[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

技術領域

本發明涉及通信與計算機技術領域，更具體地，涉及一種超融合一體機系統及其橫向和縱向擴容方法。

背景技術

超融合一體機系統是一種基于分布式架構的，將計算和存儲進行高度融合的計算機系統。超融合一體機系統一大優點就是其橫向擴容能力，包括計算能力和存儲能力的橫向擴容?，F階段，超融合一體機系統在出廠時往往是需要配置好系統，然后再到實際環境中與原集群的一體機系統進行通信，加入集群，完成橫向擴容。而本發明提出了一種新的橫向擴容方法，采用主運行系統遠程管理技術結合管理agent軟件的方式進行橫向擴容，使得超融合一體機系統可以裸機的形式出廠，在實際環境中由主運行系統自動地部署系統到超融合一體機上，完成超融合一體機系統的橫向擴容。

雖然超融合一體機系統具備超強的橫向擴展能力，但是在大數據時代，數據會被源源不斷地產生和保存，這往往會導致超融合一體機系統的存儲能力出現不足，而CPU、內存等計算資源則非常充足的情況出現。在這種情況下，進行橫向擴容則存在計算資源的浪費，而僅對存儲資源進行擴容即可滿足需求，即需要對超融合系統進行縱向擴容。

一般地，商用的超融合系統在進行存儲資源的縱向擴容后，會導致超融合系統中經過縱向擴容的節點的存儲能力大于其他未被擴容的節點的存儲能力。商用的超融合一體機系統并不會基于上述特點自動優化數據的放置，因而使得縱向擴容的節點易于稱為超融合一體機系統的存儲性能瓶頸。因此本發明提出了一種新的縱向擴容方法，通過數據冷熱分層的方式，將冷數據存放在外部存儲中，并實時監測數據的使用情況，對數據進行冷熱切換，避免縱向擴容的節點成為超融合一體機系統的存儲性能瓶頸。

發明內容

本發明提供一種超融合一體機系統，該系統可有效完成系統的橫向和縱向擴容。

本發明的又一目的在于提供該超融合一體機系統的橫向和縱向擴容方法。

為了達到上述技術效果，本發明的技術方案如下：

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，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。

進一步地，該系統還包括：

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。

進一步地，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。

進一步地，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。

一種超融合一體機系統的橫向擴容方法，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；