[發明專利]一種多方網絡存儲系統中用戶配額管理和控制方法

有效

• 申請號: 201110365485.0
• 申請日: 2011-11-17
• 公開（公告）號: CN102447736A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發明（設計）人: 劉景寧;馮丹;王芳;劉超杰;張泉;陳碧硯
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 李佑宏

技術領域

本發明屬于計算機存儲技術領域，具體涉及一種多方網絡存儲系統中用戶配額管理和控制方法，適用于網絡存儲系統的配額控制管理。

背景技術

隨著信息量的爆炸式增加，網絡存儲技術得到不斷成熟發展和廣泛運用。在許多網絡存儲系統中，元數據和數據是分離的，各由單獨的服務器管理，分別稱為元數據服務器和數據服務器。用戶將自己的數據存儲到數據服務器上，使用一定量的系統資源。當出現多用戶共同使用系統時，系統就必須提供一種讓各用戶合理、有效地使用系統資源的方法，讓有限的系統資源被高效地利用，也即用戶配額管理。本發明所指的用戶配額，就是用戶在系統中可以創建的文件數量和可使用的存儲空間大小。在網絡存儲系統發展到今時今日，在一個網絡環境和系統都相對穩定的情況中，如何讓系統能既完成用戶配額管理功能，又不過多影響服務器性能，這個方面還沒有一個比較全面和成熟的解決方案。

傳統的網絡存儲系統中多采用全局配額和局部配額并存的方案，元數據服務器維護各個用戶的全局配額，每個數據服務器維護各用戶在其上的一個局部配額，對每個用戶來說，他所對應的全局配額是所有局部配額之和。如存儲業界著名的lustre文件系統，就是一個很典型的例子。每次客戶端向數據服務器寫入一個數據塊，數據服務器都要更新改用戶的本地配額，并通知元數據服務器更新全局配額。這無疑給元數據服務器和數據服務器之間的通信和服務能力加重了負擔，對性能影響較大。

另外，由于全局配額被分割成局部配額后，用戶向數據服務器寫入數據時由數據服務器根據其上的局部配額來判斷寫操作是否超過配額，如果超過配額由數據服務器來發出超配額警告。這樣又會從兩方面影響服務器性能。一是客戶端的數據要發送到數據服務器后由數據服務器判斷是否超過配額，如果超過了，那么發送來的數據要丟棄，浪費了網絡帶寬；二是當用戶的全局配額還充足，但某個數據服務器上的局部配額過小，當客戶端向此數據服務器刷入數據塊時，該數據服務器便返回超過配額的警告。其實這時用戶可用的總空間還是足夠的。為了避免這種不一致，lustre文件系統在數據服務器上實現了一種動態調整方案，在全局配額不變的情況下讓各個數據服務器之間可以協商并更新各自局部配額，來解決局部配額不均的問題，這樣又會使服務器性能受到影響。

發明內容

本發明提出一種多方網絡存儲系統中用戶配額管理和控制方法，避免了傳統配額方案中因資源用量改變引起的服務器間不必要通信和超配額的數據導致網絡帶寬浪費，極大降低了配額控制功能對系統性能的影響，同時也提供了配額一致性同步機制來保證系統中用戶資源使用量的一致性和正確性。

本發明提供的多方網絡存儲系統中用戶配額管理和控制方法，包括以下步驟：

(1)啟動元數據服務器步驟。該服務器運行主線程，即文件元數據服務線程來提供存儲系統的元數據服務，同時運行配額定期同步客戶線程和管理員服務線程。配額定期同步客戶線程定期向對象存儲服務器(也即背景技術中提到的數據服務器)查詢用戶資源使用量信息，對象存儲服務器如果有多臺，則該線程還會自動完成匯總并將匯總結果存儲在數據庫中。管理員服務線程接收管理端的管理員客戶線程發來的請求并將處理結果返回給管理端；

(2)啟動對象存儲服務器步驟。該服務器運行主線程，即文件服務線程來提供存儲系統的數據服務，向元數據服務器注冊，由元數據服務器維護的存儲設備列表記錄該注冊的對象存儲服務器，同時運行配額定期同步服務線程，該線程接收步驟(1)中提到的元數據服務器中配額定期同步客戶線程發來的請求，返回其上用戶的資源使用量信息給元數據服務器。

(3)啟動管理端步驟，稱為TA端。TA端運行的管理員客戶線程，用于管理員添加、刪除用戶，設置、修改和查看用戶配額和資源使用量信息，把請求發往元數據服務器，由其上的管理員服務線程接收請求并返回處理結果給管理端，沒有由TA端添加的用戶是無法掛載客戶端的。

(4)用戶掛載客戶端步驟。在掛載時元數據服務器向所有已注冊的對象存儲服務器發出查詢請求，各個對象存儲服務器返回該用戶在其上的資源使用量給元數據服務器，元數據服務器進行匯總后返回給客戶端，客戶端將獲取的用戶配額和資源使用量信息緩存在本地，同一個客戶標識(ID)的用戶不可在多處同時掛載。

(5)配額控制步驟。用戶在客戶端向文件系統創建文件或寫入文件數據，此時客戶端中的配額控制模塊對用戶的寫行為起控制作用。配額控制主要有如下過程：