[發明專利]在群集共享卷中的卷和文件系統

有效

• 申請號: 201110427552.7
• 申請日: 2011-12-19
• 公開（公告）號: CN102591842A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: V·彼得;V·R·尚卡爾;A·達馬托;R·達斯
• 申請（專利權）人: 微軟公司
• 主分類號: G06F15/167
• 分類號: G06F15/167;G06F15/17;G06F17/30
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 張欣

技術領域

本發明涉及文件系統，尤其涉及在在群集共享卷中的卷和文件系統。

背景技術

計算機系統和相關技術影響社會的許多方面。的確，計算機系統處理信息的能力已轉變了人們生活和工作的方式。計算機系統現在通常執行在計算機系統出現以前手動執行的許多任務(例如，文字處理、日程安排和會計等)。最近，計算機系統彼此耦合并耦合到其他電子設備以形成計算機系統和其他電子設備可以在其上傳輸電子數據的有線和無線計算機網絡。因此，許多計算任務的執行跨多個不同的計算機系統和/或多個不同的計算環境分布。

在一些實施例中，一組節點(服務器)被安排在一個群集內。在群集中，如果任何節點發生故障，那么群集的其他節點可透明地接管發生故障的服務器的工作。其他節點可重啟應用程序并由此繼續服務客戶機而沒有顯著中斷。該操作一般被稱為故障轉移，或故障轉移群集。

故障轉移群集常常實現“無共享”存儲模型。即，每一存儲單元(例如，磁盤或其一部分)由單獨的節點擁有。只有該節點才可執行對該特定存儲單元的直接輸入/輸出(I/O)。存儲單元可通過展露一個或多個卷的邏輯單元號(LUN)來引用。

在該模型中，應用程序和磁盤資源是具有應用程序資源和磁盤資源之間顯式依賴性的共有組(對應于LUN的故障轉移單元)的一部分。這提供了某種保證：磁盤在應用程序啟動前上線并在應用程序退出之后下線。結果，經群集的應用程序被約束于該I/O模型，由此需要訪問相同磁盤的任何應用程序都需要運行在相同的群集節點上。

此外，應用程序的故障轉移和重啟操作受到卷卸除和再安裝所用時間的限制。此外，無共享模型可導致所附接存儲的高管理成本，這是由于在實際使用情形中所需的相對大量的LUN所致。例如，當所存儲的文件存儲在SAN(存儲區域網絡)上時，為了得到某種程度而言更為粒度化的故障轉移，需要在SAN上創建大量的LUN。這至少部分地是由一種需求，即故障轉移同時依賴同一LUN的所有應用程序，所引起的。此外，駐留在相同LUN上的應用程序不能故障轉移到不同的節點，因為在給定時刻只有一個節點具有對LUN的訪問。

某些群集技術在節點之間予以協調，以提供一種帶有對卷上文件的直接I/O訪問的非所有者(non-owner)節點。這些群集技術主要依賴于文件開放數據(例如，訪問模型和共享模型)來確定非所有者節點和卷之間的直接I/O是否被允許。然而，主要依賴文件開放數據來協調對文件的直接I/O是一種過于保守的辦法。結果，非所有者節點可被降級為使用重定向的I/O來和卷通信，即便是當直接I/O不會產生實際沖突時。重定向的I/O增加了網絡通信量，并潛在地減少響應時間。

發明內容

本發明涉及用于在群集節點之間共享卷的方法、系統和計算機程序產品。在某些實施例中，計算機系統與存儲設備共享數據。計算機系統接收在該計算機系統和在存儲設備卷處的文件之間傳輸文件數據的文件請求。文件請求具有文件請求類型，其指示該文件請求是用于以下項中的一項或多項：寫數據到文件，和從文件讀取數據。

響應于文件請求，檢查對應于文件的機會鎖(oplock)級別。機會鎖級別指示計算機系統所被允許具有的高速緩存的級別。根據機會鎖級別將文件請求分派至適當的I/O機制。從直接I/O和重定向I/O中選擇適當的I/O機制。根據該適當的I/O機制，文件數據在計算機系統和存儲設備卷之間傳送。

在其他實施例中，機會鎖被委派給應用程序。計算機系統從應用程序接收文件打開請求。文件打開請求請求打開存儲在存儲設備上的文件以用于在客戶機和文件之間傳送文件數據。文件請求具有訪問模式和共享模式。文件訪問模式指示以下項中的一項或多項：寫數據到文件，和從文件讀取數據。共享模式指示訪問模式是以下項的其中之一：共享，或非共享。

計算機系統還從應用程序接收對于該文件的機會鎖請求。計算機系統被標識為具有對應于該文件的機會鎖級別。機會鎖級別指示允許計算機系統具有的高速緩存級別。基于所標識的機會鎖級別，以及對應于具有對文件的訪問的一個或多個應用程序中的任何其他應用程序的訪問模式和共享模式，來為應用程序創制適當的機會鎖級別。指示適當的機會鎖級別的機會鎖被委派給應用程序。