本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于云計(jì)算的本地服務(wù)器硬盤(pán)的分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)

背景技術(shù)：

虛擬化是將所有的計(jì)算資源作為資源池的方式分配，以時(shí)分的方式進(jìn)行提供，將進(jìn)程互相隔離的辦法提供給虛擬機(jī)進(jìn)行使用。虛擬化：是一種資源管理技術(shù)，是將計(jì)算機(jī)的各種實(shí)體資源，如服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)存及存儲(chǔ)等，予以抽象、轉(zhuǎn)換后呈現(xiàn)出來(lái)的，打破實(shí)體框線(xiàn)限制的技術(shù)。虛擬機(jī)：使用虛擬化技術(shù)將服務(wù)器虛擬化后，可以對(duì)外提供服務(wù)的虛擬化的服務(wù)器。分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)：將數(shù)據(jù)分散存儲(chǔ)在多臺(tái)獨(dú)立的設(shè)備上，保證數(shù)據(jù)的正確性和完整性，并不統(tǒng)一集中在單臺(tái)存儲(chǔ)服務(wù)器中的存儲(chǔ)系統(tǒng)。

桌面虛擬化是指將計(jì)算機(jī)的終端系統(tǒng)(也稱(chēng)作桌面)進(jìn)行虛擬化，以達(dá)到桌面使用的安全性和靈活性。可以通過(guò)任何設(shè)備，在任何地點(diǎn)，任何時(shí)間訪問(wèn)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)屬于我們個(gè)人的桌面系統(tǒng)。大部分虛擬化采用傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)采用集中的存儲(chǔ)服務(wù)器存放所有數(shù)據(jù)，操作系統(tǒng)和應(yīng)用系統(tǒng)幾種讀取存儲(chǔ)中的數(shù)據(jù)，在實(shí)際應(yīng)用方案中，為了保證存儲(chǔ)服務(wù)器的可靠性，在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中大都使用了熱備存儲(chǔ)、線(xiàn)路、交換機(jī)等節(jié)點(diǎn)的方案來(lái)避免單點(diǎn)故障(參見(jiàn)圖1)。

在圖1所示的方案中，存儲(chǔ)1和存儲(chǔ)2互相是熱備或同時(shí)工作的狀態(tài)，包括存儲(chǔ)本身、存儲(chǔ)到存儲(chǔ)交換機(jī)的連接線(xiàn)纜、存儲(chǔ)交換機(jī)、存儲(chǔ)交換機(jī)到服務(wù)器的連接線(xiàn)纜等全都是雙份的，可以保證優(yōu)秀的可靠性和性能。大部分方案中，存儲(chǔ)1和存儲(chǔ)2不在同一個(gè)地方，更是保證了發(fā)生故障或?yàn)?zāi)難時(shí)系統(tǒng)服務(wù)的連續(xù)性。但是此方案在保證了可靠性，性能和穩(wěn)定性的同時(shí)，價(jià)格非常昂貴，大部分企事業(yè)單位都很難有財(cái)力物力使用本套方案，所以更多的用戶(hù)選擇了圖2所示的方案，但圖2所示的方案在存儲(chǔ)本身可靠性和穩(wěn)定性存疑的星狂下，保證了存儲(chǔ)之外沒(méi)有單點(diǎn)故障，但是由于大量服務(wù)器使用一臺(tái)存儲(chǔ)，那么并發(fā)的數(shù)據(jù)讀取對(duì)存儲(chǔ)使用提出了很高的要求，存儲(chǔ)也很難滿(mǎn)足高并發(fā)讀寫(xiě)。而集中存儲(chǔ)也沒(méi)法滿(mǎn)足分布式it架構(gòu)的帶寬要求。并且由于存儲(chǔ)和存儲(chǔ)交換機(jī)本身都非常的昂貴，所以在云計(jì)算這個(gè)節(jié)能減排的時(shí)代，這些都不是適合廣大用戶(hù)的方案。

存儲(chǔ)或服務(wù)器成為系統(tǒng)性能的瓶頸，也是可靠性和安全性的焦點(diǎn)，不能滿(mǎn)足大規(guī)模存儲(chǔ)應(yīng)用的需要。特別是在虛擬化應(yīng)用中，集中存儲(chǔ)面臨了i/o峰值不足、高并發(fā)命中率差、系統(tǒng)瓶頸多、價(jià)格貴等問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為客服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種基于云計(jì)算的本地服務(wù)器硬盤(pán)的分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)，具有i/o峰值充足、高并發(fā)命中率高、系統(tǒng)穩(wěn)定、成本低的特點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種基于云計(jì)算的本地服務(wù)器硬盤(pán)的分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)，包括有與網(wǎng)絡(luò)相連的服務(wù)器a、服務(wù)器b……服務(wù)器n；服務(wù)器a與虛擬機(jī)相連；服務(wù)器b與虛擬機(jī)相連；服務(wù)器n與虛擬機(jī)相連；

所述的服務(wù)器a、服務(wù)器b……服務(wù)器n中都各設(shè)有一硬盤(pán)卷、由物理硬盤(pán)卷格式化成的存儲(chǔ)服務(wù)器、存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)集群、存儲(chǔ)集群管理模塊；所有的存儲(chǔ)器服務(wù)器相連后再與服務(wù)器b內(nèi)的存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)集群相連；存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)集群與虛擬機(jī)相連。

所述的硬盤(pán)卷用于安裝服務(wù)器操作系統(tǒng)以及存儲(chǔ)虛擬機(jī)的系統(tǒng)鏡像文件和數(shù)據(jù)磁盤(pán)文件。

所述的存儲(chǔ)器服務(wù)器用于存儲(chǔ)虛擬機(jī)的系統(tǒng)鏡像文件和數(shù)據(jù)磁盤(pán)文件。

所述的存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)集群用于為本地應(yīng)用和遠(yuǎn)程存儲(chǔ)提供橋梁的服務(wù)程序。

所述的存儲(chǔ)集群管理模塊用于多臺(tái)存儲(chǔ)設(shè)備中的存儲(chǔ)空間聚合成一個(gè)能夠給應(yīng)用服務(wù)器提供統(tǒng)一訪問(wèn)接口和管理界面的存儲(chǔ)池，應(yīng)用可以通過(guò)該訪問(wèn)接口透明地訪問(wèn)和利用所有存儲(chǔ)設(shè)備上的磁盤(pán)，可以充分發(fā)揮存儲(chǔ)設(shè)備的性能和磁盤(pán)利用率。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明的分布式存儲(chǔ)利用了服務(wù)器本地硬盤(pán)的能力，在服務(wù)器本地硬盤(pán)大量空置，價(jià)格便宜的現(xiàn)狀下，利用服務(wù)器本地硬盤(pán)，就能獲得低成本高效益；而使用服務(wù)器本地硬盤(pán)實(shí)現(xiàn)分布式存儲(chǔ)，更能實(shí)現(xiàn)分布式it架構(gòu)部署，在多分支機(jī)構(gòu)和多區(qū)域的情況下，能大幅降低it架構(gòu)成本。而在分布式存儲(chǔ)情況下，云計(jì)算系統(tǒng)直接向用戶(hù)和虛擬機(jī)提供塊設(shè)備(塊存儲(chǔ))，相比與集中存儲(chǔ)的集群文件系統(tǒng)效率更高。

為了解決虛擬化項(xiàng)目中采用集中存儲(chǔ)模式價(jià)格貴、i/o峰值不足、高并發(fā)命中率差、系統(tǒng)瓶頸多等問(wèn)題，本發(fā)明了基于本地服務(wù)器硬盤(pán)的分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)，每個(gè)服務(wù)器自帶的硬盤(pán)，形成整個(gè)存儲(chǔ)集群和文件系統(tǒng)，來(lái)支撐虛擬化平臺(tái)的使用；解決了集中存儲(chǔ)系統(tǒng)單點(diǎn)存儲(chǔ)導(dǎo)致的系統(tǒng)瓶頸多、高并發(fā)命中率差、i/o峰值不足，價(jià)格貴的缺點(diǎn)，特別是在價(jià)格上，采用基于本地服務(wù)器硬盤(pán)的分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)，相比于集中存儲(chǔ)系統(tǒng)至少可以下降30％的采購(gòu)成本，大大的降低了虛擬化平臺(tái)的采購(gòu)成本。

由于分布式存儲(chǔ)本身的特點(diǎn)，對(duì)于云計(jì)算大規(guī)模分布式部署，集中管理的特點(diǎn)天然適應(yīng)。

分布式存儲(chǔ)對(duì)于虛擬機(jī)直接提供塊設(shè)備(塊存儲(chǔ))，而不再提供集群文件系統(tǒng)等方式進(jìn)行存儲(chǔ)，大大提高了效率。

每一個(gè)虛擬機(jī)的計(jì)算資源依舊掛載在某個(gè)服務(wù)器下，整個(gè)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)了線(xiàn)性、橫向擴(kuò)展；支持超過(guò)1000個(gè)節(jié)點(diǎn)；數(shù)據(jù)能夠自動(dòng)實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡；當(dāng)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)，數(shù)據(jù)可以自動(dòng)恢復(fù)的特點(diǎn)。

每一個(gè)服務(wù)器中都有物理硬盤(pán)卷、由物理硬盤(pán)卷格式化成的存儲(chǔ)服務(wù)器區(qū)域、存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)集群作為所有數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)區(qū)域的管理和熱備、對(duì)虛擬機(jī)提供塊存儲(chǔ)區(qū)域服務(wù)和存儲(chǔ)集群的管理，塊存儲(chǔ)提供以4m小文件為單位的存儲(chǔ)區(qū)域。

附圖說(shuō)明

圖1為傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)的存儲(chǔ)服務(wù)器存放數(shù)據(jù)原理框圖。

圖2為傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)的存儲(chǔ)服務(wù)器的一種替換方案框圖。

圖3為本發(fā)明分布式存儲(chǔ)部署架構(gòu)圖。

圖4為本發(fā)明分布式存儲(chǔ)模塊架構(gòu)圖。

圖5為本發(fā)明分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)塊的讀取和存儲(chǔ)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

參見(jiàn)圖3、4，一種基于云計(jì)算的本地服務(wù)器硬盤(pán)的分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)，包括有與網(wǎng)絡(luò)相連的服務(wù)器a、服務(wù)器b……服務(wù)器n；服務(wù)器a與虛擬機(jī)相連；服務(wù)器b與虛擬機(jī)相連；服務(wù)器n與虛擬機(jī)相連；

所述的服務(wù)器a、服務(wù)器b……服務(wù)器n中都各設(shè)有一硬盤(pán)卷、由物理硬盤(pán)卷格式化成的存儲(chǔ)服務(wù)器、存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)集群、存儲(chǔ)集群管理模塊；所有的存儲(chǔ)器服務(wù)器相連后再與服務(wù)器b內(nèi)的存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)集群相連；存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)集群與虛擬機(jī)相連。

所述的硬盤(pán)卷用于安裝服務(wù)器操作系統(tǒng)以及存儲(chǔ)虛擬機(jī)的系統(tǒng)鏡像文件和數(shù)據(jù)磁盤(pán)文件。

所述的存儲(chǔ)器服務(wù)器用于存儲(chǔ)虛擬機(jī)的系統(tǒng)鏡像文件和數(shù)據(jù)磁盤(pán)文件。

所述的存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)集群用于為本地應(yīng)用和遠(yuǎn)程存儲(chǔ)提供橋梁的服務(wù)程序。

所述的存儲(chǔ)集群管理模塊用于多臺(tái)存儲(chǔ)設(shè)備中的存儲(chǔ)空間聚合成一個(gè)能夠給應(yīng)用服務(wù)器提供統(tǒng)一訪問(wèn)接口和管理界面的存儲(chǔ)池，應(yīng)用可以通過(guò)該訪問(wèn)接口透明地訪問(wèn)和利用所有存儲(chǔ)設(shè)備上的磁盤(pán)，可以充分發(fā)揮存儲(chǔ)設(shè)備的性能和磁盤(pán)利用率。

參見(jiàn)圖5，以vdiobject存儲(chǔ)vm數(shù)據(jù)，向用戶(hù)暴露的是一個(gè)塊設(shè)備；包含4種數(shù)據(jù)對(duì)象：vdi、dataobject、屬性對(duì)象和用于快照的vm實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)對(duì)象；以4m的小文件方式實(shí)現(xiàn)obs，但很容易基于此擴(kuò)展，如使用庫(kù)替代4m的小文件；這樣就實(shí)現(xiàn)了整個(gè)數(shù)據(jù)塊的讀取和存儲(chǔ)。