[發明專利]一種多磁盤聚合式數據存儲系統及其實現方法與應用方法

有效

• 申請號: 201610299085.7
• 申請日: 2016-05-08
• 公開（公告）號: CN107346209B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 李小勇
• 申請（專利權）人: 上海霄云信息科技有限公司
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06
• 代理公司: 上海百一領御專利代理事務所(普通合伙) 31243
• 代理人: 王奎宇;甘章乖

本發明公開了一種多磁盤聚合式數據存儲系統及其實現方法與應用方法，采用以松耦合方式聚合多個存儲單元形成存儲系統；選取任一存儲單元存儲命名空間和存儲數據的元數據；存儲數據以不同的布局方式存儲在其它多個存儲單元中；分別創建元數據管理模塊和數據管理模塊來管理元數據和存儲數據；對外提供統一命名空間模塊以管理命名空間和元數據管理模塊，并支持面向目錄、文件或對象的數據訪問；本發明公開的多磁盤聚合式數據存儲系統不再依賴于RAID，可支持存儲容量擴展、數據容錯，能夠簡化存儲系統管理，提高可擴展性，并提升存儲系統數據訪問性能。

技術領域

本發明涉及計算機領域，尤其涉及一種多磁盤聚合式數據存儲系統及其實現方法與應用方法。

背景技術

存儲系統有DAS(直連附加存儲：Direct Attached Storage)、NAS(網絡附加存儲：Network Attached Storage)和SAN(存儲局域網絡：Storage Area Network)等多種類型。為了實現大容量的存儲，以及防止存儲器件如磁盤或固態盤損壞而丟失數據，上述各類存儲系統中普遍使用RAID(冗余磁盤陣列：Redundant Arrays of Independent Disks)技術來組織多個磁盤。雖然RAID能提高可靠性，但存在如下不足或問題：

●存儲系統管理復雜。RAID中所有磁盤必須具有相同容量和性能，創建以后就不能再修改，讓存儲系統的容量規劃和擴容變得困難；

●容錯級別在創建RAID時設定，無法針對數據本身的特性或要求支持不同的容錯級別；

●創建RAID的時間高達數小時，數據重建時間更長；

●當訪問數據流增加時，RAID讀寫性能會大幅下降；在極端情形下多張磁盤組成的RAID的性能甚至低于單個磁盤的性能。

DualFS【DualFS:A New Journaling File System for Linux】對存儲系統的結構進行了探索優化，將文件系統的元數據(metadata)保存到一個獨立的磁盤設備中，將數據存儲到RAID中。這種方法能夠有效提高元數據訪問的性能，如遍歷目錄，但RAID面臨的問題在dualFS中依然存在。

發明內容

鑒于目前存在的上述不足，本發明提供一種多磁盤聚合式數據存儲系統及其實現方法與應用方法，不再依賴于RAID，可支持存儲容量擴展、數據容錯，能夠簡化存儲系統管理，提高可擴展性，并提升存儲系統數據訪問性能。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種多磁盤聚合式數據存儲系統實現方法，所述多磁盤聚合式數據存儲系統實現方法包括以下步驟：

以松耦合方式聚合多個存儲單元形成存儲系統；

選取任一存儲單元存儲命名空間和存儲數據的元數據；

存儲數據以不同的布局方式存儲在其它多個存儲單元中；

分別創建元數據管理模塊和數據管理模塊來管理元數據和存儲數據；

對外提供統一命名空間模塊以管理命名空間和元數據管理模塊，并支持面向目錄、文件或對象的數據訪問。

依照本發明的一個方面，所述存儲數據的元數據保存在索引節點中，索引節點內容包括該文件的數據布局方式和數據所在磁盤的標識號。

依照本發明的一個方面，以存儲在元數據磁盤上的索引節點號作為文件數據在相應數據磁盤上的名。

依照本發明的一個方面，每個目錄或文件可以獨立選擇數據布局方式，數據布局方式包括單體、鏡像和條帶化。

依照本發明的一個方面，所述統一命名空間模塊對上層軟件提供文件或對象訪問接口，屏蔽存儲系統的內部結構，根據文件讀寫請求訪問相應的元數據管理模塊和數據管理模塊。