[發明專利]基于訪問次數排名的虛擬節點副本調整系統及方法

有效

• 申請號: 201710609966.9
• 申請日: 2017-07-25
• 公開（公告）號: CN107465729B
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 高學武;王雷
• 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
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心 11011
• 代理人: 劉瑞東

1.一種基于訪問次數排名的虛擬節點副本調整系統，其特征在于，包括：

虛擬節點訪問次數排序模塊，用于根據用戶對虛擬節點的訪問記錄確定虛擬節點的訪問次數，根據所述訪問次數的多少，對存儲系統中每個物理節點所屬的虛擬節點進行排名；每個物理節點對應存儲系統中的一個設備，物理節點所屬的每一個虛擬節點為一個副本，稱為虛擬節點副本；

虛擬節點副本遷移列表計算模塊，當有物理節點加入所述存儲系統時，用于獲取各個物理節點的權重，計算物理節點單位權重的虛擬節點數，根據各個物理節點的單位權重，將要調整的虛擬節點副本加入到一遷移列表中；當有物理節點要從所述存儲系統中刪除或者退出時，用于將對應設備從設備列表中移除，根據單位權重的虛擬節點數計算剩余每個物理節點可接收的虛擬節點副本個數；所述單位權重等于設備權重除以設備容量；

虛擬節點副本調整模塊，用于調整虛擬節點和物理節點之間的映射關系；有物理節點加入所述存儲系統時，根據所述遷移列表，直接修改虛擬節點到物理節點的映射表；當有物理節點要從所述存儲系統中刪除或者退出時，用于計算各個物理節點可接收的虛擬節點副本數量，并且按照物理節點的訪問總數，計算單位權重的訪問量，按照單位權重的訪問量進行排序，依次從已刪除的物理節點的虛擬節點列表中獲取對應個數的虛擬節點副本分配給對應的物理節點；

有物理節點加入時，所述虛擬節點副本調整模塊包含虛擬節點副本調整子模塊，需要調整的虛擬節點副本已經加入到虛擬節點遷移列表中，利用map函數遍歷遷移列表，確定可調整的虛擬節點副本，按照先行后列的方式，順序查找要調整的虛擬節點副本，根據加入的物理節點的權重修改映射關系；設有權重w_n+1的節點D_n+1加入存儲系統中，n為未加入時存儲系統中設備個數，根據權重計算出節點D_n+1需要分配的虛擬節點數目為結合存儲系統中已有的物理節點D₁,D₂,D₃…D_n及其權重w₁,w₂,w₃…w_n，計算出各個物理節點分別需重新分配N₁,N₂,N₃…N_n個虛擬節點副本給D_n+1，設物理節點D₁的虛擬節點排名為P₁₁,P₁₂,P₁₃…P_1m，依次將共N₁個虛擬節點副本分配給D_n+1，對物理節點D₂,D₃…D_n用相同的方法處理；

有物理節點刪除時，所述虛擬節點副本調整模塊包括單位權重訪問量排序子模塊和虛擬節點副本調整子模塊，將各個虛擬節點的訪問次數相加求得物理節點總的訪問次數，然后除以物理節點的權重，即可求得單位權重的訪問量，由于物理節點數量有限，利用冒泡排序算法bubbleSort()按照單位權重的訪問次數對物理節點進行排名，在進行訪問調整時，訪問量小的物理節點的虛擬節點副本調整到單位權重訪問量大的物理節點上，訪問量大的物理節點的虛擬節點副本調整到單位權重訪問量小的物理節點上，當存儲系統中有權重w_i的物理節點D_i退出存儲系統時，設此物理節點D_i所擁有的虛擬節點數為N_i，根據剩余各個物理節點的權重計算各個存儲節點分配的虛擬節點數分別為N₁,N₂,N₃…N_n，n≠i,根據N₁,N₂,N₃…N_n對存儲系統中剩余節點的單位權重的虛擬節點訪問次數進行計算，根據單位權重的虛擬節點訪問次數進行從大到小排名，物理節點序列為V₁,V₂,V_i…V_n，n≠i，i∈[1,n)，根據剩余的物理節點的單位權重，依次從已刪除的物理節點的虛擬節點列表中獲取對應個數的虛擬節點副本，則完成了調整。

2.一種利用權利要求1所述的系統的基于訪問次數排名的虛擬節點副本調整方法，其特征在于，包括：

利用所述虛擬節點訪問次數排序模塊根據用戶對虛擬節點的訪問記錄確定虛擬節點的訪問次數，根據所述訪問次數的多少，對存儲系統中每個物理節點所屬的虛擬節點進行排名；每個物理節點對應存儲系統中的一個設備，物理節點所屬的每一個虛擬節點為一個副本，稱為虛擬節點副本；

利用所述虛擬節點副本遷移列表計算模塊，當有物理節點加入所述存儲系統時，獲取各個物理節點的權重，計算物理節點單位權重的虛擬節點數，根據各個物理節點的單位權重，將要調整的虛擬節點副本加入到一遷移列表中；當有物理節點要從所述存儲系統中刪除或者退出時，將對應設備從設備列表中移除，根據單位權重的虛擬節點數計算剩余每個物理節點可接收的虛擬節點副本個數；所述單位權重等于設備權重除以設備容量；

利用所述虛擬節點副本調整模塊調整虛擬節點和物理節點之間的映射關系；有物理節點加入所述存儲系統時，根據所述遷移列表，直接修改虛擬節點到物理節點的映射表；當有物理節點要從所述存儲系統中刪除或者退出時，計算各個物理節點可接收的虛擬節點副本數量，并且按照物理節點的訪問總數，計算單位權重的訪問量，按照單位權重的訪問量進行排序，依次從已刪除的物理節點的虛擬節點列表中獲取對應個數的虛擬節點副本分配給對應的物理節點；

有物理節點加入時，所述虛擬節點副本調整模塊包含虛擬節點副本調整子模塊，需要調整的虛擬節點副本已經加入到虛擬節點遷移列表中，利用map函數遍歷遷移列表，確定可調整的虛擬節點副本，按照先行后列的方式，順序查找要調整的虛擬節點副本，根據加入的物理節點的權重修改映射關系；設有權重w_n+1的節點D_n+1加入存儲系統中，n為未加入時存儲系統中設備個數，根據權重計算出節點D_n+1需要分配的虛擬節點數目為結合存儲系統中已有的物理節點D₁,D₂,D₃…D_n及其權重w₁,w₂,w₃…w_n，計算出各個物理節點分別需重新分配N₁,N₂,N₃…N_n個虛擬節點副本給D_n+1，設物理節點D₁的虛擬節點排名為P₁₁,P₁₂,P₁₃…P_1m，依次將共N₁個虛擬節點副本分配給D_n+1，對物理節點D₂,D₃…D_n用相同的方法處理；

有物理節點刪除時，所述虛擬節點副本調整模塊包括單位權重訪問量排序子模塊和虛擬節點副本調整子模塊，將各個虛擬節點的訪問次數相加求得物理節點總的訪問次數，然后除以物理節點的權重，即可求得單位權重的訪問量，由于物理節點數量有限，利用冒泡排序算法bubbleSort()按照單位權重的訪問次數對物理節點進行排名，在進行訪問調整時，訪問量小的物理節點的虛擬節點副本調整到單位權重訪問量大的物理節點上，訪問量大的物理節點的虛擬節點副本調整到單位權重訪問量小的物理節點上，當存儲系統中有權重w_i的物理節點D_i退出存儲系統時，設此物理節點D_i所擁有的虛擬節點數為N_i，根據剩余各個物理節點的權重計算各個存儲節點分配的虛擬節點數分別為N₁,N₂,N₃…N_n，n≠i,根據N₁,N₂,N₃…N_n對存儲系統中剩余節點的單位權重的虛擬節點訪問次數進行計算，根據單位權重的虛擬節點訪問次數進行從大到小排名，物理節點序列為V₁,V₂,V_i…V_n，n≠i，i∈[1,n)，根據剩余的物理節點的單位權重，依次從已刪除的物理節點的虛擬節點列表中獲取對應個數的虛擬節點副本，則完成了調整。