[發(fā)明專利]用于在群集的卷上帶區(qū)化數據容器內容的存儲系統(tǒng)體系結構

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200580050911.4
• 申請日: 2005-08-31
• 公開（公告）號: CN101218583A
• 公開（公告）日: 2008-07-09
• 發(fā)明（設計）人: M·卡扎;R·P·杰尼根四世;R·N·小桑茲
• 申請（專利權）人: 網絡裝置公司
• 主分類號: G06F17/30
• 分類號: G06F17/30;G06F9/46
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 王岳;王小衡

技術領域

本發(fā)明涉及存儲系統(tǒng)，并且更特別地涉及在一個或多個存儲系統(tǒng)上的多個卷上帶區(qū)化文件。

背景技術

通常，存儲系統(tǒng)包括一個或多個存儲設備，按照需要，信息可進入其中，且可從其獲得信息。存儲系統(tǒng)包括尤其通過調用支持系統(tǒng)實現的存儲服務的存儲操作，而在功能上組織系統(tǒng)的存儲操作系統(tǒng)。存儲系統(tǒng)可根據多種存儲體系結構實現，包括但不限于附加到網絡的存儲環(huán)境、存儲區(qū)域網絡和直接附加到客戶端或主機的磁盤部件。通常，存儲設備是組織為磁盤陣列的磁盤驅動器，其中術語“磁盤”通常描述自包含的旋轉磁媒體存儲設備。關于這點，術語磁盤和硬盤驅動器(HDD)或直接存取存儲設備(DASD)是同義的。

存儲系統(tǒng)的存儲操作系統(tǒng)可實現高級模塊，例如文件系統(tǒng)，以便邏輯地將卷上存儲的信息組織為例如文件和邏輯單元的數據容器的層次結構。例如，每個“磁盤上”文件可實現為數據結構，即磁盤塊的集合，這些磁盤塊配置為存儲信息，例如文件的實際數據。這些數據塊組織在文件系統(tǒng)維護的卷塊號(vbn)空間內。文件系統(tǒng)還可為文件中的每個數據塊分配對應的“文件偏移量”或文件塊號(fbn)。通常，文件系統(tǒng)基于每個文件分配fbn的序列，而在更大的卷地址空間上分配vbn。文件系統(tǒng)將vbn空間內的數據塊組織為“邏輯卷”；雖然不是必須的，每個邏輯卷可與其自己的文件系統(tǒng)相關聯(lián)。

已知類型的文件系統(tǒng)是不在磁盤上重寫數據的隨處可寫文件系統(tǒng)。如果將數據塊從磁盤獲取(讀取)到存儲系統(tǒng)的存儲器中且用新數據將其“弄臟”(即更新或修改)，數據塊此后存儲(寫入)到磁盤上的新位置以優(yōu)化寫入性能。隨處可寫文件系統(tǒng)可在初始時采用最佳布局使得數據充分連續(xù)地在磁盤上排列。最佳磁盤布局導致了針對磁盤的有效訪問操作，特別對于連續(xù)的讀取操作。配置在存儲系統(tǒng)上操作的隨處可寫文件系統(tǒng)的一個例子是可從NetworkAppliance，Inc.Sunnyvale，California得到的隨處可寫文件布局(WAFL^TM)文件系統(tǒng)。

存儲系統(tǒng)還可配置為根據信息遞送的客戶端/服務器模型操作，以由此使得許多客戶端訪問在系統(tǒng)上存儲的數據容器。在該模型中，客戶端可包括在計算機網絡上“連接”到存儲系統(tǒng)的計算機上執(zhí)行的應用，例如數據庫應用，所述計算機網絡諸如點到點鏈路、共享的局域網(LAN)、廣域網(WAN)、或在例如因特網的公用網上實現的虛擬個人網絡(VPN)。每個客戶端可通過在網絡上將基于文件和基于塊的協(xié)議消息(以包的形式)發(fā)送到存儲系統(tǒng)來請求系統(tǒng)的服務。

多個存儲系統(tǒng)可互連以提供配置為服務許多客戶端的存儲系統(tǒng)環(huán)境。每個存儲系統(tǒng)可配置為服務一個或多個卷，其中每個卷存儲一個或多個數據容器。然而，通常客戶端發(fā)出的大量數據訪問請求可指向由環(huán)境的特別存儲系統(tǒng)所服務的少量數據容器。這種問題的一個解決方案是將由特定存儲系統(tǒng)服務的卷分布到環(huán)境的所有存儲系統(tǒng)中。這轉而在所有存儲系統(tǒng)中分布了數據訪問請求，以及需要服務該請求的處理資源，由此減少了在每個存儲系統(tǒng)上的個體處理負載。然而，當存儲系統(tǒng)環(huán)境的客戶端僅大量地訪問單個數據容器，例如一個文件時，出現了顯著的缺點。結果，嘗試服務指向該數據容器的請求的存儲系統(tǒng)超出了其處理資源且變得超負載，伴隨的是速度和性能的降低。

發(fā)明內容

通過提供包括分布于作為群集互連的多個節(jié)點上的一個或多個卷的存儲系統(tǒng)體系結構，本發(fā)明克服了現有技術的缺點。卷組織為帶區(qū)卷集合(SVS)且配置為響應于客戶端發(fā)送的多協(xié)議數據訪問請求存儲由群集服務的數據容器的內容，例如文件和邏輯單元。群集的每個節(jié)點包括(i)適用于服務SVS的卷的存儲服務器和(ii)適用于將數據訪問請求重定向到群集的任何存儲服務器的多協(xié)議引擎。顯著地，將每個數據容器的內容分配到SVS的卷中，以由此改進群集提供的存儲服務的效率。

根據本發(fā)明的一個方面，SVS包括一個元數據卷(MDV)，以及一個或多個數據卷(DV)。MDV配置為存儲元數據的規(guī)范副本，包括與存儲在SVS上的所有數據容器關聯(lián)的訪問控制列表和目錄，而DV配置為至少存儲那些容器的數據內容。對于在SVS上存儲的每個數據容器，指定一個卷給CAV，且為此將卷配置為存儲(“高速緩存”)與該容器關聯(lián)的某個快速改變的屬性元數據，以由此卸載將指向MDV的訪問請求。