[發明專利]一種基于ContextFS上下文文件系統的高效動態路徑解析方法

有效

• 申請號: 200810059673.9
• 申請日: 2008-02-01
• 公開（公告）號: CN101236569A
• 公開（公告）日: 2008-08-06
• 發明（設計）人: 楊建華;陶美軍;吳朝暉;孫玄;孫鋼
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G06F17/30
• 分類號: G06F17/30
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司
• 代理人: 陳繼亮

技術領域

本發明涉及文件系統的路徑解析領域，主要是一種基于ContextFS上下文文件系統的高效動態路徑解析方法。

背景技術

隨著計算機和網絡技術的發展，信息數據已經成為社會發展中極其關鍵和重要的戰略資源，可以說信息技術已經從以計算為核心的計算時代進入到以存儲為核心的存儲時代。分布式文件系統是重要的存儲系統，它在數據存儲、管理和共享等方面發揮了重大作用。但是隨著數據的爆炸式增長，需要更加強大的文件系統來存儲、管理、傳輸和共享文件。而傳統分布式文件系統由于采用簡單的層次目錄結構組織文件，只支持少量的元數據等特征，導致其越來越不能滿足高效的文件共享和有效的統一管理。為此，我們設計了支持主動數據服務的ContextFS上下文文件系統來解決傳統分布式文件系統的問題。

ContextFS上下文文件系統解決了傳統分布式文件系統無法解決的問題(即主動數據服務、高效文件共享和有效統一管理)，同時為了兼容現有文件系統和應用程序，并提供與現有分布式文件系統相當的性能，ContextFS文件系統的設計面臨著更多的挑戰。特別是由于ContextFS文件系統中文件的訪問需要經歷用戶空間到內核空間、虛擬目錄到元數據服務器、元數據服務器到文件服務器等多層操作，如果路徑解析方法設計不當，將嚴重影響系統的性能。

如何優化ContextFS上下文文件系統的路徑解析過程，從而提供與現有分布式文件系統相當的文件訪問性能，本發明ContextFS-EDPR(ContextFS高效動態路徑解析方法)提供了一種完美的解決方案。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術存在的不足，提供一種基于ContextFS上下文文件系統的高效動態路徑解析方法，該方法通過對歷史上下文信息的分析確定用戶訪問偏好和文件訪問行為模式；然后根據文件訪問行為模式和用戶當前上下文信息從無序的虛擬目錄中選擇虛擬目錄路徑；依據用戶自定義、用戶訪問偏好和文件訪問行為模式劃分文件的重要程度，分別在用戶所在主機(UH)、元數據服務器(MS)和文件服務器(FS)分級緩存文件路徑或文件，通過多級緩存機制提高路徑解析的效率；根據上述兩步虛擬路徑解析和物理路徑解析策略，最終提高ContextFS文件系統的文件訪問性能。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的。這種基于ContextFS上下文文件系統的高效動態路徑解析方法，步驟如下：

1)根據用戶訪問文件的歷史上下文信息確定用戶訪問偏好；

2)根據文件被用戶訪問的歷史上下文信息來確定文件訪問行為模式；

3)根據文件訪問行為模式和用戶當前上下文信息從無序的虛擬目錄中選擇虛擬目錄路徑；

4)根據用戶自定義、用戶訪問偏好與文件訪問行為模式確定文件的重要程度，分別在用戶所在主機、元數據服務器和文件服務器分級緩存文件路徑或文件；

5)查詢文件物理路徑時，將文件的虛擬目錄路徑作為查詢請求參數發送給元數據服務器，元數據服務器先從緩存區查找，如果命中則返回文件物理路徑；如果失效則通過查詢元數據服務器的數據庫，把查詢結果返回給用戶；

6)獲取目標文件過程中，用戶根據返回的文件路徑，先查詢本地的緩存區，如果命中則直接返回文件；如果失效，則判斷該路徑是否屬于本地文件服務器，如果是，則直接調用本地LOOKUP函數獲取文件，如果不是，則調用遠程LOOKUP函數從相應的遠程文件服務器中獲取目標文件，返回給用戶。

7)當用戶訪問虛擬目錄、元數據服務器、文件服務器，以及文件之后，用戶和環境上下文信息被記錄為歷史上下文并保存在元數據服務器中，歷史上下文信息供守護進程分析使用。

其中所述步驟1)中，歷史上下文是指用戶訪問文件時所處環境狀態和訪問操作的歷史記錄，如時間、地點、情景、鄰居、讀請求、寫請求；用戶訪問偏好是指用戶對文件的訪問傾向和訪問性質(即用戶喜歡訪問哪類文件，喜歡執行哪些文件操作)，用戶訪問偏好是通過統計分析歷史上下文的數據分布而獲得。

其中所述步驟2)中，文件訪問行為模式是指文件固有的或訪問過程中形成的訪問特征，包括文件訪問頻率、文件訪問時間占有率、熱點文件描述、文件語義關聯信息。文件訪問行為模式也通過統計分析歷史上下文獲得。