[發明專利]一種雙機存儲系統及方法

有效

• 申請號: 201610692191.1
• 申請日: 2016-08-19
• 公開（公告）號: CN106325768B
• 公開（公告）日: 2019-08-13
• 發明（設計）人: 萬勝剛;朱銘;方俊濤
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 胡星馳

本發明公開了一種雙機存儲系統及方法。所述系統的管理節點由第一和第二管理節點組成，所述第一和第二管理節點互為鏡像，用于存儲元數據信息以及數據塊版本信息，并監聽客戶端請求，根據客戶端請求讀取數據提供給客戶端。所述方法，包括讀操作、寫操作和同步操作。本發明提出的一種雙機存儲系統及方法，相對與現有的三個以上管理節點，本發明框架結構簡單，不再依靠額外的設備來維持數據一致性。雙機系統中的兩個管理節點是完全獨立的。當一個管理節點失效時，另外一個管理節點可以繼續對外提供有限的讀寫服務，可避免管理節點的單點故障問題，保證了存儲系統的可靠性，提高了系統的可用性。

技術領域

本發明屬于存儲技術領域，更具體地，涉及一種雙機存儲系統及方法。

背景技術

隨著信息技術的飛速發展，數據也呈現爆炸性的增長趨勢。現在很多應用領域對存儲系統的容錯性方面有著很高的要求，如金融、軍事、工業界、航空等。在這些應用環境中，很多因素會對存儲系統的容錯性帶來極大的威脅。一旦引起存儲節點部分甚至整體失效，便會增加服務不可用甚至是數據丟失的風險。因此，提高存儲系統的容錯能力是一個很關鍵的問題。

常見的存儲系統，例如分布式存儲系統中，其節點錯誤可分為兩類，一類是管理節點失效，二是數據節點失效。而對存儲系統的訪問將不可避免的途經管理節點，加上管理節點存在單點故障問題，一旦管理節點失效，整個存儲系統極可能陷入癱瘓，無法對外提供服務。對此，已有研究者提出高可用性方案來保證管理節點的容錯能力，降低系統中的可靠性與可用性風險。

現有的管理節點的容錯技術主要是以下三種：

第一種，元數據備份法。該方法的主要思想是管理節點將元數據信息保存到多個目錄以達到容錯的目的。通常的做法，選擇一個本地目錄、一個遠程目錄，這兩個目錄通過NFS進行共享。當管理節點發生故障時，啟動一個備用機器的管理節點，加載遠程目錄中的元數據信息，提供服務。

第二種，第二管理節點法。該方法的目的就是對文件系統內存中的元數據進行檢查，在固定的一段時間或者當日志文件的大小達到了設定的大小時，就將日志文件記錄的內容更新到元數據鏡像文件中，從而避免日志文件無限制的增加。

第三種，熱備管理節點法。該方法提供了一個熱備管理節點，它備份主管理節點的所有數據，隨時可以頂替主節點功能。主管理節點包括響應客戶端請求，備份數據節點數據等功能。這兩個管理節點的元數據會保持一致，當主管理節點發生故障宕機時，熱備管理節點切換狀態且切換的時間很短，這就保證了系統可靠性。

上述的第一種和第二種方法是基于管理節點重啟恢復服務的方式，只是減少啟動時間，并沒有做到熱備。上述的第三種方法雖然突破了重啟限制，但其依賴于獨立的NFS服務器來保障兩個管理節點的元數據一致性，并且熱備管理節點狀態的切換需要人工介入。

發明內容

本發明的目的在于提供一種雙機存儲系統和方法，在保證存儲系統的可靠性并提高系統可用性的同時，維持雙機系統的數據一致性。該方法在讀寫過程中依據雙機數據版本號的不同狀態來區分數據的一致和不一致情況。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種雙機存儲系統，所述雙擊存儲系統的管理節點由第一和第二管理節點組成，所述第一和第二管理節點互為鏡像，用于存儲元數據信息以及數據塊版本信息，并監聽客戶端請求，根據客戶端請求讀取數據提供給客戶端。

優選地，所述雙機存儲系統，其第一管理節點，還用于存儲第二管理節點的數據塊版本信息。

優選地，所述雙機存儲系統，其第二管理節點，還用于存儲第一管理節點的數據塊版本信息。

優選地，所述雙機存儲系統，其還包括用于在本地文件系統存儲數據的第一和第二數據節點；所述第一數據節點用于向第一管理節點提供數據；所述第二數據節點用于向第二管理節點提供數據。