[發明專利]內存云系統

有效

• 申請號: 201610741524.5
• 申請日: 2016-08-26
• 公開（公告）號: CN107786599B
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: 王施人;仁彤;牛中盈;陜振
• 申請（專利權）人: 北京計算機技術及應用研究所
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;G06F11/14
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心 11011
• 代理人: 劉東升

本發明涉及一種內存云系統，屬于計算機信息存儲技術領域。本發明將客戶、內存云存儲管理服務器、內存云服務器通過以太網互聯，通過部署內存云管理模塊，搭建了一個內存云系統，通過合理的內存云管理設計提高了存儲介質I/O讀寫速度，解決了該存儲過程高延遲的問題。其中還設計了一種內存優化策略??連續讀寫策略，優化了內存管理效率。

技術領域

本發明涉及計算機信息存儲技術領域，具體涉及一種內存云系統。

背景技術

近年來，云存儲已經成為炙手可熱的課題，各大互聯網運營商競相推出不同特性的云存儲產品與服務。過去十幾年云存儲基本采用硬盤存儲的方式，即用硬盤作為存儲的媒介。由于硬盤容量提升很快(自1980年代中期以來提高了超過1000倍)，這種存儲方式在市場應用上取得了很好的效果。但是，雖然硬盤的容量提升很快，但相比之下該存儲方式在性能上卻難盡人意，傳輸速率僅提高50倍，延遲更是提高了2倍。如果按容量/帶寬(JimGray’s Rule)來衡量，硬盤的訪問延遲實際上急劇惡化了。與此同時，軟件的架構隨著互聯網技術的不斷發展也不斷改變，常見的web應用架構一般使存儲與計算分離，即由應用服務器(專門負責應用的業務邏輯、前端呈現的數據中心)、存儲服務器組成。其中，應用服務器是無狀態的，只存儲當前瀏覽器請求的狀態。這種分離和無狀態的方式使系統能夠很好地擴展成成百上千臺服務器，這種架構導致數據訪問的延遲加劇。

綜上所述，硬盤訪問速度成為了目前計算機系統發展的主要瓶頸。為了解決數據訪問延遲問題，業界提出了一種新的存儲思路RAMCloud(內存云)，其基本思想是通過大規模普通服務器的內存集群，將在線數據的主要存儲中心從硬盤遷移到DRAM上，而硬盤只用來備份/歸檔。這種存儲方案可以同時具有大規模和低延遲的I/O特點。但當前業界關于內存云的研究較少，亟需設計一種內存云系統設計方案。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題之一是：如何提高存儲介質I/O讀寫速度，解決該存儲過程高延遲的問題；進一步要解決的技術問題是：如何優化內存管理效率。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種內存云系統，包括多個客戶端1、一臺內存云存儲管理服務器4和多臺內存云服務器5；所有這三種組成部分接入互聯網2，內存云存儲管理服務器4和多臺內存云服務器5再通過本地以太網3互聯；

所述內存云存儲管理服務器4上安裝有內存云存儲管理模塊7，用于接收客戶端1的客戶讀寫請求、建立對象表、設計內存分配方式，管理所有內存云服務器5的內存、數據備份與恢復；

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

所述客戶端1上安裝有內存云存儲客戶端6，用于發送客戶讀寫請求，接收內存云存儲管理服務器4和內存云服務器5的數據。

優選地，內存云服務器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：信息區和數據區，信息區用于記錄數據區的信息：塊大小、數據區的位圖信息；將數據區劃分為大小相等的塊，稱為mslice，mslice的塊大小記錄在信息區的塊大小中。

優選地，內存云存儲管理模塊7通過對一系列表的維護實現內存分配、內存管理和數據恢復，內存云存儲管理模塊7維護的表包括：內存云服務器管理表、對象存儲映射表、內存云服務器狀態監控表；