[發(fā)明專利]一種并行存儲系統(tǒng)的多可用性機制共存架構(gòu)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710018108.3
• 申請日: 2007-06-22
• 公開（公告）號: CN101079896A
• 公開（公告）日: 2007-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 伍衛(wèi)國;張虎;董小社;錢德沛;王恩東;胡雷鈞;戴羅庚
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué);浪潮(北京)電子信息產(chǎn)業(yè)有限公司
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;G06F17/30
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 陳翠蘭

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及計算機應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，是一種構(gòu)建并行存儲系統(tǒng)多可用性機制并存架構(gòu)的方法，特別是建立在并行文件系統(tǒng)和分布式文件系統(tǒng)之上的分布式存儲系統(tǒng)的多可用性機制共存框架。

背景技術(shù)

一個高可用系統(tǒng)是指當(dāng)系統(tǒng)中出現(xiàn)軟件或硬件故障時不會引起系統(tǒng)停止服務(wù)，但允許系統(tǒng)帶故障運行。在并行存儲系統(tǒng)中，現(xiàn)有技術(shù)大多是通過數(shù)據(jù)冗余來實現(xiàn)。如果一些數(shù)據(jù)不可用，其備份數(shù)據(jù)可以替代提供服務(wù)。高可用系統(tǒng)通常由兩個或多個節(jié)點組成，這些節(jié)點通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)與客戶端相連，而每個節(jié)點有自己的本地存儲空間。

現(xiàn)有的高可用系統(tǒng)大多只是提供了一個單一的高可用機制，所有的邏輯數(shù)據(jù)都使用這一種高可用機制來保證數(shù)據(jù)的安全性。由于不同的邏輯數(shù)據(jù)有著不同的高可用需求，使用單一的高可用機制必然會造成系統(tǒng)的性能損失和存儲空間浪費。有些高可用系統(tǒng)雖然可以根據(jù)需要動態(tài)配置高可用機制，但是不能夠根據(jù)邏輯數(shù)據(jù)的需求動態(tài)地決定應(yīng)該使用哪種高可用機制。

在實現(xiàn)并行存儲系統(tǒng)的高可用時，提供一種能夠應(yīng)用于該系統(tǒng)的多可用性機制共存架構(gòu)以支持多種高可用機制，并使得不同邏輯數(shù)據(jù)能夠使用不同的高可用機制是很有必要的。本專利提出的多可用性機制共存架構(gòu)就是為了滿足邏輯數(shù)據(jù)的這種需求。在這種架構(gòu)的支持下，用戶可以根據(jù)邏輯數(shù)據(jù)的可用性要求，讀寫特性，以及用戶對邏輯數(shù)據(jù)的服務(wù)質(zhì)量要求，來決定使用系統(tǒng)中提供的適當(dāng)?shù)目捎脵C制以保證邏輯數(shù)據(jù)的可靠性和數(shù)據(jù)服務(wù)的可用性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種并行存儲系統(tǒng)的多可用性機制共存架構(gòu)，目的是使得用戶可選擇邏輯數(shù)據(jù)的高可用機制，減少了不必要的性能損失和磁盤冗余。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：該架構(gòu)由以下7個部分組成，分別為：狀態(tài)檢測和控制框架、數(shù)據(jù)服務(wù)框架、元數(shù)據(jù)服務(wù)框架、數(shù)據(jù)同步框架、客戶端框架、系統(tǒng)管理框架、高可用機制模塊，狀態(tài)檢測和控制框架負(fù)責(zé)檢測和控制本節(jié)點上所有的實體的狀態(tài)，數(shù)據(jù)服務(wù)框架負(fù)責(zé)創(chuàng)建具體的數(shù)據(jù)服務(wù)線程、分發(fā)請求到數(shù)據(jù)服務(wù)線程并完成特定高可用機制所需的數(shù)據(jù)冗余和服務(wù)接管功能，元數(shù)據(jù)服務(wù)框架根據(jù)邏輯數(shù)據(jù)的高可用機制的不同調(diào)用不同的函數(shù)來完成元數(shù)據(jù)操作，數(shù)據(jù)同步框架支持多種高可用機制的數(shù)據(jù)同步線程共存，完成相互冗余的數(shù)據(jù)之間的數(shù)據(jù)同步操作，客戶端框架提供一整套用戶訪問并行存儲系統(tǒng)的函數(shù)，支持多種高可用機制模塊，根據(jù)請求的高可用機制類型調(diào)用對應(yīng)的高可用機制函數(shù)，系統(tǒng)管理框架提供一個實現(xiàn)系統(tǒng)配置、系統(tǒng)監(jiān)測、系統(tǒng)控制功能的界面，高可用機制模塊作為插件實現(xiàn)其它6個部分的功能接口，

整個架構(gòu)的工作流程如下：

a.用戶發(fā)起針對邏輯數(shù)據(jù)的讀寫訪問時，首先通過客戶端框架中的函數(shù)發(fā)送請求到元數(shù)據(jù)服務(wù)框架，得到該邏輯數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)信息，該元數(shù)據(jù)信息包含指明該段邏輯數(shù)據(jù)所使用的高可用機制類型；

b.然后，客戶端框架根據(jù)邏輯數(shù)據(jù)的高可用機制類型調(diào)用對應(yīng)高可用機制模塊中實現(xiàn)的客戶端框架的接口函數(shù)，該函數(shù)通過向數(shù)據(jù)節(jié)點上的數(shù)據(jù)服務(wù)框架發(fā)送訪問請求以完成讀寫操作；

c.數(shù)據(jù)服務(wù)框架根據(jù)訪問請求中附帶的邏輯數(shù)據(jù)的高可用機制類型，將數(shù)據(jù)請求分發(fā)到對應(yīng)的數(shù)據(jù)服務(wù)線程中，由數(shù)據(jù)服務(wù)線程處理該請求并返回響應(yīng)到客戶端框架，以完成數(shù)據(jù)請求的響應(yīng)操作；

d.若某個數(shù)據(jù)節(jié)點上的數(shù)據(jù)服務(wù)框架或者數(shù)據(jù)服務(wù)線程不能被訪問，客戶端框架則發(fā)送狀態(tài)確認(rèn)請求給該數(shù)據(jù)節(jié)點的狀態(tài)檢測和控制框架，確認(rèn)該數(shù)據(jù)服務(wù)線程的當(dāng)前狀態(tài)，狀態(tài)檢測和控制框架收到狀態(tài)確認(rèn)請求后，調(diào)用對應(yīng)的狀態(tài)查詢函數(shù)確認(rèn)所查詢實體的當(dāng)前狀態(tài)，同時，調(diào)用相關(guān)的狀態(tài)查詢函數(shù)與該實體的相關(guān)實體所在節(jié)點上的狀態(tài)監(jiān)控框架通信得到其當(dāng)前狀態(tài)，根據(jù)得到的所有狀態(tài)，查詢該高可用機制的配置信息中的狀態(tài)轉(zhuǎn)化表，當(dāng)狀態(tài)轉(zhuǎn)化表的某個前項匹配所有當(dāng)前的狀態(tài)時，則設(shè)置本地實體的狀態(tài)為該狀態(tài)轉(zhuǎn)換條目的后項中指明的狀態(tài)，如果沒有可匹配的條目，則不作任何操作，然后向客戶端返回轉(zhuǎn)換后的實體狀態(tài)；

e.當(dāng)某數(shù)據(jù)節(jié)點發(fā)生故障時，在與節(jié)點的數(shù)據(jù)服務(wù)線程相關(guān)的其它數(shù)據(jù)節(jié)點上的數(shù)據(jù)服務(wù)線程運行正常的情況下，相關(guān)數(shù)據(jù)節(jié)點的數(shù)據(jù)服務(wù)框架記錄與故障節(jié)點數(shù)據(jù)相關(guān)的冗余數(shù)據(jù)的修改日志；

f.故障發(fā)生后，系統(tǒng)管理員通過系統(tǒng)管理框架可以得知某數(shù)據(jù)服務(wù)線程發(fā)生故障，在人工干預(yù)后，系統(tǒng)管理員通過系統(tǒng)管理框架啟動數(shù)據(jù)同步流程，位于原故障節(jié)點上的數(shù)據(jù)同步框架載入高可用機制模塊中的同步函數(shù)啟動數(shù)據(jù)同步線程，訪問其它相關(guān)節(jié)點的數(shù)據(jù)同步框架，并根據(jù)修改日志同步故障節(jié)點數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)同步完成后，通知該數(shù)據(jù)節(jié)點上的狀態(tài)檢測和控制框架，調(diào)整數(shù)據(jù)服務(wù)線程的狀態(tài)。