[發明專利]一種云存儲中數據均衡分布方法

有效

• 申請號: 201110272975.6
• 申請日: 2011-09-15
• 公開（公告）號: CN102457571A
• 公開（公告）日: 2012-05-16
• 發明（設計）人: 蘭雨晴;李俊麗;宋瀟豫;張永軍;夏穎
• 申請（專利權）人: 中標軟件有限公司
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08
• 代理公司: 北京匯智英財專利代理事務所 11301
• 代理人: 牟長林

技術領域

本發明屬于云存儲領域，具體涉及一種云存儲中數據如何均衡分布的策略。

背景技術

云存儲是在云計算(cloud?computing)概念上延伸和發展出來的一個新的概念。它是指通過集群應用、網格技術或分布式文件系統等功能，將網絡中大量各種不同類型的存儲設備通過應用軟件集合起來協同工作，共同對外提供數據存儲和業務訪問功能的一個系統。當云計算系統運算和處理的核心是大量數據的存儲和管理時，云計算系統中就需要配置大量的存儲設備，那么云計算系統就轉變為一個云存儲系統，所以云存儲是一個以數據存儲和管理為核心的云計算系統。

云存儲就如同云狀的廣域網和互聯網一樣，對使用者來講，并不是指一個具體的存儲節點，而是指一個由許許多多個存儲節點所構成的一個集合體。而只有均勻分布數據才可以保證負載均衡和云存儲系統良好的可擴展性。因此，在云存儲系統中，如何均衡分布用戶存儲的數據是其中一項非常關鍵的技術。

目前，在分配存儲的數據時，一般是采用一致性哈希方法。該方法分兩步進行：首先求出存儲節點的哈希值，將該存儲節點映射到環上的一個存儲節點(環上的每個點代表一個哈希值)；接著計算數據的哈希值，按順時針方向將其映射到環上距其最近的存儲節點。添加新設備存儲節點時，按照上述規則，調整相關數據到新的存儲節點上。刪除存儲節點和添加存儲節點過程相反。

使用一致性哈希方法分配數據的好處是每個存儲節點只需要處理落在它和它的前驅存儲節點之間的數據，這樣在增加/刪除設備存儲節點時系統振蕩較小。但是一致性哈希函數是一種隨機性的函數，在存儲節點數量較少的情況下很可能造成環上存儲節點分布的不均勻，導致負載不均勻：因為在選擇存儲節點位置時，并沒有考慮不同存儲節點的性能差異。

發明內容

為了解決這些問題，本發明在每個存儲節點中引入“虛擬節點”(partition)的概念。一個云存儲系統中有大量的“虛擬節點”，每個“虛擬節點”屬于某一個實際的存儲節點，一個存儲節點可以擁有多個“虛擬節點”，且一個存儲節點的性能取決于它所擁有的“虛擬節點”的個數。而每個存儲節點所擁有的“虛擬節點”的個數又取決于該存儲節點的權值(weight)，系統中總的“虛擬節點”個數是固定的，在云存儲系統初始化時確定。本發明在保證了可用性和可靠性的前提下，可以在很大程度上提高用戶數據分布的均衡性，具有較高的實用價值和商業價值。

本發明的目的在于提供一種云存儲系統中數據均衡分布的方法，旨在解決現有云存儲系統中不同存儲節點的數據分布不均衡的問題。

本發明所涉及的云存儲系統中數據均衡分布的方法包括下述步驟：

1、設置當前云存儲系統總的“虛擬節點”(partition)個數，副本個數(默認為3)；

2、設置當前云存儲系統中各個存儲節點的分布權值(weight)，該值大小由存儲節點的存儲能力決定，取值范圍為weight＞＝0，即存儲節點的存儲能力與該值成正比；

3、根據當前云存儲系統中總的虛擬節點個數，副本個數以及各個存儲節點的分布權值，確定每個存儲節點的待分配虛擬節點個數；

4、根據當前云存儲系統中每個存儲節點的待分配虛擬節點個數，采用一定的策略，將所有虛擬節點的三個副本均衡地分布到存儲節點上，并使每個虛擬節點的副本分布在不同的存儲節點上；

5、當有數據需要存儲時，通過哈希函數，將該數據映射到某個虛擬節點，然后將該數據的三個副本分別存放在已獲取的虛擬節點的三個副本中；

6、當云存儲系統中添加或者移除存儲節點時，獲取要重新分配的虛擬節點信息，重新計算每個可用存儲節點的待分配虛擬節點個數，然后重新分配這些虛擬節點。

附圖說明

圖1為本發明初始化虛擬節點均衡分布流程圖；

圖2為本發明云存儲系統中數據、虛擬節點和存儲節點映射關系圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

以下1～4步驟講述云存儲系統中初始化均衡分布虛擬節點的內容，具體實現流程如圖1所示。