[發(fā)明專利]內(nèi)存云系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610741524.5
• 申請日: 2016-08-26
• 公開（公告）號: CN107786599B
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王施人;仁彤;牛中盈;陜振
• 申請（專利權(quán)）人: 北京計算機技術(shù)及應(yīng)用研究所
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;G06F11/14
• 代理公司: 中國兵器工業(yè)集團公司專利中心 11011
• 代理人: 劉東升

1.一種內(nèi)存云系統(tǒng)，其特征在于，包括多個客戶端(1)、一臺內(nèi)存云存儲管理服務(wù)器(4)和多臺內(nèi)存云服務(wù)器(5)；所有這三種組成部分接入互聯(lián)網(wǎng)(2)，內(nèi)存云存儲管理服務(wù)器(4)和多臺內(nèi)存云服務(wù)器(5)再通過本地以太網(wǎng)(3)互聯(lián)；

所述內(nèi)存云存儲管理服務(wù)器(4)上安裝有內(nèi)存云存儲管理模塊(7)，用于接收客戶端(1)的客戶讀寫請求、建立對象表、設(shè)計內(nèi)存分配方式，管理所有內(nèi)存云服務(wù)器(5)的內(nèi)存、數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)；

所述內(nèi)存云服務(wù)器(5)上安裝有內(nèi)存管理模塊(8)和數(shù)據(jù)備份管理模塊(9)；所述內(nèi)存管理模塊(8)用于處理客戶端(1)的客戶讀寫請求，完成本內(nèi)存云服務(wù)器(5)的內(nèi)存管理，建立內(nèi)存表，記錄內(nèi)存的使用、刪除信息，完成本內(nèi)存云服務(wù)器(5)與內(nèi)存云存儲管理服務(wù)器(4)之間的通信；所述數(shù)據(jù)備份管理模塊(9)用于完成內(nèi)存數(shù)據(jù)到本地磁盤的備份，時刻保持本地內(nèi)存數(shù)據(jù)與磁盤數(shù)據(jù)的一致，按需恢復(fù)內(nèi)存數(shù)據(jù)；

所述客戶端(1)上安裝有內(nèi)存云存儲客戶端(6)，用于發(fā)送客戶讀寫請求，接收內(nèi)存云存儲管理服務(wù)器(4)和內(nèi)存云服務(wù)器(5)的數(shù)據(jù)；

內(nèi)存云服務(wù)器(5)為存儲劃分一塊獨立存儲空間，該獨立存儲空間由兩部分組成：信息區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)，信息區(qū)用于記錄數(shù)據(jù)區(qū)的信息：塊大小，數(shù)據(jù)區(qū)的位圖信息；將數(shù)據(jù)區(qū)劃分為大小相等的塊，稱為mslice，mslice的塊大小記錄在信息區(qū)的塊大小中；

內(nèi)存云存儲管理模塊(7)通過對一系列表的維護實現(xiàn)內(nèi)存分配、內(nèi)存管理和數(shù)據(jù)恢復(fù)，內(nèi)存云存儲管理模塊(7)維護的表包括：內(nèi)存云服務(wù)器管理表、對象存儲映射表、內(nèi)存云服務(wù)器狀態(tài)監(jiān)控表；

所述內(nèi)存云服務(wù)器管理表匯總所有內(nèi)存云服務(wù)器(5)的內(nèi)存信息，它以單個內(nèi)存云服務(wù)器(5)內(nèi)存信息為單元，最終形成一張匯總表，每個單元由內(nèi)存云服務(wù)器ID、同步標識及其信息區(qū)組成；從所述匯總表顯示內(nèi)存云服務(wù)器(5)的內(nèi)存分配情況，當有內(nèi)存云服務(wù)器(5)內(nèi)存使用情況發(fā)生變化時，內(nèi)存云存儲管理模塊(7)將該變化同步記錄至內(nèi)存云服務(wù)器管理表；

所述對象存儲映射表記錄客戶端(1)對象及其對應(yīng)的存儲區(qū)；

所述內(nèi)存云服務(wù)器狀態(tài)監(jiān)控表記錄內(nèi)存云服務(wù)器(5)的個數(shù)，所有內(nèi)存云服務(wù)器(5)的當前連接狀態(tài)和數(shù)據(jù)備份狀態(tài)；

所述內(nèi)存云存儲管理模塊(7)用于執(zhí)行以下處理流程：

1)初始化：掃描所有內(nèi)存云服務(wù)器(5)，從每個內(nèi)存云服務(wù)器(5上獲取內(nèi)存信息區(qū)信息，建立所述內(nèi)存云服務(wù)器管理表；

2)建立所述內(nèi)存云服務(wù)器狀態(tài)監(jiān)控表；

3)定期維護所述內(nèi)存云服務(wù)器狀態(tài)監(jiān)控表，若有變化則更新所述內(nèi)存云服務(wù)器管理表；

4)等待客戶端(1)的請求；當接收到客戶端(1)的讀請求時，檢索存儲對象ID，根據(jù)存儲對象ID查找對應(yīng)的存儲空間，若未找到對應(yīng)的存儲對象ID，則返回未找到消息，否則，將該存儲對象的存儲空間分配信息發(fā)送至客戶端(1)；當接收到客戶端(1)的寫請求時，為存儲對象分配ID，獲取所需存儲空間大小；

5)讀取所述內(nèi)存云服務(wù)器管理表，進行一致性檢查，如果不一致，則進行同步；

6)根據(jù)內(nèi)存云服務(wù)器管理表分配空間，將已分配的位圖標識為預(yù)分配，建立對象存儲映射表，將該對象存儲映射表分別發(fā)送至客戶端(1)與內(nèi)存云服務(wù)器(5)；

7)等待內(nèi)存云服務(wù)器(5)發(fā)送結(jié)束消息，將對應(yīng)的位圖標志為分配，檢查備份狀態(tài)；

當客戶端(1)請求刪除對象時，首先將存儲對象ID發(fā)送至相關(guān)內(nèi)存云服務(wù)器(5)，當接收到內(nèi)存云服務(wù)器(5)發(fā)出的刪除成功消息時，清除內(nèi)存云服務(wù)器管理表對應(yīng)位圖的標識，刪除對象存儲映射表對應(yīng)的記錄，并將結(jié)果反饋給客戶端(1)，若接收到刪除失敗的消息，則將刪除失敗的消息反饋至客戶端(1)；

所述內(nèi)存管理模塊(8)包括內(nèi)存分配回收模塊、內(nèi)存優(yōu)化模塊和數(shù)據(jù)讀寫模塊；

所述內(nèi)存分配回收模塊用于進行內(nèi)存的分配與回收；內(nèi)存分配參考內(nèi)存云存儲管理服務(wù)器(4)發(fā)送的對象存儲映射表進行處理，當有數(shù)據(jù)需要存儲時，根據(jù)所屬對象的對象存儲映射表將數(shù)據(jù)寫入對應(yīng)的mslice，并標識對應(yīng)的位圖，待數(shù)據(jù)寫入內(nèi)存區(qū)后，需將對象存儲映射表中對應(yīng)的位圖標識為已分配；內(nèi)存回收時，根據(jù)存儲對象ID查找該存儲對象所使用的mslice，刪除內(nèi)容并清空位圖標識；將結(jié)果反饋至內(nèi)存云存儲管理服務(wù)器(4)；

內(nèi)存優(yōu)化模塊用于通過合并零碎的存儲空間，創(chuàng)建連續(xù)的空閑區(qū)來優(yōu)化整個存儲過程，內(nèi)存優(yōu)化只在空閑時進行，內(nèi)存優(yōu)化前，將原對象存儲映射表進行備份，內(nèi)存優(yōu)化后，更新信息區(qū)位圖標識，對象存儲映射表，并同步內(nèi)存云存儲管理服務(wù)器(4)上的表格；

數(shù)據(jù)讀寫模塊用于接收與發(fā)送客戶端(1)的數(shù)據(jù)，當內(nèi)存云服務(wù)器(5)接收到來自客戶端(1)的數(shù)據(jù)時，根據(jù)對象存儲映射表進行處理；

所述數(shù)據(jù)備份管理模塊(9)用于將本地內(nèi)存數(shù)據(jù)備份至本地磁盤，首先選擇一塊大于內(nèi)存存儲區(qū)的存儲區(qū)，然后進行首次同步，當客戶端(1)存儲或刪除數(shù)據(jù)時，由內(nèi)存管理模塊(8)進行內(nèi)存區(qū)的數(shù)據(jù)讀寫，由數(shù)據(jù)備份管理模塊(9)進行磁盤區(qū)的數(shù)據(jù)讀寫；當內(nèi)存云服務(wù)器(5)進行內(nèi)存優(yōu)化后，同步磁盤備份數(shù)據(jù)；

所述內(nèi)存優(yōu)化模塊具體用于執(zhí)行以下流程：

(1)尋找空閑mslice，如果未找到，結(jié)束，否則轉(zhuǎn)入步驟(2)；

(2)找到空閑mslice，記為A，編號為p1，若A為最后一塊mslice，流程結(jié)束，否則轉(zhuǎn)入步驟(3)；

(3)如果A為第一個mslice，或者其向前緊鄰的mslice為空閑mslice，則繼續(xù)向后尋找下一個空閑mslice，返回步驟(1)，否則，記錄A的編號，并獲取其前向緊鄰的mslice所屬對象X，并轉(zhuǎn)入步驟(4)；

(4)以p1為起點，向后逐個尋找屬于對象X的mslice，如果未找到，則繼續(xù)向后尋找下一個空閑mslice，返回步驟(1)，否則，找到屬于對象X的mslice，記為B，編號為p2，將A與B交換存儲位置；

(5)以p2為起點，向后尋找下一個空閑mslice，返回步驟(1)。