[發(fā)明專利]一種存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)虛擬化管理方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201410412791.9
• 申請日: 2014-08-21
• 公開（公告）號: CN105471695A
• 公開（公告）日: 2016-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何陽;米奇
• 申請（專利權(quán)）人: 西安慧澤知識產(chǎn)權(quán)運營管理有限公司
• 主分類號: H04L12/46
• 分類號: H04L12/46;H04L29/08
• 代理公司: 西安利澤明知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 61222
• 代理人: 段國剛

1.一種存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)虛擬化管理方法，其特征在于，該系統(tǒng)包括有，各種類型的前端主機、元數(shù)據(jù)服務(wù)器、存儲設(shè)備、光纖交換機，所述各種類型的前端主機，即應(yīng)用服務(wù)器，它的虛擬化代理模塊實現(xiàn)虛擬的邏輯卷到實際的物理盤的轉(zhuǎn)換以及從下述元數(shù)據(jù)服務(wù)器讀取相應(yīng)虛擬卷的元數(shù)據(jù)，所述元數(shù)據(jù)服務(wù)器，它有一臺或多臺，它按照TCP/IP協(xié)議經(jīng)以太網(wǎng)與上述各前端主機相連，它把存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)中不同公司、不同介質(zhì)的存儲資源統(tǒng)一構(gòu)建成物理卷即虛擬卷、存儲池和邏輯卷，并為上述各前端主機提供虛擬卷，實現(xiàn)存儲資源的管理和配置,所述存儲設(shè)備，它的頭部保存著元數(shù)據(jù)，每個存儲設(shè)備有一個唯一的通用標(biāo)識，用全局唯一標(biāo)識表示，所述光纖交換機，它通過光纖總線適配器即人，與上述各前端主機和元數(shù)據(jù)服務(wù)器相連，同時也通過光纖接口與上述存儲設(shè)備相連。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)虛擬化管理方法，所述存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)虛擬化管理方法依次含有以下步驟：

步驟1：構(gòu)造軟件模塊

虛擬化代理即agent模塊，它是各前端主機上文件系統(tǒng)/數(shù)據(jù)庫層和底層驅(qū)動之間的一個層，也算內(nèi)核模塊，負(fù)責(zé)邏輯地址到物理地址的映射，它通過配置的通信接口和上述元數(shù)據(jù)服務(wù)器的通信接口以控制流的形式通信，從上述元數(shù)據(jù)服務(wù)器獲取虛擬卷的配置信息并把虛擬卷呈現(xiàn)給上層文件系統(tǒng)/數(shù)據(jù)庫；當(dāng)文件系統(tǒng)/數(shù)據(jù)庫發(fā)出對虛擬卷的I/O操作時，它截取該I/O操作，把邏輯地址映射成物理地址，形成數(shù)據(jù)流后，再把I/O操作發(fā)送到底層驅(qū)動器，

元數(shù)據(jù)服務(wù)器的軟件，它運行在Linux系統(tǒng)上，由一組用戶空間程序組成，它包括以下模塊：

管理接口，它給管理員提供執(zhí)行管理命令的界面，其中含有創(chuàng)建存儲池、虛擬卷，授予一個前端主機對虛擬卷的使用權(quán)限的命令，另外它也給管理員提供所需的虛擬卷和存儲池的配置信息，它是通過下述元數(shù)據(jù)管理模塊提供的API實現(xiàn)的；

主機接口，它負(fù)責(zé)和上述各前端主機上的通信接口按照TCP/IP協(xié)議來通信，當(dāng)前端主機啟動要求載入元數(shù)據(jù)服務(wù)器內(nèi)虛擬卷的元數(shù)據(jù)，或者當(dāng)虛擬存儲的配置發(fā)生改變時，元數(shù)據(jù)服務(wù)器通過通信接口把元數(shù)據(jù)的信息通知虛擬代理模塊，該模塊也通過主機接口向下述監(jiān)控模塊報告自身狀態(tài)和對虛擬卷的使用情況；

元數(shù)據(jù)管理模塊，它執(zhí)行對元數(shù)據(jù)的操作任務(wù)，它把多個物理卷組織成存儲池，管理物理卷上的剩余空間，根據(jù)虛擬卷的映射方式生成虛擬卷的元數(shù)據(jù)，再把元數(shù)據(jù)的信息記錄在物理卷上，它還有一組供其他模塊調(diào)用的API，所述的元數(shù)據(jù)使用段組織，它含有：邏輯起始扇區(qū)、扇區(qū)數(shù)目、目標(biāo)段類型和目標(biāo)段描述符，所述的目標(biāo)段對應(yīng)邏輯卷上的一段連續(xù)扇區(qū)；所述目標(biāo)段類型分為線性和條帶兩種，一個完整的虛擬卷元數(shù)據(jù)由虛擬卷頭、段頭和若干段組成，

監(jiān)控模塊，它實時監(jiān)控所述管理系統(tǒng)的各個組成部分的狀態(tài)信息并通知元數(shù)據(jù)管理模，同時還監(jiān)控各類故障并采取適當(dāng)?shù)幕謴?fù)措施；

步驟2：初始化虛擬化代理模塊

上述元數(shù)據(jù)管理服務(wù)器把虛擬化代理所需的所有存儲設(shè)備的全局唯一標(biāo)識通過創(chuàng)建物理卷命令的方式發(fā)送給虛擬化代理模塊，該代理模塊再掃描存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)中的所有存儲設(shè)備，通過讀取設(shè)備指定位置的全局唯一標(biāo)識信息來定位它所需的存儲設(shè)備，并建立全局唯一標(biāo)識和內(nèi)核中表示設(shè)備的設(shè)備號的對應(yīng)關(guān)系，保存在一個表中以備后查，完成存儲設(shè)備注冊，主機啟動后，該代理模塊給元數(shù)據(jù)服務(wù)器發(fā)回主機唯一的主機標(biāo)識和驗證碼，并寫入本地文件中；

步驟3：元數(shù)據(jù)服務(wù)器根據(jù)管理員的命令把所需的虛擬卷即邏輯卷分配給主機使用；

步驟3.1：元數(shù)據(jù)服務(wù)器根據(jù)管理員的命令把主機所需的物理卷的全局唯一標(biāo)識信息發(fā)送給虛擬化代理模塊；

步驟3.2：虛擬化代理模塊根據(jù)步驟3.1提供的全局唯一標(biāo)識請求掃描磁盤，找到對應(yīng)的物理卷，在內(nèi)核中建立相應(yīng)的物理卷的列表，并向元數(shù)據(jù)服務(wù)器發(fā)送應(yīng)答；

步驟3.3：元數(shù)據(jù)服務(wù)器把分配給主機的邏輯卷的元數(shù)據(jù)信息發(fā)送給虛擬化代理模塊，該代理模塊根據(jù)所述元數(shù)據(jù)信息在內(nèi)核中構(gòu)造出虛擬設(shè)備，并給元數(shù)據(jù)服務(wù)器發(fā)出應(yīng)答；

步驟3.4：主機使用步驟3.3提供的相應(yīng)的虛擬設(shè)備，并使用從元數(shù)據(jù)服務(wù)器得到的元數(shù)據(jù)對發(fā)往邏輯卷的I/O命令重新定向；

步驟4：在多臺前端主機使用虛擬設(shè)備時，若配置的操作需要在線改變該虛擬卷即邏輯卷的元數(shù)據(jù)時，按以下步驟執(zhí)行：

步驟4.1：元數(shù)據(jù)服務(wù)器根據(jù)元數(shù)據(jù)來確定使用這個虛擬卷的前端主機，向這些前端主機的虛擬化代理模塊發(fā)送加鎖該虛擬卷的請求；

步驟4.2：相應(yīng)的虛擬化代理模塊收到步驟4.1所述的加鎖請求后，把所有I/O命令隊列中已經(jīng)被重新定向但還未完成的I/O命令發(fā)往底層存儲設(shè)備執(zhí)行，所有后續(xù)的對該虛擬卷的I/O命令被推遲執(zhí)行，并且不再重新定向；并向元數(shù)據(jù)服務(wù)器發(fā)送應(yīng)答；

步驟4.3：元數(shù)據(jù)服務(wù)器在收到所有的加鎖虛擬卷的成功響應(yīng)后，它的元數(shù)據(jù)管理模塊按需生成新的元數(shù)據(jù)，再向擁有該虛擬卷使用權(quán)限的前端主機發(fā)送重置虛擬卷的請求；

步驟4.4：虛擬化代理模塊收到步驟4.3所述的請求后，把虛擬卷的舊的元數(shù)據(jù)替換為新的元數(shù)據(jù)；

步驟4.5：元數(shù)據(jù)服務(wù)器在收到所有的重置虛擬卷的成功響應(yīng)后，向虛擬化代理模塊發(fā)送解鎖請求；

步驟4.6：虛擬化代理模塊把所有被推遲的I/O命令用新的元數(shù)據(jù)重新定向并執(zhí)行。