間的溝通，且由雲平台之域名解析單元提供經部署在至少一伺服器中之使用者介面單元、元數據儲存單元、數據儲存單元與工作流單元透過域名之方式互相訪問。

本發明之電腦可讀媒介應用於計算裝置或電腦中，係儲存有指令，以執行上述基於雲平台之儲存服務方法。

為使本發明之上述特徵與優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明。在以下描述內容中將部分闡述本發明之額外特徵及優點，且此等特徵及優點將部分自所述描述內容可得而知，或可藉由對本發明之實踐習得。應理解，前文一般描述與以下詳細描述二者均為例示性及解釋性的，且不欲約束本發明所欲主張之範圍。

1:基於雲平台之儲存服務系統

10:持續整合持續交付子系統

20:儲存服務模組

21:負載平衡單元

22:使用者介面單元

23:元數據儲存單元

24:數據儲存單元

25:工作流單元

30:雲平台

31:調度單元

32:排程單元

33:域名解析單元

34:控制單元

35:代理單元

36:管理者介面單元

37:日誌收集單元

40:儲存池

41:映像檔資料庫

42:雲平台資料庫

43:日誌資料庫

A:使用者端

B:管理者端

B1:部署描述檔

C:伺服器

D:網卡

D1,D2,D3:網卡

D1',D2':網卡

E:磁碟

F:處理器

G:記憶體

H1:前端網段

H2:資料庫網段

H3:儲存網段

N:網路

S:服務

S1至S4:步驟

圖1為本發明所述基於雲平台之儲存服務系統之架構示意圖。

圖2為本發明所述基於雲平台之儲存服務系統中，有關雲平台之複數單元彼此之間的協作示意圖。

圖3為本發明所述基於雲平台之儲存服務方法之流程示意圖。

圖4為本發明所述基於雲平台之儲存服務系統及其方法中，有關伺服器之拓樸圖之實施例示意圖。

以下藉由特定的具體實施形態說明本發明之實施方式，熟悉此技術之人士可由本說明書所揭示之內容了解本發明之其它優點與功效，亦可因而藉由其它不同具體等同實施形態加以施行或運用。

圖1為本發明所述基於雲平台之儲存服務系統1之架構示意圖，圖2為本發明所述基於雲平台之儲存服務系統1中有關雲平台30之複數單元彼此之間的協作示意圖。如圖1至圖2所示，基於雲平台之儲存服務系統1可包括互相連結或通訊之一持續整合持續交付子系統10、一儲存服務模組20、一雲平台30與一儲存池40等。

在一實施例中，儲存服務模組20可具有或提供至少一(如複數)負載平衡單元21、至少一(如複數)使用者介面單元22、至少一(如複數)元數據(Metadata)儲存單元23、至少一(如複數)數據儲存單元24與至少一(如複數)工作流(Workflow)單元25等各種服務以部署或運行於雲平台30之伺服器C上。雲平台30可具有至少一調度單元31、至少一排程單元32、至少一域名解析單元33、至少一控制單元34、至少一代理(proxy)單元35、至少一管理者介面單元36與至少一日誌收集單元37等，且各伺服器C可具有至少一(如複數)網卡D、至少一(如複數)磁碟E、至少一(如複數)處理器F與至少一(如複數)記憶體G等。此外，儲存池40可具有一映像檔資料庫41、一雲平台資料庫42與日誌資料庫43等。

本發明所述「至少一」代表一個以上(如一、二或三個以上)，「複數」代表二個以上(如二、三、四、五或十個以上)，「連結」或「通訊」代表有線或無線連結或通訊，網路N可為有線網路、無線網路、網際網路、區域網路(LAN)、無線區域網路(WLAN)、廣域網路(WAN)、都會區域網路(MAN)、虛擬專用網路(VPN)等。「服務」可代表或對應使用者介面單元 22、元數據儲存單元23、數據儲存單元24或工作流單元25與其任務(如工作任務)。

使用者端A可為使用者(如外部使用者)、客戶端(如客戶)或所使用之電子裝置，管理者端B可為管理者(如雲平台管理者/系統管理者)或所使用之電子裝置，且電子裝置可為電腦、行動裝置、可攜式裝置等，如個人電腦、平板電腦、筆記型電腦、桌上型電腦、智慧型手機、個人數位助理(PDA)等。伺服器C可為伺服器主機、雲平台伺服器、雲端伺服器等，磁碟E可為硬碟(如雲端硬碟)等各種儲存媒介，處理器F可為微處理器、中央處理器(CPU)、圖形處理器(GPU)、微控制器(MCU)等，記憶體G可為隨機存取記憶體(RAM)、資料庫等各種儲存媒介。

在一實施例中，負載平衡單元21可為負載平衡器(電路/晶片)、外部負載平衡器(電路/晶片)、負載平衡軟體(程式)等，使用者介面單元22可為使用者存取介面、使用者通訊介面、使用者介面軟體(程式)等。元數據儲存單元23可為元數據儲存器、元數據儲存記憶體、元數據儲存資料庫、元數據儲存硬碟等各種儲存媒介，數據儲存單元24可為數據儲存器、數據儲存記憶體、數據儲存資料庫、數據儲存硬碟等各種儲存媒介，工作流單元25可為工作流處理器(晶片/電路)、工作流軟體(程式)等。

雲平台30可為雲平台系統、雲原生系統等。調度單元31可為調度器(晶片/電路)、調度軟體(程式)等，排程單元32可為排程器(晶片/電路)、排程軟體(程式)等，域名解析單元33可為域名解析器(晶片/電路)、域名解析軟體(程式)等。代理單元35可為代理器(晶片/電路)、代理軟體(程式)等，管理者介面單元36可為管理者存取介面、管理者通訊介面、管理者介面軟體(程式)等，日誌收集單元37可為日誌收集器(晶片/電路)、日誌收集軟體(程式)等。

儲存池40可為資料儲存池、資料儲存池伺服器、資料儲存池主機等。映像檔資料庫41可為映像檔倉庫、服務映像檔資料庫、映像檔資料儲存器、映像檔資料儲存記憶體、映像檔資料儲存硬碟等各種儲存媒介，雲平台資料庫42可為雲平台資料儲存器、雲平台資料儲存記憶體、雲平台資料儲存硬碟等各種儲存媒介，日誌資料庫43可為日誌資料儲存器、日誌資料儲存記憶體、日誌資料儲存硬碟等各種儲存媒介。

在一實施例中，儲存服務模組20之使用者介面單元22可接收至少一使用者端A之請求，以由使用者介面單元22依據使用者端A之請求協同元數據儲存單元23與數據儲存單元24來處理使用者端A之使用者資訊及檔案，且由儲存服務模組20之工作流單元25依據使用者端A之請求處理有關使用者端A之工作流或任務。又，雲平台30之調度單元31可從複數伺服器C中選出至少一伺服器C以供部署使用者介面單元22、元數據儲存單元23、數據儲存單元24與工作流單元25，再由雲平台30之控制單元34協調經部署在至少一伺服器C中之使用者介面單元22、元數據儲存單元23、數據儲存單元24與工作流單元25彼此之間的溝通，且由雲平台30之域名解析單元33提供經部署在伺服器C中之使用者介面單元22、元數據儲存單元23、數據儲存單元24與工作流單元25透過域名之方式互相訪問。

具體而言，基於雲平台之儲存服務系統1係以雲平台30為基礎來建置儲存服務模組20之儲存服務，以供使用者端A(如外部使用者)使用此儲存服務。基於雲平台之儲存服務系統1可包括持續整合持續交付子系統10、儲存服務模組20、雲平台30(如雲平台系統)與儲存池40等，儲存服務模組20之負載平衡單元21(如外部負載平衡器)可提供單一入口，以由複數使用者端A分別透過負載平衡單元21所提供之單一入口存取儲存服務模組20之儲存服務，且儲存池40之映像檔資料庫41可儲存此儲存服務模組20之使用者介面單元22、元數據儲存單元23、數據儲存單元24或工作流單元25等之容器化映像檔。

儲存服務模組20可提供一基本儲存服務架構，且使用者端A可透過負載平衡單元21(如外部負載平衡器)進行儲存服務模組20所提供之儲存服務之訪問。負載平衡單元21可分散複數(大量)使用者端A之請求，亦即由負載平衡單元21將複數使用者端A之請求之流量分散至儲存服務模組20之複數使用者介面單元22進行處理以平衡複數使用者端A之請求所產生之負載。

當使用者介面單元22收到使用者端A所發出之請求為「讀取請求」或「儲存請求」時，使用者介面單元22可協同元數據儲存單元23與數據儲存單元24一起處理使用者端A所發出之讀取請求或儲存請求。元數據儲存單元23可儲存使用者端A之使用者資訊(如身分資訊)與檔案存放資訊，使用者介面單元22可查詢元數據儲存單元23所儲存之使用者端A之使用者資訊(如身分資訊)，以由使用者介面單元22依據查詢之結果驗證使用者端A(如客戶端)之請求身分是否合法。若使用者端A之請求身分通過使用者介面單元22之驗證，則使用者介面單元22可依據使用者端A之請求(如讀取請求或儲存請求)進行相應之處理(如讀取或儲存檔案/資料)；反之，若使用者端A之請求身分未通過使用者介面單元22之驗證，則使用者介面單元22可拒絕依據使用者端A之請求進行相應之處理。

當用者端A之請求為「讀取請求」時，由使用者介面單元22依據使用者端A之讀取請求查詢元數據儲存單元23所儲存之使用者端A之檔案存放資訊以定位使用者端A之檔案所實際存放之數據儲存單元24為何者，再由使用者介面單元22依據實際存放之數據儲存單元24取得使用者端A之檔案。又，當使用者端A之請求為「儲存請求」時，由使用者介面單元22將使用者端A之檔案存放資訊寫入元數據儲存單元23，且由使用者介面單元22分配一數據儲存單元24以存放使用者端A之檔案，以供使用者介面單元22後續能利用元數據儲存單元23以查詢或使用此使用者端A之檔案存放資訊。工作流單元25可處理有關使用者端A之請求之工作流或任務，例如工作流單元25可針對使用者端A計算定期(如每小時)之流量、刪除過期之檔案與封存檔案等維運需求(如日常維運需求)之任務。

調度單元31可負責雲平台30上之整體服務之調度，以由調度單元31選出合適之至少一伺服器C來執行任務，或由調度單元31部署儲存服務模組20之使用者介面單元22、元數據儲存單元23、數據儲存單元24與工作流單元25於合適之至少一伺服器C上。排程單元32可負責非常駐性質(如暫時性質)之任務與排程責任，域名解析單元33可提供儲存服務模組20之使用者介面單元22、元數據儲存單元23、數據儲存單元24與工作流單元25等各種服務透過域名之方式互相訪問。控制單元34為整個雲平台30(如雲平台系統)之控制核心，以由控制單元34協調儲存服務模組20之使用者介面單元22、元數據儲存單元23、數據儲存單元24與工作流單元25彼此之間的溝通。代理單元35可接收控制單元34所分派之各種任務與回報相關之服務狀態，管理者介面單元36可提供管理者端B(如雲平台管理者)呼叫雲平台30。

在圖2中，每台被納管之伺服器C上之代理單元35可負責或執行雲平台30之調度單元31、排程單元32、域名解析單元33、控制單元34與管理者介面單元36彼此之間的協作。代理單元35可負責服務之運行管理與配置，例如代理單元35能檢核服務所開啟之網路通訊埠是否存活、設定網卡D(如網卡介面)之防火牆規則與回報伺服器C目前之狀態，亦即實際要執行到伺服器C之管理與配置之相關行為皆可透過代理單元35予以實現。

整個雲平台30(如雲平台系統)之指揮中心可透過控制單元34進行指揮，以由控制單元34依據代理單元35所收集之資訊進行相關服務之配置與部署，且由控制單元34將代理單元35所收集之資訊儲存至雲平台資料庫42中，而管理者端B亦能以手動方式透過雲平台30之管理者介面單元36定義或新增有關至少一伺服器C之資源之屬性標籤來與至少一伺服器C互相關聯。例如，管理者端B可用手動方式新增為分區標籤之屬性標籤“production”與屬性標籤“staging”二者以區分此伺服器C之所屬區域，俾供調度單元31於後續部署時使用這些屬性標籤之資訊。代理單元35實際上也可管理此伺服器C上所有運行之儲存服務模組20之使用者介面單元22、元數據儲存單元23、數據儲存單元24與工作流單元25等各種服務，以確保儲存服務模組20之使用者介面單元22、元數據儲存單元23、數據儲存單元24與工作流單元25之正常運作或健康性。

當系統或管理者端B定義完成雲平台30上之基礎設施之相關資訊時，即可在雲平台30上進行儲存服務模組20之使用者介面單元22、元數據儲存單元23、數據儲存單元24與工作流單元25等各種服務之部署與安裝。例如：當進行儲存服務模組20之使用者介面單元22、元數據儲存單元23、數據儲存單元24與工作流單元25等各種服務之部署時，先由管理者端B定義服務所需要之需求，以由調度單元31選出符合需求之伺服器C來通知控制單元34，再由控制單元34透過代理單元35進行部署之動作。

雲平台30之部署方式為將控制單元34所提供之資訊交由代理單元35，以由代理單元35依據控制單元34所提供之資訊從儲存池40之映像檔資料庫41(如映像檔倉庫)中提取(撈取)需要部署之儲存服務模組20之使用者介面單元22、元數據儲存單元23、數據儲存單元24或工作流單元25等之容器化映像檔來進行相關之配置與部署，且控制單元34可於部署完成後呼叫域名解析單元33以新增服務相關之域名，俾供儲存服務模組20之使用者介面單元22、元數據儲存單元23、數據儲存單元24與工作流單元25後續透過域名之方式互相訪問。

雲平台30之排程單元32之主要功能為執行定期(如每日)之排程工作性質之任務，且排程單元32可於執行完成此定期之排程工作性質之任務後立即釋放此任務之相關資源。例如，排程單元32可針對定期(如每日)之流量計算之需求定義一個排程任務，以由排程單元32透過排程任務自動計算定期(如每日)之流量。因雲平台30分派任務之特性，可將調度單元31隨機調度至任何正常之伺服器C上進行執行，故調度單元31能避免因故障之伺服器C導致任務無法如期運行之問題，亦能保證任務之可靠性。

圖3為本發明所述基於雲平台之儲存服務方法之流程示意圖，圖4為本發明所述基於雲平台之儲存服務系統1及其方法中有關伺服器C之拓樸圖之實施例示意圖，並參閱圖1至圖2予以說明。

由上述圖1至圖2之說明能了解雲平台30如何進行部署與管理，故可利用雲平台30所提供之特性，在雲平台30上部署儲存服務模組20之使用者介面單元22、元數據儲存單元23、數據儲存單元24與工作流單元25等各種服務。例如，本發明能在雲平台30上組織架構此儲存服務模組20之使用者介面單元22、元數據儲存單元23、數據儲存單元24與工作流單元25等各種服務，並交由雲平台30自動管理其上之使用者介面單元22、元數據儲存單元23、數據儲存單元24與工作流單元25之生命週期。

如圖3所示，基於雲平台之儲存服務方法主要包括下列步驟S1至步驟S4。

在步驟S1中，由代理單元35或管理者端B定義雲平台30之伺服器C之資源之屬性標籤。例如，透過代理單元35之自動搜集方式或管理者端B之手動方式定義或新增雲平台30上之伺服器C之資源之屬性標籤，以供雲平台30依據屬性標籤取得(知悉)伺服器C之資源之屬性(如資源之名稱/類型/特性等)，且由雲平台30依據屬性標籤區分或識別至少一伺服器C能否被負載平衡單元21進行存取。

在步驟S2中，由管理者端B識別儲存服務模組20之使用者介面單元22、元數據儲存單元23、數據儲存單元24與工作流單元25所使用之資源及彼此之間的互斥性。例如，由管理者端B分析儲存服務模組20之使用者介面單元22、元數據儲存單元23、數據儲存單元24與工作流單元25等之負載特性(如負載資源使用行為)，以識別使用者介面單元22、元數據儲存單元23、數據儲存單元24與工作流單元25所使用之資源，方便管理者端B後續依據使用者介面單元22、元數據儲存單元23、數據儲存單元24與工作流單元25所使用之資源及彼此之間的互斥性撰寫部署描述檔B1，有利於避免對伺服器C之資源之競爭而影響在伺服器C上之使用者介面單元22、元數據儲存單元23、數據儲存單元24與工作流單元25之運行效率。

在步驟S3中，由管理者端B撰寫部署描述檔B1。例如，由管理者端B撰寫部署描述檔B1以描述儲存服務模組20之使用者介面單元22、元數據儲存單元23、數據儲存單元24與工作流單元25所需之伺服器C之資源、特性與彼此之間的互斥性，以利雲平台30之調度單元31進行適當之調度部署。

在步驟S4中，由管理者端B將部署描述檔B1傳送至持續整合持續交付子系統10。例如，由管理者端B將部署描述檔B1透過雲平台30之管理者介面單元36傳送至持續整合持續交付子系統10，以由持續整合持續交付子系統10依據部署描述檔B1所描述之工作流程構建、測試與部署儲存服務模組20之使用者介面單元22、元數據儲存單元23、數據儲存單元24與工作流單元25。

以下透過一實施例說明步驟S1~S4：

[步驟S1]由代理單元35或管理者端B定義雲平台30之伺服器C之資源之屬性標籤：其目的是為了確保承受服務之雲平台30之伺服器C有可乘載此服務之特性與需求。亦即，先由代理單元35自動回報伺服器C目前之資源之狀態與基本資訊等基本狀態，例如伺服器C之網卡D之數量、磁碟E之容量、磁碟E之數量、處理器F(如CPU)之核心數、記憶體G之容量、IP(Internet Protocol；網際網路協定)位址與伺服器C之名稱等基本狀態，以定義伺服器C之資源之屬性標籤，俾供後續之管理者端B以手動方式透過管理者介面單元36新增這些屬性標籤。例如，在本實施例中，可透過代理單元35之自動搜集方式或管理者端B之手動方式定義至少一伺服器C之資源之屬性標籤(如“isExternal”(是外部的))，以供雲平台30依據屬性標籤區分或識別至少一伺服器C能否被負載平衡單元21(如外部負載平衡器)進行存取。

如圖4所示伺服器C(如伺服器主機)之拓樸圖，二台伺服器C均具有多張網卡D(見圖2)以連接至不同網段。例如，左側之伺服器C(如第一伺服器)具有網卡D1、網卡D2與網卡D3等三張網卡，且網卡D1、網卡D2與網卡D3分別連接至前端(frontend)網段H1、資料庫(database)網段H2與儲存(storage)網段H3。右側之伺服器C(如第二伺服器)具有網卡D1'與網卡D2'等二張網卡，且網卡D1'與網卡D2'分別連接至資料庫網段H2與儲存網段H3。

伺服器C可承接各種服務S，且各種服務S實際上分別代表或對應使用者介面單元22、元數據儲存單元23、數據儲存單元24與工作流單元25與其任務(如工作任務)，且使用者端A(如客戶端)可透過網路 N(如網際網路)訪問到負載平衡單元21，以由負載平衡單元21轉送使用者端A之請求至儲存服務模組20之使用者介面單元22、元數據儲存單元23、數據儲存單元24與工作流單元25等各種服務S中進行處理。

在步驟S1中，由代理單元35或管理者端B定義雲平台30之伺服器C之資源之屬性標籤可分為定義下列三種資源之屬性標籤，包括[1]定義網卡資源之屬性標籤、[2]定義主機資源之屬性標籤、[3]定義儲存資源之屬性標籤。

[1]定義網卡資源之屬性標籤。在圖4之實施例中，二台伺服器C分別具有多張網卡D1至D3與網卡D1'至D2'以區分網路之流量。例如，網路包括(1)可供使用者端A之流量所使用之前端網段H1，(2)可供儲存服務模組20之使用者介面單元22訪問元數據儲存單元23之資料庫網段H2，以及(3)可供儲存服務模組20之使用者介面單元22實際傳輸資料至數據儲存單元24之儲存網段H3。

此種定義網卡資源之屬性標籤之方式能保證儲存服務模組20之使用者介面單元22、元數據儲存單元23、數據儲存單元24與工作流單元25彼此之間之流量不會互相影響。例如，如果儲存服務模組20之使用者介面單元22與元數據儲存單元23皆使用前端網段H1進行溝通，則可能會因複數使用者端A之請求(如大量請求)之流量導致儲存服務模組20之使用者介面單元22與元數據儲存單元23兩者之溝通延遲，以致整個儲存服務模組20之使用者介面單元22之性能不佳，進而形成一種資源互相搶佔之惡性循環。

在雲平台30(如雲平台系統)上，對於伺服器C具有多張網卡 D與多個網段之特性，則由代理單元35搜集伺服器C之多張網卡D與多個網段之資訊，且由管理者端B定義這些網卡D之網卡資源相關之屬性標籤。以本實施例而言，可新增子網(subnet)標籤值以表示網卡D之網卡資源所屬為前端網段H1、資料庫網段H2與儲存網段H3之其中一者。例如，將網卡D1之子網標籤值設定為前端(frontend)以表示網卡D1連接至前端網段H1，並將網卡D2與網卡D1'之子網標籤值設定為資料庫(database)以表示網卡D2與網卡D1'連接至資料庫網段H2，且將網卡D3與網卡D2'之子網標籤值設定為儲存(storage)以表示網卡D3與網卡D2'連接至儲存網段H3，俾供後續透過各自之子網標籤值以限制相應之網卡D1至D3與網卡D1'至D2'所開放之網路通訊埠。

[2]定義主機資源之屬性標籤。由於不是所有伺服器C(如伺服器主機)之規格皆一致，例如圖4所示右側之伺服器C比左側之伺服器C少了一張網卡，且右側之伺服器C也無法被負載平衡單元21(如外部負載平衡器)所存取，故可透過定義伺服器C之主機資源之屬性標籤(如“isExternal”)以區分伺服器C之資源能否被負載平衡單元21所存取。

如下列表1所示鍵-值(Key-Value)方式之儲存格式之範例，雲平台資料庫42可採用鍵-值方式之儲存格式以儲存至少一伺服器C之資源之屬性標籤(如“isExternal”)。例如，雲平台資料庫42可使用“鍵(Key)”以表示至少一伺服器C之各資源之名稱，且使用“值(Value)”以透過JavaScript物件表示法(JavaScript Object Notation；JSON)描述至少一伺服器C之資源之各種屬性。

表1：以鍵-值(Key-Value)方式儲存伺服器C之資源之屬性標籤之範例。

[3]定義儲存資源之屬性標籤。由於不同伺服器C中所含有之儲存資源不盡相同，故需由管理者端B為不同伺服器C之儲存資源(如硬碟資源)進行定義。例如，管理者端B可定義不同伺服器C之儲存資源之屬性標籤(如型態類型)為傳統硬碟(Hard Disk Drive；HDD)或固態硬碟(Solid State Disk；SSD)等，以供後續部署資源需要持久化儲存時，能依照部署之需求確保提供所需之儲存資源(如硬碟資源)。

[步驟S2]由管理者端B識別儲存服務模組20之使用者介面單元22、元數據儲存單元23、數據儲存單元24與工作流單元25所使用之資源及彼此之間的互斥性：雲平台30(如雲平台系統)得到上述步驟S1所定義之伺服器C之資源之屬性標籤後，再來便需知悉儲存服務模組20之使用者介面單元22、元數據儲存單元23、數據儲存單元24與工作流單元25哪些是不可以放在雲平台30之同一伺服器C上。

舉例而言，儲存服務模組20提供一封存功能予使用者端A以封存使用者端A之檔案，且儲存服務模組20透過工作流單元25定時觸發使用者端A以執行封存任務。在此情境下，若儲存服務模組20之工作流單元25將此封存任務分派至部署有使用者介面單元22之同一伺服器C上，那將造成對同一伺服器C之儲存資源之搶佔，因使用者端A之封存功能需至數據儲存單元24提取(撈取)資料，以由使用者端A進行資料之封存處理，再由使用者端A將封存處理後之資料存回數據儲存單元24，故此封存之行為會佔用到使用者介面單元22與數據儲存單元24進行溝通之網路頻寬，因而造成使用者介面單元22向數據儲存單元24讀取或寫入資料時之速度變慢，亦會影響使用者端A之體驗。所以，此封存任務並不適合與使用者介面單元22放在同一伺服器C一起運行，故後續可由管理者端B在部署描述檔B1中描述此關係。

[步驟S3]由管理者端B撰寫部署描述檔B1：在得到上述步驟S1所述網卡資源之屬性標籤與步驟S2所述伺服器C之資源之屬性標籤等資訊後，可由管理者端B開始撰寫部署描述檔B1，此部署描述檔B1主要用以描述伺服器C上所部署之儲存服務模組20之使用者介面單元22、元數據儲存單元23、數據儲存單元24與工作流單元25所需之伺服器C之資源與特性，例如伺服器C之處理器F(如CPU)之核心數、記憶體G之用量、開放之通訊埠、所需之硬碟空間、相依之服務等資源與特性。

舉例而言，下列將描述儲存服務模組20之負載平衡單元21、使用者介面單元22、元數據儲存單元23、數據儲存單元24與工作流單元25之實施方式。

由於儲存服務模組20之使用者介面單元22之特性為開放給複數使用者端A(如外部使用者)進行呼叫存取，故使用者介面單元22可透過負載平衡單元21(如外部負載平衡器)將複數使用者端A之請求之流量分配至複數使用者介面單元22以進行存取。但為保證儲存服務之安全性並不會把所有服務暴露給負載平衡單元21，越多儲存服務暴露於負載平衡單元21所產生之資安風險越大。

由於使用者介面單元22會透過伺服器C(如伺服器主機)上之不同網卡D與其它單元進行溝通，故需要一種手段來確保每張網卡D所開放之服務通訊埠來自合法地址。又，由於使用者介面單元22會因新功能之加入與使用者端A之增加而需要進行擴展或更新，故也需要一種機制來更新與擴展使用者介面單元22。由上述需求得知，雲平台30需依照所需之資源條件以部署相應之資源至合適之至少一伺服器C，且提供相關之網路與服務配置。

利用雲平台30之屬性標籤之功能，可將使用者介面單元22部署至合適之至少一伺服器C(如伺服器主機)，亦能使負載平衡單元21(如外部負載平衡器)存取或設定所需之網路與服務配置。例如，在各伺服器C之資源中新增能被負載平衡單元21所存取之屬性標籤及定義網卡D(如網卡介面)之主機通訊埠(如出入口開放通訊埠)之規則，使雲平台30之調度單元31依據此需求篩選出合適之至少一伺服器C之資源來進行部署，且透過伺服器C上之代理單元35配置伺服器C之網路資源中有關主機通訊埠之規則與服務配置。

雲平台30之代理單元35可監視伺服器C上所部署之儲存服務模組20之各使用者介面單元22、元數據儲存單元23、數據儲存單元24與工作流單元25所利用之資源，以確保儲存服務模組20之使用者介面單元22、元數據儲存單元23、數據儲存單元24與工作流單元25之行為正常或正常運作，不會因例如程式之錯誤所導致之記憶體G流失(Memory leak)之問題而未釋放不再使用之記憶體G，從而造成了記憶體G之浪費，因而影響其它在此伺服器C運行之服務。

對於更新與擴展機制之需求，將會透過雲平台30之虛擬網路機制，讓單一伺服器C(如伺服器主機)上可具有複數(如至少二個)相同之使用者介面單元22、元數據儲存單元23、數據儲存單元24與工作流單元25，且透過代理單元35配置網卡D(如網卡介面)之主機通訊埠以開放對外之使用者端A之存取。代理單元35可呼叫伺服器C之作業系統之內部路由機制，以藉由作業系統之內部路由機制將此網卡D(如網卡介面)之主機通訊埠之流量分配至同一伺服器C上之不同虛擬網路地址之使用者介面單元22進行存取，俾利用內部路由機制搭配不同虛擬網路地址之方式以滾動式更新使用者介面單元22得到或達成不停機之更新需求。

代理單元35可監視所管理之使用者介面單元22、元數據儲存單元23、數據儲存單元24與工作流單元25等各種服務之狀態，且代理單元35之監視方式為依據部署描述檔B1描述所管理之使用者介面單元22、元數據儲存單元23、數據儲存單元24與工作流單元25等各種服務之健康條件，並透過代理單元35以探針探測使用者介面單元22、元數據儲存單元23、數據儲存單元24與工作流單元25。探針可為一種狀態探測器，實際上探針亦可為一個測試程式以測試應用程式與服務之健康狀態，且代理單元35可呼叫有關探針之測試程式，俾由代理單元35依據有關探針之測試程式之回傳值判斷此服務是否通過測試。

舉例而言，可以實作一個有關超文本傳輸協定(HyperText Transfer Protocol；HTTP)或超文本傳輸安全協定(HyperText Transfer Protocol Secure；HTTPS)之探針，以由此探針探測部署描述檔B1所定義之有關超文本傳輸協定(HTTP)或超文本傳輸安全協定(HTTPS)之通訊埠狀態及回傳此服務之健康狀態，且由代理單元35透過呼叫有關超文本傳輸協定(HTTP)或超文本傳輸安全協定(HTTPS)之探針及識別此探針所回傳之服務之健康狀態以判定此服務是否正常運作。

整體來說，代理單元35是伺服器C上之實際執行者，且代理單元35可定期回報控制單元34在伺服器C上運行之相關資訊與狀態，而控制單元34可透過此資訊進行決策以對使用者介面單元22等服務進行調度，藉此擴充或增加使用者介面單元22之數量以承受來自使用者端A(負載平衡單元21)之外部負載，進而實現動態擴展使用者介面單元22之數量之機制。又，可藉由雲平台30所提供之機制將複數日誌收集單元37分別部署在雲平台30之複數(所有)伺服器C，以由複數日誌收集單元37收集複數伺服器C中之服務之日誌，再由複數日誌收集單元37將所收集之複數伺服器C中之服務之日誌統一儲存至儲存池40之日誌資料庫43，方便管理者端B從日誌資料庫43中快速查詢到複數(所有)伺服器C中之服務之日誌。

儲存服務模組20之元數據儲存單元23或數據儲存單元24之特性通常是與儲存資源具有高度相關而不能隨意切換至任何伺服器C，故雲平台30僅能確保儲存服務模組20之元數據儲存單元23或數據儲存單元24是否在伺服器C(如伺服器主機)上正常運作。所以，管理者端B可在部署描述檔B1上描述元數據儲存單元23或數據儲存單元24之部署需求為有狀態而不能隨意切換，以由雲平台30固定元數據儲存單元23或數據儲存單元24之部署服務至固定之伺服器C上。當雲平台30偵測到元數據儲存單元23或數據儲存單元24之故障時，由雲平台30將元數據儲存單元23或數據儲存單元24所在之伺服器C進行重啟。

工作流單元25之特性較為不同，工作流單元25通常可依據使用者端A之維運需求進行一系列之操作或定期(如每日)進行固定之任務(如日常任務)，例如工作流單元25可清除使用者端A之過期檔案或統計使用者端A之定期(如每小時)之流量等，這種需要定期(固定時間)觸發且不會長期存在某伺服器C(如伺服器主機)上佔用資源之任務。雲平台30可透過排程單元32執行與工作流單元25之任務相關之工作流程，以由排程單元32依據這些工作流程之描述與觸發時機自動運行工作流單元25之任務，且由排程單元32將工作流單元25之各工作階段之任務派發至雲平台30中，再雲平台30之調度單元31運用調度機制以找到空閒或合適之至少一伺服器C來運行工作流單元25之各工作階段之任務，亦能更有效率地利用伺服器C之資源且更加可靠。

[步驟S4]由管理者端B將部署描述檔B1傳送至持續整合持續交付子系統10：當管理者端B撰寫完成有關儲存服務模組20之儲存服務之部署描述檔B1時，管理者端B可透過雲平台30之管理者介面單元36將部署描述檔B1傳送至持續整合持續交付子系統10以進行部署描述檔B1之版本控制，爾後只要儲存服務模組20之使用者介面單元22、元數據儲存單元23、數據儲存單元24與工作流單元25有修改或變動，即能依據部署描述檔B1之版本觸發持續整合持續交付子系統10之構建、測試與部署之程序，有利於達到自動化部署使用者介面單元22、元數據儲存單元23、數據儲存單元24與工作流單元25之功效。

當部署描述檔B1之新版本發生問題時，雲平台30能將部署描述檔B1之新版本快速回復(回滾)至部署描述檔B1之舊版本，可以不用人為操作為儲存服務模組20之使用者介面單元22、元數據儲存單元23、數據儲存單元24與工作流單元25進行回復(回滾)部署，以利減少人為操作之錯誤情形發生，亦能降低整體之管理成本，只要確保部署描述檔B1之正確及有效性，其餘交由雲平台30進行處理。

本發明利用雲平台30(如雲原生)以組織架構一個方便部署、管理、擴充、維運且兼具高安全性之儲存服務，亦即利用雲平台30(如雲原生)之輕量化與靈活性，以簡化在雲平台30之伺服器C上部署或安裝儲存服務模組20之使用者介面單元22、元數據儲存單元23、數據儲存單元24與工作流單元25之複雜度。同時，本發明僅需依據部署描述檔B1所描述之內容即能依不同需求配置相應之資源，亦能依據部署描述檔B1管理儲存服務模組20之使用者介面單元22、元數據儲存單元23、數據儲存單元24與工作流單元25之生命週期，對於擴展或變更儲存服務模組20之使用者介面單元22、元數據儲存單元23、數據儲存單元24與工作流單元25相當便利，也能節省大量之管理成本。

本發明使用持續整合持續交付子系統10以管控儲存服務模組20之使用者介面單元22、元數據儲存單元23、數據儲存單元24與工作流單元25之版本，且持續整合持續交付子系統10依據部署描述檔B1 所描述之工作流程自動化構建、測試與部署儲存服務模組20之使用者介面單元22、元數據儲存單元23、數據儲存單元24與工作流單元25，亦能結合雲平台30與容器化之特性來部署/管理儲存服務模組20之使用者介面單元22、元數據儲存單元23、數據儲存單元24與工作流單元25等之儲存服務，也能架構出靈活、自動化且方便管理之基於雲平台之儲存服務系統1而減少維運成本。

本發明之儲存服務模組20可透過容器化(封裝)技術將有關使用者介面單元22、元數據儲存單元23、數據儲存單元24或工作流單元25之應用程式與服務進行封裝，且容器化技術為將有關使用者介面單元22、元數據儲存單元23、數據儲存單元24或工作流單元25之應用程式進行標準化可攜式封裝之技術，能將有關使用者介面單元22、元數據儲存單元23、數據儲存單元24或工作流單元25之應用程式、服務、相依之服務或設定等封裝在一起，以產生或作為使用者介面單元22、元數據儲存單元23、數據儲存單元24或工作流單元25等之容器化映像檔，俾將使用者介面單元22、元數據儲存單元23、數據儲存單元24或工作流單元25等之容器化映像檔作為一個單位來進行部署、安裝與測試。如此一來，有關儲存服務模組20之使用者介面單元22、元數據儲存單元23、數據儲存單元24與工作流單元25之容器化之應用程式與服務能在幾乎完全無需修改之情況下跨環境進行部署。

本發明透過雲平台(如雲原生)之容器化、自動化管理與儲存服務架構之特性以建立基於雲平台之儲存服務架構，且透過持續整合持續交付子系統10結合雲平台30之特性與功能來架構儲存服務。例如，定義雲平台30之伺服器C之資源之屬性標籤以識別儲存服務模組20之使用者介面單元22、元數據儲存單元23、數據儲存單元24與工作流單元25所使用之資源，有利於雲平台30限制要使用到相同資源之儲存服務模組20之使用者介面單元22、元數據儲存單元23、數據儲存單元24與工作流單元25不會分配至同一伺服器C上，亦能減少儲存服務模組20之使用者介面單元22、元數據儲存單元23、數據儲存單元24與工作流單元25彼此之間交互去搶佔資源，進而提升儲存服務模組20之使用者介面單元22、元數據儲存單元23、數據儲存單元24與工作流單元25之效能。

本發明透過撰寫部署描述檔B1之配置以描述服務所需之資源與相關限制條件，使雲平台30自動依據部署描述檔B1之內容找到合適之至少一伺服器C進行部署與配置儲存服務模組20之使用者介面單元22、元數據儲存單元23、數據儲存單元24與工作流單元25，以達到快速部署與靈活管理之功效，亦能提供高度自動化及可靠之儲存服務，也利於管理者端B能更加靈活進行管理與配置而減少管理成本與維運成本。

另外，本發明還提供一種針對基於雲平台之儲存服務方法之電腦可讀媒介，係應用於具有處理器及/或記憶體之計算裝置或電腦中，且電腦可讀媒介儲存有指令，並可利用計算裝置或電腦透過處理器及/或記憶體執行電腦可讀媒介，以於執行電腦可讀媒介時執行上述內容。例如，處理器可為微處理器、中央處理器(CPU)、圖形處理器(GPU)、微控制器(MCU)等，記憶體可為隨機存取記憶體(RAM)、記憶卡、硬碟(如雲端/網路硬碟)、資料庫等，但不以此為限。

綜上，本發明所述基於雲平台之儲存服務系統、方法及電腦可讀媒介至少具有下列特色、優點或技術功效。

一、本發明能利用雲平台(如雲原生)之方式部署或架構出儲存服務模組所提供之儲存服務，以利管理者端透過雲平台之功能更靈活且有效地部署或管理儲存服務模組之使用者介面單元、元數據儲存單元、數據儲存單元與工作流單元。

二、本發明能利用雲平台之伺服器之資源之屬性標籤以識別儲存服務模組之使用者介面單元、元數據儲存單元、數據儲存單元與工作流單元所使用之資源，有利於雲平台規劃合適之至少一伺服器進行部署使用者介面單元、元數據儲存單元、數據儲存單元與工作流單元。

三、本發明能使用部署描述檔給予雲平台進行自動部署與配置儲存服務模組之使用者介面單元、元數據儲存單元、數據儲存單元與工作流單元，以利提供一致之配置設定且方便進行管理。

四、相較於現有技術中利用虛擬化技術提高運算資源之使用率，本發明使用雲平台(如雲原生)之容器化技術更能有效發揮伺服器之運算能力，且使用者介面單元、元數據儲存單元、數據儲存單元與工作流單元之部署或擴展上亦更加靈活及動態。

五、本發明能透過雲平台(如雲原生)之速度與靈活性以協助架構出可快速擴展之儲存服務，在一系列之儲存服務模組之使用者介面單元、元數據儲存單元、數據儲存單元及/或工作流單元中提供復原性、可管理或可監控之儲存服務系統，有利於減少部署之複雜度，也能提升管理之便利性與系統之可靠性。

上述實施形態僅例示性說明本發明之原理、特點及其功效，並非用以限制本發明之可實施範疇，任何熟習此項技藝之人士均能在不違背本發明之精神及範疇下，對上述實施形態進行修飾與改變。任何使用本發明所揭示內容而完成之等效改變及修飾，均仍應為申請專利範圍所涵蓋。因此，本發明之權利保護範圍應如申請專利範圍所列。