[發明專利]物件導向儲存裝置的磁盤配置方法

有效

• 申請號: 200810178007.7
• 申請日: 2008-12-08
• 公開（公告）號: CN101751390A
• 公開（公告）日: 2010-06-23
• 發明（設計）人: 林旭政
• 申請（專利權）人: 財團法人工業技術研究院
• 主分類號: G06F17/30
• 分類號: G06F17/30;G06F3/06
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 蒲邁文

技術領域

本發明涉及一種物件導向儲存裝置(Object-Based?Storage?Device，OSD) 的磁盤配置(Disk?Layout)方法。

背景技術

現行使用的網絡儲存架構的下有網絡磁盤機(Network-attached Storage，NAS)及儲存區域網絡(Storage?Area?Network，SAN)，NAS的問題 在于元數據(metadata)都放在文檔伺服器上，當大量的使用者存取時，會造 成伺服器本身的效能低落，因此在SAN所提供了比NAS更多的優點的同 時，卻又產生了網絡安全性上的問題。因此OSD被提出來做為網絡儲存上 效能及安全性的一個解決方案。

OSD為一種在網絡儲存架構下能夠提供自我管理、分享及安全性儲存 的一種儲存方法，其將部份較低階的功能如空間管理由文檔系統移至磁盤 裝置本身，裝置的存取則為標準物件界面。此外，在此OSD架構下，又定 義了物件存取的內容及方法，其特殊的架構及規格也必須要有相對應的磁 盤輸出方法搭配。目前針對OSD架構的實作方式有兩類，第一類為利用傳 統文檔系統模擬，如Linux下的第二延伸文檔系統(Second?Extended?File System，Ext2)；第二類為相關于OSD的磁盤配置新方法的研究，例如， 物件導向文檔系統(Object-Based?File?System，OBFS)及其衍生的物件導向 儲存裝置文檔系統(Object-based?Storage?Device?File?System，OSDFS)，其 架構Ext2大致相同，不同的部份只在其設計為可變區塊的大小及索引方式， 然而其設計有其限制所在。以下針對此二類方法作說明。

該磁盤配置非針對OSD的物件特性而設計。

OSD是以物件為基礎并以唯一的識別碼(ID)做為識別物件的根據。 物件又分成根(Root)、分區(Partition)、收集(Collection)及使用者(User) 四種類型，而這四種物件類型又分別有不同的屬性配置。因此，為了要針 對其特殊規格而設計，必須要有特別的物件描述方式儲存在實體裝置中。

圖1是顯示Ext2的磁盤配置的示意圖。如圖1所示，在一磁盤分割 (Partition)中，除了記錄文檔系統信息的超級區塊(Superblock)之外， 依照分割區的大小劃分多個區塊群組(Block?Group)。在Superblock中記 錄了區塊的總數量、已經使用及未使用的區塊、inode數量...等等。每一區 塊群組包括一群組信息，其記錄對應區塊群組的已使用區塊、未使用區塊、 inode以及真正存放數據的數據區塊。文檔與目錄的相關信息皆存放在inode 中，其中目錄被視為一種特殊形式的文檔，可據以建立階層關系。

圖2是顯示OBFS的磁盤配置的示意圖。參考圖2，OSDFS(以OBFS 為基礎)的整體架構與Ext2大致相同，其將整個磁盤分割成同樣大小的大 范圍的區域(Region)，例如，256MB。區域的大小視需要來分配，此外， 可以依文檔大小需求，再將每一區域劃分成全部都是大區塊或小區塊。每 一區域中會有記錄已使用或未使用的區塊信息，以及真正存放數據的數據 區塊。每一區域的元數據(Metadata)存放在onode中，其中元數據是用來 存放每一個物件的狀態，其利用區域識別碼(Region?ID)及物件識別碼來 進行索引。

目前大部份的OSD文檔系統技術是利用現行傳統的文檔系統(例如， ext2、ext3...等)來模擬。傳統上Linux操作系統的磁盤配置是以內節點 (inode)為基礎，因為其metadata(如建立時間等)沒辦法完整的描述一 個物件，只能以模擬物件的方式進行，與OSD所欲表達的精神與特性實有 不同。此外，一些新的OSD的磁盤配置方法(例如，OBFS或OSDFS)是 結合現行的文檔系統及OSD的部份特性而設計，并非完全專門針對OSD 的規格中的特性而開發，其未提供完整的屬性的儲存，所以其描述物件的 能力也相對不足。

此外，在網絡儲存架構下的物件可攜性問題、硬盤空間使用無彈性且 無法充份利用、無法配合現行操作系統架構、無法有效索引物件以及無整 體性等問題。因此，現今文檔系統的存取方式無法完整有效的將OSD的特 性顯露出來，此外，尚需通過其它的輔助的方式才能展現物件的附屬關系。

發明內容