分布式內存磁盤群集儲存系統(tǒng)運作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種分布式內存磁盤群集儲存系統(tǒng)運作方法，特指一種具備快速多對多傳輸、高擴充性及穩(wěn)定性等多特征的網(wǎng)絡信息交流儲存系統(tǒng)的分布式內存磁盤群集儲存系統(tǒng)運作方法。
【背景技術】
[0002]在近年來中，隨著網(wǎng)絡應用的快速普及與行動裝置的網(wǎng)絡需求增長，讓企業(yè)訊息系統(tǒng)有了很大的改變。計算器資源的需求從未達到如此的高度，在面對同時間暴增的用戶量下，以目前的儲存設備是無法應付這樣龐大數(shù)量用戶的聯(lián)機與帶寬需求。
[0003]首先，于目前的網(wǎng)絡處理服務器硬件系統(tǒng)中，電子信息需透過網(wǎng)絡橋接做為彼此之間相互對傳的途徑，然而于信息量位于正常水平之時，網(wǎng)絡傳輸量雖然足以應付，但在信息量突增之時，因為網(wǎng)絡橋接傳輸?shù)膫鬏斅视衅渖舷拗?，因此無論服務器計算器本身硬件等級為何，也無法增加龐大信息的處理速度，而會使大眾使用網(wǎng)絡系統(tǒng)時面對信息延遲或者中斷等等窘境。
[0004]此外，于現(xiàn)有技術中，因為內存的技術發(fā)展未達到現(xiàn)在的高度，因此其儲存量受到限制，僅能做為暫存之用，因此傳統(tǒng)服務器主機硬件規(guī)格都是以硬盤設備做為主要儲存以及主運作系統(tǒng)的配置空間。
[0005]而于硬件與硬件間的信息傳輸而言，處理單元與內存的信息對傳速度遠遠高于處理單元與硬盤設備間的傳輸速度，也就是說，現(xiàn)有技術中以硬盤設備為主要儲存空間來做運算的支持，是導致處理效能無法達到最佳的主要原因，尤其于處理信息量大時此問題更是突顯放大，另外，硬盤設備于使用壽命上更是遠遠不能與內存相比，透過硬盤設備做為主要的儲存方式對于整體系統(tǒng)而言，于應用上保障有限，因此不是最佳模式。
[0006]綜上可知，于現(xiàn)有技術中網(wǎng)絡信息的處理設備處理龐大的信息時，其效能無法發(fā)揮處理器的真實處理效率，因此，實有必要提出一種技術手段，以解決上述問題。

【發(fā)明內容】

[0007]為解決上述現(xiàn)有技術不足之處，本發(fā)明主要目的在于提供一種分布式內存磁盤群集儲存系統(tǒng)運作方法，其可以做到滿足跨區(qū)域、數(shù)據(jù)中心、WAN的使用，讓用戶需求可以在當?shù)氐娜杭瘍却娲疟P集中提供服務、也可以漸進式的擴充群集內存磁盤容量，進一步提供跨區(qū)域或跨國的數(shù)據(jù)服務。
[0008]為達上述目的，本發(fā)明所采用的技術手段為設計一種分布式內存磁盤群集儲存系統(tǒng)運作方法，其為:首先建置分散內存式儲存設備，其包含將多臺的計算機單元組成群集架構而形成群集內存磁盤；而后在計算機單元安裝系統(tǒng)虛擬機平臺操作系統(tǒng)，通過此安裝令計算機單元形成多個虛擬機，而該計算機單元設定利用操作系統(tǒng)或程序軟件來設定內存容量占用的方式，將該內存規(guī)劃成儲存裝置，做成多個區(qū)塊內存磁盤；進而將每一個檔案拆成一到多份的數(shù)據(jù)，保持一到多份的復本復制平均分散在所有區(qū)塊內存磁盤上，并使用多信道的內存總線并行存取內存模塊，而將內存模塊的容量規(guī)劃成磁盤使用，而其中該內存模塊的存取支持所有操作系統(tǒng)文件格式，并且采用分布式存放架構，將數(shù)據(jù)可以復制復本一份以上；當虛擬機的操作系統(tǒng)在內存模塊中直接由CPU存取需要的檔案，處理數(shù)據(jù)后存回內存模塊中，虛擬機做計算使用的內存也在內存模塊中，計算完依然直接存回在所存放虛擬機操作系統(tǒng)的內存模塊位置，讓這個儲存系統(tǒng)內數(shù)據(jù)可以在計算機單元中以平行運算的方式在區(qū)塊內存磁盤處理數(shù)據(jù)；其他沒有在計算機單元的數(shù)據(jù)透過網(wǎng)絡卡連接一端口群組現(xiàn)用鏈以存取其他計算機單元的區(qū)塊內存磁盤；而各計算機單元進一步依功能性區(qū)分為一第一數(shù)據(jù)中心、至少一個第二數(shù)據(jù)中心及一備份中心；其中該第一數(shù)據(jù)備份中心以一虛擬群集資料主控站控管，其中各該第二數(shù)據(jù)中心以一虛擬群集數(shù)據(jù)備份站控管，且其中該備份中心以虛擬群集數(shù)據(jù)備份站控管，而其中該第一數(shù)據(jù)中心與該第二數(shù)據(jù)中心共同形成一分布式內存文件系統(tǒng)；此外，更進一步為形成堆棧架構擴展儲存容量架構，其使用網(wǎng)絡層接口的存取方式將一臺計算機單元中多個區(qū)塊內存磁盤規(guī)劃成一個群集概念的群集內存磁盤單元資源池，同步使用所有區(qū)塊內存磁盤取得數(shù)據(jù)；當群集架構產(chǎn)生后，每一個群集架構都可以獨立使用，并且可以將每一個群集架構當作分散內存式儲存設備單元，同時使用網(wǎng)絡層接口堆棧，可以將每個分散內存式儲存設備單元仿真成大型的內存磁盤，并采用新的群集數(shù)據(jù)主控站與群集數(shù)據(jù)備份站來控制資料的處理量分散在所有大型的內存磁盤。
[0009]其中，各該區(qū)塊內存磁盤分別電性連接于至少一硬盤儲存裝置，該硬盤儲存裝置可于一間隔時間將該區(qū)塊內存磁盤的數(shù)據(jù)做備份。
[0010]其中，所有的計算機單元中的區(qū)塊內存磁盤，都會使用連續(xù)數(shù)據(jù)保護方式，無間斷的連續(xù)將數(shù)據(jù)備份到統(tǒng)一的大型物理硬盤群集磁盤陣列中備份。
[0011]其中，該計算機單元為俱備了 CPU、內存、硬盤、網(wǎng)絡卡、主板、I/O適配卡、連接線、外殼的計算器設備。
[0012]其中，每份復本都可以采用1-4096位AES與RSA混用加密數(shù)據(jù)存放在內存上，每當要存取數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)在內存與CPU之間流動，虛擬機以檔案形式存在于內存模塊中，虛擬內存所規(guī)劃使用的內存容量也在同一區(qū)塊。
[0013]其中，各該區(qū)塊內存磁盤透過一監(jiān)控單元來監(jiān)控其運作情況，該監(jiān)控單元利用Splunk或者是其他搜索引擎的軟件程序來監(jiān)控，當檢測到問題時還可以配置重新啟動應用程序服務，達到一回復的功能。
[0014]其中，虛擬機平臺操作系統(tǒng)采用VMware vSphere ESXi4.1之后的版本、MicrosoftServer2012R2Hyper-V 之后的版本、Citrix XenServer Oracle VM> Oeacle VM> RedHat KVM> Red Hat Control groups (cgroups)、Red Hat Linux Containers (LXC)、KVM、Eucalyptus、OpenStack、User Mode Linux、LXC、OpenVZ、OpenNebula、Enomaly’s ElasticComputing、OpenFlow 或 Linux-Base KVM。其中虛擬機操作系統(tǒng)米用 Linux、FreeBSD、OpenSolaris 或 MacOS X。
[0015]其中，虛擬機的內存間使用存儲局域網(wǎng)絡架構運行，采取軟件虛擬出來的網(wǎng)絡層接口，將所有的區(qū)塊內存磁盤連接在一起協(xié)同運作。
[0016]其中，該網(wǎng)絡層接口，使用SAN、SAN iSCSI,SAN FC,SAN FCoE、NFS、NAS、JBOD、CIFS或FUSE接口進行服務器和磁盤驅動器設備之間的通信，并且開發(fā)有RAMST0RAGE?API作為應用程序支持用。其中該 RAMST0RAGE?API 系采用 REST、Restful、C++、PHP、Python、Java、Perl或Javascript程序開發(fā)軟件所形成的RAMSTORAGE?API，存取分散內存式儲存設備單元API功能，其包含容錯、備份、移轉、快速布署虛擬機、管理磁盤大小、自動依照實際需求容量自動增加區(qū)塊內存磁盤、區(qū)塊間數(shù)據(jù)負載平衡移轉、備份回復的功能、連續(xù)數(shù)據(jù)保護、快照、監(jiān)控資源等。
[0017]其中，未使用的CPU、內存、實際物理硬盤的資源，使用虛擬機平臺操作系統(tǒng)將所有資源規(guī)劃成統(tǒng)一的資源池，令每一個所需要計算機資源，可以調整移轉到其他資源較充裕的計算機單元。
[0018]其中，多個分散內存式儲存設備單元的連接方式依照實體的網(wǎng)絡協(xié)議傳送，并且采用SSL VPN、VPN或加密演算方式傳送封包，每當網(wǎng)絡聯(lián)機不通時，每個區(qū)域都可以單獨運作，當聯(lián)機回復時，資料將完整同步到每個分散內存式儲存設備單元中的每個區(qū)塊內存磁盤。
[0019]其中，該CPU 為 x86、x86-64、IA-64、Alpha、ARM、SPARC32and64、PowerPC、MIPS、Tilera其中之一種處理器。
[0020]其中，該計算機單元的內存使用方式是直接由CPU的內存控制器直接以三通多或多通道以800MHz到1333MHz以上的速度直接存取內存數(shù)據(jù)。
[0021]其中，內存容量為IMB至16ZB。其中所采用的內存種類為動態(tài)異步內存DRAM、動態(tài)同步內存DRAM、動態(tài)移動平臺內存、動態(tài)繪圖處理內存、動態(tài)Rambus內存、靜態(tài)隨機存取存儲器、只讀存儲器、磁阻式隨機存取內存或閃存。
[0022]其中，動態(tài)異步內存DRAM為FPM RAM或EDO RAM。其中動態(tài)同步內存DRA為SDRAM、DDR SDRAM, DDR2 SDRAM, DDR3 SDRAM, DDR4 SDRAM 或 DDR5 SDRAM。其中磁阻式隨機存取內存為MRAM或鐵電式內存FeRAM ;或相變化內存PCRAM ;或可變電阻式內存ReRAM。其中動態(tài)移動平臺內存為LPDDR、LPDDR2、LPDDR3或LPDDR4。其中動態(tài)繪圖處理內存為VRAM、WRAM、MDRAM、SGRAM、SDRAM、a)DR、ffl)DR2、a)DR3、a)DR4、a)DR5、a)DR6 或⑶DR7。其中動態(tài) Rambus內存為RDRAM、XDR DRAM或XDR2 DRAM。其中閃存為NOR Flash,NAND Flash,3D NAND Flash、V-Flash、SLC, MLC, eMMC 或