[發明專利]一種分布式塊存儲系統及其數據路由方法

在審

• 申請號: 201811359816.8
• 申請日: 2018-11-15
• 公開（公告）號: CN109327539A
• 公開（公告）日: 2019-02-12
• 發明（設計）人: 童飛文;康亮;馬名;游錄金
• 申請（專利權）人: 上海天璣數據技術有限公司;上海天璣科技股份有限公司
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 翁惠瑜

本發明涉及一種分布式塊存儲系統及其數據路由方法，存儲系統包括通過存儲網絡分別連接的塊存儲訪問客戶端、存儲服務器集群和元數據服務集群，其中，塊存儲訪問客戶端用于接收上層應用讀寫請求，并將該上層應用讀寫請求轉化為對不同副本的存儲對象的并行讀寫請求；存儲服務器集群包括多個存儲服務節點，用于存儲數據，并響應并行讀寫請求；元數據服務集群用于存儲所述存儲服務器集群的集群配置信息，并監視存儲服務器集群的實時狀態；該分布式塊存儲系統采用分布式哈希算法進行數據分布，將存儲卷的所有數據對象均勻分布到所有存儲服務節點中。與現有技術相比，本發明具有降低讀寫請求鏈路傳輸延時，提高分布式存儲系統性能等優點。

技術領域

本發明涉及計算機分布式塊存儲技術領域，尤其是涉及一種分布式塊存儲系統及其數據路由方法。

背景技術

智能設備、社交媒體、物聯網的迅猛發展，帶來數據爆炸式增長；另一方面，日漸普及的大數據應用使得數據成為推動人類社會發展的重要資源。在此背景下，數據存儲的需求正經歷前所未有的高速增長。面對海量數據以及不間斷的數據處理要求，傳統網絡存儲架構在性能和容量上捉襟見肘；數據安全性、業務連續性面臨挑戰；單位容量成本過于高昂。分布式塊存儲系統采用可擴展的系統架構，利用多臺存儲服務器分擔所有存儲負荷，通過分布式算法定位存儲數據，從而提高了存儲系統的可靠性，可用性，并且易于擴展。

分布式塊存儲系統中，出于性能考慮，一般采用副本機制及強一致性原理保證存儲系統可靠性及可用性。而傳統的副本機制一般在塊存儲訪問客戶端通過存儲網絡首先將數據發送到數據第一副本所在的存儲服務器，第一副本再將要寫入的數據通過存儲網絡發送到第二副本乃至第三副本所在的存儲節點寫入，最終將寫入結果返回給塊存儲訪問客戶端整個寫入過程才完成。如此，每次數據寫入請求均至少需要數據在存儲網絡上傳輸兩次。這種數據寫入方式使當前塊存儲服務無法達到傳統網絡存儲的性能，無法滿足核心業務數據隨機訪問的隨機訪問性能要求。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種分布式塊存儲系統及其數據路由方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種分布式塊存儲系統，包括通過存儲網絡分別連接的塊存儲訪問客戶端、存儲服務器集群和元數據服務集群，其中，

所述塊存儲訪問客戶端用于接收上層應用讀寫請求，并將該上層應用讀寫請求轉化為對不同副本的存儲對象的并行讀寫請求；

所述存儲服務器集群包括多個存儲服務節點，用于存儲數據，并響應所述并行讀寫請求；

所述元數據服務集群用于存儲所述存儲服務器集群的集群配置信息，并監視所述存儲服務器集群的實時狀態；

該分布式塊存儲系統采用分布式哈希算法進行數據分布，將存儲卷的所有數據對象均勻分布到所有存儲服務節點中。

進一步地，所述塊存儲訪問客戶端包括：

塊設備接口單元，用于創建Linux塊設備，提供IO訪問接口；

存儲鏈路傳輸單元，用于建立與所述存儲服務節點的連接，傳輸所述并行讀寫請求，所述存儲鏈路傳輸單元為多鏈路冗余傳輸單元；

IO路由單元，用于采用分布式哈希算法，根據所述上層應用讀寫請求計算所有副本所在的目標存儲服務節點。

進一步地，所述存儲服務節點包括：

數據恢復單元，用于恢復副本數據；

集群狀態代理，用于與所述元數據服務集群通信并建立心跳，獲取集群狀態更新；

數據讀寫單元，包括多個磁盤，用于實現數據存儲。

進一步地，所述恢復副本數據的觸發條件包括：