[發明專利]分布式文件系統和分布式文件系統的數據備份方法

在審

• 申請號: 201210376301.5
• 申請日: 2012-09-29
• 公開（公告）號: CN102890716A
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發明（設計）人: 歐陽偉
• 申請（專利權）人: 南京中興新軟件有限責任公司
• 主分類號: G06F17/30
• 分類號: G06F17/30;G06F11/14
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 梁麗超;王術蘭

技術領域

本發明涉及通信領域，具體而言，涉及一種分布式文件系統和分布式文件系統的數據備份方法。

背景技術

云存儲領域中涉及的分布式文件系統與普通文件系統不同，分布式文件系統除了存儲實際數據，還要存儲標識數據所在副本位置的元數據。這意味著傳統的只備份實際數據的方式對分布式文件系統并不適用，以數據塊信息為例，數據塊信息上標識有磁盤信息與存儲節點信息，磁盤信息是唯一的，如果A地機房發生災難，即使將數據塊信息與數據都備份到B地，也無法找到匹配的磁盤，即備份過去的元數據無效；因此，分布式文件系統只能采用內部自有的備份機制對元數據和實際數據進行備份。如圖1所示的相關技術中分布式文件系統的架構示意圖，其中，圖1中的粗實線表示的是控制流的傳輸，細實線表示的是數據流的傳輸，各設備描述如下：

文件位置寄存器（FLR，File?Location?Register）：即元數據服務器，負責管理本文件系統內所有文件的文件名、數據塊等元數據信息；并向文件訪問客戶端（FAC，FileAccess?Client）提供元數據寫入和查詢等操作；

FAC：負責為本文件系統面向的應用程序提供類似于標準文件系統的接口調用服務，例如，發起訪問請求，獲取數據后返回給應用程序等；

文件訪問服務器（FAS，File?Access?Server）：負責與本文件系統內的存儲介質進行交互，進行實際數據塊的讀寫操作；響應文件訪問客戶端的數據讀寫請求，從存儲媒介上讀取數據并返回給文件訪問客戶端；從文件訪問客戶端讀取數據并寫入存儲媒介；

存儲媒介（即圖1中的存儲設備集群1，…，n）：磁盤、磁盤陣列等存儲設備，用于保存實際數據。

圖1中的元數據通過互為主備（或主副）的FLR_A1與FLR_A2進行實時同步，實際數據在進行寫操作時默認設置為寫雙副本，此時保證了系統不會存在單點故障。在容災方面，如果簡單地將備用FLR與存儲實際數據副本的文件訪問服務器（FAS）布署在B地，在A地發生災難時，雖然B地的FLR能迅速切換為主FLR，但是此時元數據與實際數據都只剩下一個副本，存在單點故障，即一旦B地再發生故障，元數據和實際數據將永久丟失。

針對相關技術中的分布式系統出現異地容災時，恢復后的文件系統存在單點故障的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發明內容

針對上述分布式系統出現異地容災時，恢復后的文件系統存在單點故障的問題，本發明提供了一種分布式文件系統和分布式文件系統的數據備份方法，以至少解決上述問題。

根據本發明的一個方面，提供了一種分布式文件系統，該系統包括位于第一位置的主分布式子系統和位于第二位置的備分布式子系統；其中，主分布式子系統包括主文件位置寄存器FLR、第一文件訪問客戶端FAC和主文件訪問服務器FAS；備分布式子系統包括備FLR、第二FAC和備FAS，其特征在于，主分布式子系統包括第一休眠FLR和第一替補FAS，備分布式子系統包括第二休眠FLR和第二替補FAS；第一休眠FLR和第二休眠FLR均用于對主FLR或備FLR上的元數據進行備份；第一替補FAS和第二替補FAS均用于在第一FAC或第二FAC接收到寫數據操作指示時，與主FAS和備FAS同步對當前的實際數據進行寫入操作。

其中，上述第一休眠FLR和第二休眠FLR均包括：休眠通信模塊，用于在主FLR和備FLR正常時，通過心跳檢測通信方式對主FLR或備FLR上的元數據進行備份。

上述備FLR包括：廣播模塊，用于確定主FLR重啟后，向第一休眠FLR和第二休眠FLR廣播主備切換消息；第一休眠FLR和第二休眠FLR均包括：定時通信模塊，用于接收到主備切換消息后，按照設定的周期定時與備FLR進行元數據同步。

上述備FLR包括：第一檢測模塊，用于檢測主分布式子系統是否發生災難故障；通知模塊，用于第一檢測模塊檢測到的結果為是時，向第二休眠FLR發送倒換指令；第二休眠FLR包括：重啟模塊，用于接收到倒換指令后，進行重啟；實時同步模塊，用于重啟后，以備用狀態實時與備FLR進行元數據同步。

上述備FLR包括：第二檢測模塊，用于檢測主FLR是否恢復正常；通知模塊，用于第二檢測模塊檢測到的結果為是時，向第二休眠FLR發送回切指令；上述第二休眠FLR包括：回切模塊，用于接收到回切指令后，將當前的備用狀態切換為休眠狀態。