[發明專利]一種分布式持久性內存文件系統中元數據及數據組織架構方法

在審

• 申請號: 202110737961.0
• 申請日: 2021-06-30
• 公開（公告）號: CN113704217A
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發明（設計）人: 劉守業;薛棟梁;黃林鵬
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G06F16/182
• 分類號: G06F16/182;G06F16/13
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 孟旭彤

1.一種分布式持久性內存文件系統中元數據及數據組織架構方法，其特征在于包括：構建根元數據區、元數據索引區、元數據區、數據區和日志區，其中：

所述根元數據區為分布式持久性內存文件系統的關鍵信息存儲區域，在構建方式上采用雙備份的冗余機制；

所述元數據索引區，由二級索引組成，包括初級的段索引以及次級的組索引，用于快速獲取元數據的序號以及元數據地址；

元數據區，包括元數據位圖區、詳細信息存儲區；

數據區是分布式持久性內存文件系統中數據塊的存儲區域，采用基數樹結構組織方式；

所述日志區用于記錄文件數據的修改，并將變化內容記錄入日志，以確保文件系統的一致性。

2.根據權利要求1所述的一種分布式持久性內存文件系統中元數據及數據組織架構方法，其特征在于，在所述根元數據區中，分布式持久性內存文件系統的關鍵信息包括：存放元數據索引區信息、元數據區信息、數據區總量信息、文件系統的類型、文件系統的大小、文件系統的狀態。

3.根據權利要求2所述的一種分布式持久性內存文件系統中元數據及數據組織架構方法，其特征在于，所述根元數據區處于分布式持久性內存文件系統中首地址開始的區域，該區域記錄文件系統全局信息，包括：

用于鏈接其他文件系統的雙向循環鏈表，鏈表位于根元數據區的數據結構中的首位；

以比特為單位的文件系統中數據塊大小，用以根據塊大小快速查找定位數據塊；

臟位，用以標識根元數據區是否被修改；

以字節為單位的文件系統允許的單個最大文件。

4.根據權利要求1所述的一種分布式持久性內存文件系統中元數據及數據組織架構方法，其特征在于，所述元數據索引區由一個索引節點表構成，索引節點以128字節對齊；所述的索引結構分為段索引、組索引。

5.根據權利要求1所述的一種分布式持久性內存文件系統中元數據及數據組織架構方法，其特征在于，在所述元數據區中：數據位圖區用于記錄管理inode空間使用情況，其使用位圖中的比特位0表示相應inode處于空閑狀態，未被使用或已經釋放可以用來分配新文件，并用位圖中的比特位1表示相應inode已經被分配了具體的數據；詳細信息存儲區中的數據包括若干個inode，每個inode表示一個文件或文件夾目錄；inode中包含了文件的類型屬性、文件大小、文件的局部id和全局id、文件的創建時間、最近一次訪問時間、最近一次更新時間、文件的所屬組、文件的擁有者、文件的訪問權限矩陣、文件的物理地址。

6.根據權利要求5所述的一種分布式持久性內存文件系統中元數據及數據組織架構方法，其特征在于，數據區的分布算法采取的是基數樹結構，并且在元數據區中由inode進行存儲管理；基數樹包含樹的根節點和索引節點，其中根節點由當前樹的高度、內存申請時的使用類型標志和指向第一層節點的指針構成，其中索引節點由可配置大小的指針數組非空指針計算器和記錄頁面臟標記與寫回標記的二維數組構成。

7.根據權利要求1所述的一種分布式持久性內存文件系統中元數據及數據組織架構方法，其特征在于，數據區緊連元數據區，數據區地址由根元數據區大小、元數據索引區大小、元數據區大小決定。

8.根據權利要求1所述的一種分布式持久性內存文件系統中元數據及數據組織架構方法，其特征在于，所述日志區包含著文件系統創建、刪除、修改、查看歷史以及對應的時間戳。