[發明專利]一種超融合一體機系統及其橫向和縱向擴容方法

在審

• 申請號: 201710080155.4
• 申請日: 2017-02-14
• 公開（公告）號: CN107037985A
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發明（設計）人: 溫武少;秦景輝
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06;G06F9/50;H04L12/24;H04L29/08
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司44102
• 代理人: 林麗明

1.一種超融合一體機系統，包括自身的計算資源，網絡資源，內部存儲資源以及用于進行存儲資源縱向擴展的外部存儲資源，其特征在于，所述的計算資源為服務提供計算能力，所述的網絡資源為內部的資源提供通信通道以及用于超融合一體機系統橫向擴容提供外部通信通道，所述的內部存儲資源與外部存儲資源存放所述超融合系統中的數據。

2.根據權利要求1所述的超融合一體機系統，其特征在于，還包括：

元數據管理模塊，用于對縱向擴展和橫向擴展數據遷移或數據負載重均衡后的文件元數據及其訪問地址進行統一管理；

數據遷移模塊，用于接收到數據遷移請求時，將所述的存儲資源中符合預設條件的數據遷移到所述的外部存儲資源上進行存儲，并更新遷移后的數據訪問地址；用于橫向擴容后，與新加入的超融合一體機進行協商，將所在超融合一體機內部的數據遷移到新加入的超融合一體機的存儲資源上；

訪問頻率模塊，用于統計超融合系統中所有文件的訪問頻率，以區分熱數據和冷數據，冷數據在內部存儲資源不足時優先逐出到外部存儲資源中；

擴容配置模塊，用于超融合一體機的擴容模式的配置，不同的擴容配置將觸發不同的擴容策略。

3.根據權利要求2所述的超融合一體機系統，其特征在于，所述的內部存儲資源由若干個內部存儲節點組成，并以分布式存儲的形式提供服務，所述的內部存儲節點包括若干用于存儲數據的磁盤，同時也是所述超融合一體機系統的計算節點。

4.根據權利要求3所述的超融合一體機系統，其特征在于，所述的外部存儲資源通過以下兩種方式提供：

1)、獨立于操作系統的磁盤擴展柜，包括若干用于進行存儲空間擴容的磁盤，所述的磁盤擴展柜與所述的內部存儲節點連接；

2)、由若干外部存儲節點組成，所述外部存儲節點為基于主流CPU架構的服務器且包括若干磁盤，外部存儲節點與內部存儲資源通過網絡連接；

其中，針對外部存儲資源的不同提供方式，該超融合一體機系統采取不同的縱向擴容策略來進行擴容。

5.一種對權利要求4所述的超融合一體機系統的橫向擴容方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：監測擴容配置是否對應為資源橫向擴容配置，其中，所述的預設的資源橫向擴容包括計算資源的橫向擴容以及內部存儲資源的橫向擴容；

S2：若用戶配置對應為所述的資源橫向擴容配置，則超融合擴展網口檢測網絡信號，檢測到網絡信息后，進入自動橫向擴展工作模式；

S3：網絡連接管理模塊自動構建橫向擴容通信信道，橫向擴容通信信道受主超融合一體機的系統服務進程或控制虛擬機的控制，支持超融合一體機系統間的高速數據交換；

S4：超融合一體機系統的控制虛擬機及系統服務進程利用橫向擴容通信信道交換數據，完成橫向擴展的即插即用，從而完成超融合集群的擴容；

S5：超融合集群橫向完成擴容后，超融合管理系統對內部存儲資源中的數據進行重均衡。

6.一種對權利要求4所述的超融合一體機系統的縱向擴容方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)、檢測擴容配置是否對應為所述存儲資源的縱向擴容配置，其中所述的存儲資源縱向擴容配置主要由外部存儲的提供方式指定；

(2)、若外部存儲資源以獨立于操作系統的磁盤擴展柜的方式提供，則監測內部存儲資源的空閑空間是否滿足將部分數據遷移到外部存儲的條件；如果滿足遷移條件，則將內部存儲中符合預設的數據遷移條件的相關數據遷移到外部存儲中，并更新所述相關數據的訪問地址；

(3)、若外部存儲資源以若干基于主流CPU架構的外部存儲節點的方式提供，則超融合管理系統采用網絡安裝的方式進行外部存儲節點的系統及存儲服務的自動部署。存儲服務部署完成后，外部存儲資源與內部存儲資源形成統一的存儲資源池，超融合管理系統將對數據在擴容后的存儲資源池上進行負載均衡，將內部數據平攤在個存儲節點上。

7.根據權利要求6所述的超融合一體機系統的縱向擴容方法，其特征在于，若外部存儲資源以獨立于操作系統的磁盤擴展柜的方式提供時，內部存儲資源將部分數據遷移到外部存儲的過程包括：

1)、將所述的內部存儲資源中的數據以文件的方式進行劃分，并記錄所述的內部存儲資源中所有文件的訪問頻率以及根據文件的訪問頻率進行排序；

2)、監測內部存儲的空閑空間是否低于需要將數據遷出的閾值或是否高于允許將數據遷入的閾值；

3)、若內部存儲的空閑空間低于需要將數據遷出的閾值，則將所述內部存儲中的文件以文件訪問頻率由低到高的順序遷移到外部存儲中或將或低于預設的訪問頻率的文件遷移到外部存儲中，并更新文件的訪問地址，直到內部存儲的空閑空間高于數據遷出的閾值；

4)、若內部存儲的空閑空間高于允許將數據遷入的閾值，則將所述外部存儲中的文件以文件訪問頻率從高到低的順序遷移到內部存儲中或將或高于預設的訪問頻率的文件遷移到內部存儲中，并更新文件的訪問地址，直到內部存儲的空閑空間低于允許數據遷入的閾值。