專利名稱：一種基于動(dòng)態(tài)模式的網(wǎng)絡(luò)raid系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于動(dòng)態(tài)模式的網(wǎng)絡(luò)磁盤陣列(Redundant Array of Inexpensive Disk，簡稱RAID)系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
在網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)中，磁盤陣列(RAID)是目前被普遍采用的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)設(shè)備。磁盤陣列以其管理簡單等優(yōu)點(diǎn)而成為各種復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)的構(gòu)成結(jié)點(diǎn)。通常的RAID由一塊或多塊本地磁盤構(gòu)成，一臺(tái)或多臺(tái)應(yīng)用服務(wù)器通過高速互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)與磁盤陣列相連，由磁盤陣列所導(dǎo)出的邏輯設(shè)備表現(xiàn)為應(yīng)用服務(wù)器的本地設(shè)備。
如圖1所示，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)設(shè)備或者采用帶內(nèi)的管理模式，或者采用帶外的管理模式，兩種模式各有優(yōu)缺點(diǎn)。如圖1(b)所示的采用帶外模式示意圖，其中1表示虛擬存儲(chǔ)設(shè)備接口，2表示塊映射緩存表，3表示存儲(chǔ)管理模塊，4-1、4-2表示物理存儲(chǔ)設(shè)備，采用帶外模式在系統(tǒng)的I/O路徑上無單一故障點(diǎn)，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和性能可擴(kuò)展性強(qiáng)，但系統(tǒng)在涉及與I/O路徑相關(guān)的在線存儲(chǔ)管理方面功能較弱。而與之相反，如圖1(a)所示的采用帶內(nèi)模式示意圖，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和性能可擴(kuò)展性較差，存儲(chǔ)管理模塊3是系統(tǒng)I/O路徑上的單一故障點(diǎn)，但同時(shí)系統(tǒng)在涉及與I/O路徑相關(guān)的在線存儲(chǔ)管理方面功能較強(qiáng)。
鑒于現(xiàn)有技術(shù)的不足，人們就希望有一種將網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)設(shè)備的帶內(nèi)管理模式和帶外管理模式相結(jié)合，能實(shí)現(xiàn)帶內(nèi)模式和帶外模式之間的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換的網(wǎng)絡(luò)RAID系統(tǒng)及方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服已有技術(shù)存在的不足，解決目前網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)，特別是采用帶內(nèi)和帶外管理模式相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的資源利用率低、性能差以及可用性低的問題，提供一種基于動(dòng)態(tài)模式的網(wǎng)絡(luò)RAID系統(tǒng)及方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案。
一種基于動(dòng)態(tài)模式的網(wǎng)絡(luò)RAID系統(tǒng)，包括虛擬存儲(chǔ)設(shè)備，是網(wǎng)絡(luò)RAID系統(tǒng)對(duì)外提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間服務(wù)的單位，其大小以塊(block)計(jì)；至少一個(gè)虛擬存儲(chǔ)設(shè)備接口，是網(wǎng)絡(luò)RAID系統(tǒng)提供存儲(chǔ)空間數(shù)據(jù)訪問的虛擬存儲(chǔ)設(shè)備的接口；虛擬存儲(chǔ)管理臺(tái)，是接受管理員指令進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)RAID系統(tǒng)管理的功能模塊，它同時(shí)也可以進(jìn)行數(shù)據(jù)請(qǐng)求處理等功能；物理存儲(chǔ)設(shè)備，與所述虛擬存儲(chǔ)管理臺(tái)連接，是物理存儲(chǔ)系統(tǒng)對(duì)外提供存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的物理資源的單位，其大小以塊計(jì)；其特征在于，還包括塊映射表，處于所述虛擬存儲(chǔ)管理臺(tái)內(nèi)，是網(wǎng)絡(luò)RAID系統(tǒng)中記錄所述虛擬存儲(chǔ)設(shè)備與所述物理存儲(chǔ)設(shè)備之間映射關(guān)系的對(duì)照表；塊映射緩存表，是虛擬存儲(chǔ)設(shè)備用來確定自身所提供的存儲(chǔ)空間與物理存儲(chǔ)設(shè)備之間映射關(guān)系的對(duì)照表，是所述塊映射表的一個(gè)緩存；網(wǎng)絡(luò)虛擬存儲(chǔ)設(shè)備，處于所述虛擬存儲(chǔ)管理臺(tái)內(nèi)，是網(wǎng)絡(luò)RAID系統(tǒng)內(nèi)部通過網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)出的，且用于緩存數(shù)據(jù)的虛擬存儲(chǔ)空間，在對(duì)外的接口和訪問模式上與物理存儲(chǔ)設(shè)備相同；設(shè)備映射表，處于所述虛擬存儲(chǔ)管理臺(tái)內(nèi)，用來確定網(wǎng)絡(luò)虛擬存儲(chǔ)設(shè)備與物理存儲(chǔ)設(shè)備之間對(duì)應(yīng)關(guān)系的對(duì)照表；在上述技術(shù)方案中，進(jìn)一步地，所述塊映射緩存表的表項(xiàng)包含在相應(yīng)塊映射表中；在上述技術(shù)方案中，進(jìn)一步地，在每個(gè)虛擬存儲(chǔ)設(shè)備中至少包含一個(gè)所述網(wǎng)絡(luò)虛擬存儲(chǔ)設(shè)備。
在上述技術(shù)方案中，進(jìn)一步地，在每個(gè)虛擬存儲(chǔ)設(shè)備中包含兩個(gè)或兩個(gè)以上所述網(wǎng)絡(luò)虛擬存儲(chǔ)設(shè)備。
在上述技術(shù)方案中，進(jìn)一步地，所述設(shè)備映射表與相應(yīng)的塊映射表記錄相同的網(wǎng)絡(luò)虛擬存儲(chǔ)設(shè)備信息。
一種基于動(dòng)態(tài)模式的網(wǎng)絡(luò)RAID方法，包括如下步驟1)創(chuàng)建虛擬存儲(chǔ)設(shè)備為新創(chuàng)建的虛擬存儲(chǔ)設(shè)備創(chuàng)建至少一個(gè)物理存儲(chǔ)設(shè)備，創(chuàng)建至少一個(gè)網(wǎng)絡(luò)虛擬存儲(chǔ)設(shè)備，創(chuàng)建一個(gè)塊映射表，創(chuàng)建一個(gè)設(shè)備映射表；
2)創(chuàng)建虛擬存儲(chǔ)設(shè)備接口創(chuàng)建一個(gè)塊映射緩存表；3)讀寫虛擬存儲(chǔ)設(shè)備；4)修改塊映射緩存表；5)修改塊映射表響應(yīng)管理指令或根據(jù)管理策略修改塊映射表的表項(xiàng)；6)修改設(shè)備映射表根據(jù)塊映射表的變更情況相應(yīng)地修改設(shè)備映射表；7)刪除虛擬存儲(chǔ)設(shè)備接口終止所有對(duì)該接口的訪問，刪除塊映射緩存表；8)刪除虛擬存儲(chǔ)設(shè)備停止對(duì)要?jiǎng)h除的虛擬存儲(chǔ)設(shè)備的所有讀寫訪問，依次刪除屬于該虛擬存儲(chǔ)設(shè)備的塊映射表，刪除其網(wǎng)絡(luò)虛擬存儲(chǔ)設(shè)備，刪除設(shè)備映射表，刪除供該虛擬存儲(chǔ)設(shè)備使用的物理存儲(chǔ)設(shè)備；在上述技術(shù)方案中，進(jìn)一步地，所述步驟3)中所述的讀寫虛擬存儲(chǔ)設(shè)備包括帶內(nèi)和帶外兩種模式；對(duì)虛擬存儲(chǔ)設(shè)備的讀寫請(qǐng)求有帶內(nèi)模式和帶外模式，虛擬存儲(chǔ)設(shè)備接口接到讀寫請(qǐng)求，查詢相應(yīng)的塊映射緩存表，檢索到與請(qǐng)求相應(yīng)的下層存儲(chǔ)設(shè)備塊號(hào)；對(duì)于帶內(nèi)模式情形，虛擬存儲(chǔ)設(shè)備接口收到的讀寫請(qǐng)求經(jīng)地址轉(zhuǎn)換后轉(zhuǎn)發(fā)到虛擬存儲(chǔ)管理臺(tái)上的網(wǎng)絡(luò)虛擬存儲(chǔ)設(shè)備上，然后網(wǎng)絡(luò)虛擬存儲(chǔ)設(shè)備檢索相應(yīng)的設(shè)備映射表，并將地址轉(zhuǎn)換后發(fā)讀寫請(qǐng)求到相應(yīng)的物理存儲(chǔ)設(shè)備上，最后將讀寫結(jié)果數(shù)據(jù)原路返回；對(duì)于帶外模式情形，虛擬存儲(chǔ)設(shè)備接口收到的讀寫請(qǐng)求經(jīng)地址轉(zhuǎn)換后轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)的物理存儲(chǔ)設(shè)備上，最后將讀寫結(jié)果數(shù)據(jù)原路返回；在上述技術(shù)方案中，進(jìn)一步地，所述步驟4)中，所述修改塊映射緩存表包括兩種方式由虛擬存儲(chǔ)管理臺(tái)發(fā)起通知虛擬存儲(chǔ)設(shè)備接口更新由它所維護(hù)的某個(gè)塊映射緩存表中的表項(xiàng)，或由虛擬存儲(chǔ)設(shè)備接口發(fā)起，向虛擬存儲(chǔ)管理臺(tái)發(fā)出相應(yīng)的塊映射表查詢請(qǐng)求，查詢成功后更新相應(yīng)的塊映射緩存表的對(duì)應(yīng)表項(xiàng)。即由虛擬存儲(chǔ)管理臺(tái)發(fā)起通知虛擬存儲(chǔ)設(shè)備接口的被動(dòng)方式和由虛擬存儲(chǔ)設(shè)備接口發(fā)起向虛擬存儲(chǔ)管理臺(tái)查詢的主動(dòng)方式。
在上述技術(shù)方案中，進(jìn)一步地，所述步驟5)中所述修改塊映射表的范圍限于相應(yīng)的虛擬存儲(chǔ)設(shè)備塊號(hào)所對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)虛擬存儲(chǔ)設(shè)備和物理存儲(chǔ)設(shè)備及二者所對(duì)應(yīng)的塊號(hào)。
在上述技術(shù)方案中，進(jìn)一步地，所述步驟6)中，所述修改設(shè)備映射表與修改塊映射表一致。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)越性在于
本發(fā)明提供一種動(dòng)態(tài)模式的可靈活配置和管理的網(wǎng)絡(luò)RAID系統(tǒng)和方法，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)設(shè)備的帶內(nèi)管理模式和帶外管理模式相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)帶內(nèi)模式和帶外模式之間的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換，提高了系統(tǒng)的性能可擴(kuò)展性，實(shí)現(xiàn)在線的更新映射關(guān)系，有效地解決了存儲(chǔ)資源的利用率不高的問題，并能適應(yīng)多種應(yīng)用的需求，例如備份、容災(zāi)等。


圖1(a)是已有技術(shù)中的帶內(nèi)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作示意圖；圖1(b)是已有技術(shù)中的帶外網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作示意圖；圖2是本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)RAID系統(tǒng)和工作示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述如圖2所示，本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)RAID系統(tǒng)包括虛擬存儲(chǔ)設(shè)備是網(wǎng)絡(luò)RAID系統(tǒng)對(duì)外提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間服務(wù)的單位，其大小以塊計(jì)，虛擬存儲(chǔ)設(shè)備同時(shí)也表示網(wǎng)絡(luò)RAID系統(tǒng)中提供一個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間服務(wù)的多個(gè)功能組件的總稱，在本發(fā)明中亦可稱為網(wǎng)絡(luò)RAID設(shè)備。
虛擬存儲(chǔ)設(shè)備接口圖2中1表示，是網(wǎng)絡(luò)RAID系統(tǒng)提供存儲(chǔ)空間數(shù)據(jù)訪問的虛擬存儲(chǔ)設(shè)備的接口；物理存儲(chǔ)設(shè)備圖2中4-1……4-m所示，是物理存儲(chǔ)系統(tǒng)對(duì)外提供存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的物理資源的單位，其大小以塊計(jì)；m為物理存儲(chǔ)設(shè)備個(gè)數(shù)，比如m＝2。
塊映射表圖2中3-1所示，是網(wǎng)絡(luò)RAID系統(tǒng)中紀(jì)錄虛擬存儲(chǔ)設(shè)備與物理存儲(chǔ)設(shè)備之間映射關(guān)系的對(duì)照表；塊映射緩存表圖中2所示，是虛擬存儲(chǔ)設(shè)備用來確定自身所提供的存儲(chǔ)空間與物理存儲(chǔ)設(shè)備之間映射關(guān)系的對(duì)照表，它是塊映射表的一個(gè)緩存；網(wǎng)絡(luò)虛擬存儲(chǔ)設(shè)備圖2中3-2所示，是網(wǎng)絡(luò)RAID系統(tǒng)內(nèi)部通過網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)出的，且用于緩存數(shù)據(jù)的虛擬存儲(chǔ)空間，在對(duì)外的接口和訪問模式上與物理存儲(chǔ)設(shè)備相同；設(shè)備映射表圖2中3-3所示，是用來確定網(wǎng)絡(luò)虛擬存儲(chǔ)設(shè)備與物理存儲(chǔ)設(shè)備之間對(duì)應(yīng)關(guān)系的對(duì)照表；虛擬存儲(chǔ)管理臺(tái)圖2中3所示，是接受管理員指令進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)RAID系統(tǒng)管理的功能模塊，它同時(shí)也可以進(jìn)行數(shù)據(jù)請(qǐng)求處理等功能。
本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)RAID系統(tǒng)對(duì)外支持虛擬存儲(chǔ)設(shè)備的創(chuàng)建/刪除/修改等功能，網(wǎng)絡(luò)RAID系統(tǒng)對(duì)外支持多個(gè)虛擬存儲(chǔ)設(shè)備。如圖2中所示，每個(gè)虛擬存儲(chǔ)設(shè)備支持對(duì)外提供至少一個(gè)虛擬存儲(chǔ)設(shè)備接口1。每個(gè)虛擬存儲(chǔ)設(shè)備接口接收到的數(shù)據(jù)讀寫請(qǐng)求都根據(jù)塊映射表2的記錄轉(zhuǎn)換地址后轉(zhuǎn)發(fā)給下層存儲(chǔ)設(shè)備，下層存儲(chǔ)設(shè)備包括網(wǎng)絡(luò)虛擬存儲(chǔ)設(shè)備(圖中用3-2表示)和物理存儲(chǔ)設(shè)備(圖中用4-1，……，4-m表示)；轉(zhuǎn)發(fā)至網(wǎng)絡(luò)虛擬存儲(chǔ)設(shè)備((圖中用3-2表示)的讀寫請(qǐng)求經(jīng)查詢?cè)O(shè)備映射表轉(zhuǎn)換地址后轉(zhuǎn)發(fā)給相應(yīng)的物理存儲(chǔ)設(shè)備，該物理存儲(chǔ)設(shè)備包含在4-1至4-m表示的物理存儲(chǔ)設(shè)備中。
實(shí)施本發(fā)明需要完成能夠根據(jù)管理員指令創(chuàng)建/刪除/修改虛擬存儲(chǔ)設(shè)備的虛擬存儲(chǔ)管理臺(tái)，進(jìn)一步而言，該管理臺(tái)內(nèi)部能夠完成塊映射表的創(chuàng)建，網(wǎng)絡(luò)虛擬存儲(chǔ)設(shè)備的創(chuàng)建，設(shè)備映射表的創(chuàng)建；另外，該管理臺(tái)支持塊映射表的查詢，支持塊映射表、塊映射緩存表以及設(shè)備映射表的修改。根據(jù)本發(fā)明的描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以完成能夠根據(jù)管理員指令創(chuàng)建/刪除/修改虛擬存儲(chǔ)設(shè)備的虛擬存儲(chǔ)管理臺(tái)。
實(shí)施本發(fā)明需要完成虛擬存儲(chǔ)設(shè)備接口功能的模塊，該模塊維護(hù)與虛擬存儲(chǔ)設(shè)備接口相對(duì)應(yīng)的塊映射緩存表，即支持塊映射緩存表的創(chuàng)建/刪除/修改，這些虛擬存儲(chǔ)設(shè)備接口彼此獨(dú)立，無主從關(guān)系。根據(jù)本發(fā)明的描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員是可以完成該虛擬存儲(chǔ)設(shè)備接口功能的模塊。
實(shí)施本發(fā)明所需要的物理存儲(chǔ)系統(tǒng)均采用市場現(xiàn)有產(chǎn)品。
以下是基于動(dòng)態(tài)模式的網(wǎng)絡(luò)RAID系統(tǒng)方法的相關(guān)操作描述1)創(chuàng)建虛擬存儲(chǔ)設(shè)備本發(fā)明的方法在創(chuàng)建虛擬存儲(chǔ)設(shè)備(為便于敘述稱為VD1)時(shí)需要完成幾項(xiàng)具體的功能在物理存儲(chǔ)系統(tǒng)上創(chuàng)建一個(gè)或多個(gè)物理存儲(chǔ)設(shè)備(用PD1-n來表示該集合)；創(chuàng)建供VD1使用的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)虛擬存儲(chǔ)設(shè)備(用NVD1加以表示)，其大小可以大于PD1-n中所有設(shè)備大小的總和；創(chuàng)建供VD1使用的一個(gè)塊映射表，其中記錄了VD1的部分塊號(hào)與NVD1的部分塊號(hào)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，以及VD1的部分塊號(hào)與PD1-n中某些設(shè)備的部分塊號(hào)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，VD1的兩部分塊號(hào)總和等于其全部塊號(hào)；創(chuàng)建一個(gè)供VD1使用的設(shè)備映射表，該表中記錄著NVD1的部分塊號(hào)與PD1-n中某些設(shè)備的部分塊號(hào)之間的映射關(guān)系，該表中所出現(xiàn)的NVD1的塊號(hào)與上述塊映射表中出現(xiàn)的NVD1的塊號(hào)相同，該表可為空；2)創(chuàng)建虛擬存儲(chǔ)設(shè)備接口該操作需要?jiǎng)?chuàng)建上述塊映射表的一個(gè)緩存，即一個(gè)塊映射緩存表，該表可包含上述塊映射表的全部表項(xiàng)；
3)刪除虛擬存儲(chǔ)設(shè)備接口該操作終止所有對(duì)該接口的訪問，刪除塊映射緩存表；4)刪除虛擬存儲(chǔ)設(shè)備停止對(duì)要?jiǎng)h除的虛擬存儲(chǔ)設(shè)備的所有讀寫訪問，依次刪除屬于該虛擬存儲(chǔ)設(shè)備的塊映射表，刪除其網(wǎng)絡(luò)虛擬存儲(chǔ)設(shè)備(上述的NVD1)，刪除設(shè)備映射表，刪除供該虛擬存儲(chǔ)設(shè)備使用的物理存儲(chǔ)設(shè)備(上述的PD1-n)；5)讀寫虛擬存儲(chǔ)設(shè)備本發(fā)明的方法在處理對(duì)虛擬存儲(chǔ)設(shè)備的讀寫請(qǐng)求時(shí)，有兩種模式，即帶內(nèi)模式和帶外模式。當(dāng)虛擬存儲(chǔ)設(shè)備接口接到讀寫請(qǐng)求時(shí)，查詢相應(yīng)的塊映射緩存表，檢索到與請(qǐng)求相應(yīng)的下層存儲(chǔ)設(shè)備塊號(hào)，所謂帶內(nèi)模式是指，如果檢索到的下層存儲(chǔ)設(shè)備位于虛擬存儲(chǔ)管理臺(tái)上，而帶外模式是指，所檢索到的下層存儲(chǔ)設(shè)備位于虛擬存儲(chǔ)管理臺(tái)之外的情形。帶內(nèi)模式情形，虛擬存儲(chǔ)設(shè)備接口收到的讀寫請(qǐng)求經(jīng)地址轉(zhuǎn)換后轉(zhuǎn)發(fā)到虛擬存儲(chǔ)管理臺(tái)上的網(wǎng)絡(luò)虛擬存儲(chǔ)設(shè)備上，隨后網(wǎng)絡(luò)虛擬存儲(chǔ)設(shè)備檢索相應(yīng)的設(shè)備映射表，并將地址轉(zhuǎn)換后發(fā)讀寫請(qǐng)求到相應(yīng)的物理存儲(chǔ)設(shè)備上，最后將讀寫結(jié)果數(shù)據(jù)原路返回；帶外模式情形，虛擬存儲(chǔ)設(shè)備接口收到的讀寫請(qǐng)求經(jīng)地址轉(zhuǎn)換后轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)的物理存儲(chǔ)設(shè)備上，最后將讀寫結(jié)果數(shù)據(jù)原路返回；6)修改塊映射緩存表由虛擬存儲(chǔ)管理臺(tái)發(fā)起(被動(dòng)方式)通知虛擬存儲(chǔ)設(shè)備接口更新由它所維護(hù)的某個(gè)塊映射緩存表中的表項(xiàng)，或由虛擬存儲(chǔ)設(shè)備接口發(fā)起(主動(dòng)方式)，向虛擬存儲(chǔ)管理臺(tái)發(fā)出相應(yīng)的塊映射表查詢請(qǐng)求，查詢成功后更新相應(yīng)的塊映射緩存表的對(duì)應(yīng)表項(xiàng)；7)修改塊映射表響應(yīng)管理指令或根據(jù)管理策略修改塊映射表的表項(xiàng)，修改內(nèi)容的范圍限于，相應(yīng)的虛擬存儲(chǔ)設(shè)備塊號(hào)所對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)虛擬存儲(chǔ)設(shè)備和物理存儲(chǔ)設(shè)備及二者所屬塊號(hào)；8)修改設(shè)備映射表當(dāng)修改塊映射表時(shí)，如果發(fā)生網(wǎng)絡(luò)虛擬存儲(chǔ)設(shè)備的變更，那么需要相應(yīng)地修改設(shè)備映射表。
最后所應(yīng)說明的是，以上描述僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種基于動(dòng)態(tài)模式的網(wǎng)絡(luò)RAID系統(tǒng)，包括虛擬存儲(chǔ)設(shè)備；至少一個(gè)虛擬存儲(chǔ)設(shè)備接口，是網(wǎng)絡(luò)RAID系統(tǒng)提供存儲(chǔ)空間數(shù)據(jù)訪問的虛擬存儲(chǔ)設(shè)備的接口；虛擬存儲(chǔ)管理臺(tái)，是接受管理員指令進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)RAID系統(tǒng)管理的功能模塊；物理存儲(chǔ)設(shè)備，與所述虛擬存儲(chǔ)管理臺(tái)連接，是物理存儲(chǔ)系統(tǒng)對(duì)外提供存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的物理資源的單位；其特征在于，還包括塊映射表，處于所述虛擬存儲(chǔ)管理臺(tái)內(nèi)，是網(wǎng)絡(luò)RAID系統(tǒng)中記錄所述虛擬存儲(chǔ)設(shè)備與所述物理存儲(chǔ)設(shè)備之間映射關(guān)系的對(duì)照表；塊映射緩存表，是虛擬存儲(chǔ)設(shè)備用來確定自身所提供的存儲(chǔ)空間與物理存儲(chǔ)設(shè)備之間映射關(guān)系的對(duì)照表，是所述塊映射表的一個(gè)緩存；網(wǎng)絡(luò)虛擬存儲(chǔ)設(shè)備，處于所述虛擬存儲(chǔ)管理臺(tái)內(nèi)，是網(wǎng)絡(luò)RAID系統(tǒng)內(nèi)部通過網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)出的，且用于緩存數(shù)據(jù)的虛擬存儲(chǔ)空間，在對(duì)外的接口和訪問模式上與物理存儲(chǔ)設(shè)備相同；設(shè)備映射表，處于所述虛擬存儲(chǔ)管理臺(tái)內(nèi)，用來確定網(wǎng)絡(luò)虛擬存儲(chǔ)設(shè)備與物理存儲(chǔ)設(shè)備之間對(duì)應(yīng)關(guān)系的對(duì)照表。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于動(dòng)態(tài)模式的網(wǎng)絡(luò)RAID系統(tǒng)，其特征在于，所述塊映射緩存表的表項(xiàng)包含在相應(yīng)塊映射表中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于動(dòng)態(tài)模式的網(wǎng)絡(luò)RAID系統(tǒng)，其特征在于，在每個(gè)虛擬存儲(chǔ)設(shè)備中至少包含一個(gè)所述網(wǎng)絡(luò)虛擬存儲(chǔ)設(shè)備。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于動(dòng)態(tài)模式的網(wǎng)絡(luò)RAID系統(tǒng)，其特征在于，在每個(gè)虛擬存儲(chǔ)設(shè)備中包含兩個(gè)或兩個(gè)以上所述網(wǎng)絡(luò)虛擬存儲(chǔ)設(shè)備。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于動(dòng)態(tài)模式的網(wǎng)絡(luò)RAID系統(tǒng)，其特征在于，所述設(shè)備映射表與相應(yīng)的塊映射表記錄相同的網(wǎng)絡(luò)虛擬存儲(chǔ)設(shè)備信息。
6.一種基于動(dòng)態(tài)模式的網(wǎng)絡(luò)RAID方法，包括如下步驟1)創(chuàng)建虛擬存儲(chǔ)設(shè)備為新創(chuàng)建的虛擬存儲(chǔ)設(shè)備創(chuàng)建至少一個(gè)物理存儲(chǔ)設(shè)備，創(chuàng)建至少一個(gè)網(wǎng)絡(luò)虛擬存儲(chǔ)設(shè)備，創(chuàng)建一個(gè)塊映射表，創(chuàng)建一個(gè)設(shè)備映射表；2)創(chuàng)建虛擬存儲(chǔ)設(shè)備接口創(chuàng)建一個(gè)塊映射緩存表；3)讀寫虛擬存儲(chǔ)設(shè)備；4)修改塊映射緩存表；5)修改塊映射表響應(yīng)管理指令或根據(jù)管理策略修改塊映射表的表項(xiàng)；6)修改設(shè)備映射表根據(jù)塊映射表的變更情況相應(yīng)地修改設(shè)備映射表；7)刪除虛擬存儲(chǔ)設(shè)備接口終止所有對(duì)該接口的訪問，刪除塊映射緩存表；8)刪除虛擬存儲(chǔ)設(shè)備停止對(duì)要?jiǎng)h除的虛擬存儲(chǔ)設(shè)備的所有讀寫訪問，依次刪除屬于該虛擬存儲(chǔ)設(shè)備的塊映射表，刪除其網(wǎng)絡(luò)虛擬存儲(chǔ)設(shè)備，刪除設(shè)備映射表，刪除供該虛擬存儲(chǔ)設(shè)備使用的物理存儲(chǔ)設(shè)備。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述基于動(dòng)態(tài)模式的網(wǎng)絡(luò)RAID方法，其特征在于，所述步驟3)中所述的讀寫虛擬存儲(chǔ)設(shè)備包括帶內(nèi)和帶外兩種模式；對(duì)虛擬存儲(chǔ)設(shè)備的讀寫請(qǐng)求有帶內(nèi)模式和帶外模式，虛擬存儲(chǔ)設(shè)備接口接到讀寫請(qǐng)求，查詢相應(yīng)的塊映射緩存表，檢索到與請(qǐng)求相應(yīng)的下層存儲(chǔ)設(shè)備塊號(hào)；對(duì)于帶內(nèi)模式情形，虛擬存儲(chǔ)設(shè)備接口收到的讀寫請(qǐng)求經(jīng)地址轉(zhuǎn)換后轉(zhuǎn)發(fā)到虛擬存儲(chǔ)管理臺(tái)上的網(wǎng)絡(luò)虛擬存儲(chǔ)設(shè)備上，然后網(wǎng)絡(luò)虛擬存儲(chǔ)設(shè)備檢索相應(yīng)的設(shè)備映射表，并將地址轉(zhuǎn)換后發(fā)讀寫請(qǐng)求到相應(yīng)的物理存儲(chǔ)設(shè)備上，最后將讀寫結(jié)果數(shù)據(jù)原路返回；對(duì)于帶外模式情形，虛擬存儲(chǔ)設(shè)備接口收到的讀寫請(qǐng)求經(jīng)地址轉(zhuǎn)換后轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)的物理存儲(chǔ)設(shè)備上，最后將讀寫結(jié)果數(shù)據(jù)原路返回。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述基于動(dòng)態(tài)模式的網(wǎng)絡(luò)RAID方法，其特征在于，所述步驟4)中，所述修改塊映射緩存表包括兩種方式由虛擬存儲(chǔ)管理臺(tái)發(fā)起通知虛擬存儲(chǔ)設(shè)備接口更新由它所維護(hù)的某個(gè)塊映射緩存表中的表項(xiàng)，或由虛擬存儲(chǔ)設(shè)備接口發(fā)起，向虛擬存儲(chǔ)管理臺(tái)發(fā)出相應(yīng)的塊映射表查詢請(qǐng)求，查詢成功后更新相應(yīng)的塊映射緩存表的對(duì)應(yīng)表項(xiàng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述基于動(dòng)態(tài)模式的網(wǎng)絡(luò)RAID方法，其特征在于，所述步驟5)中所述修改塊映射表的范圍限于相應(yīng)的虛擬存儲(chǔ)設(shè)備塊號(hào)所對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)虛擬存儲(chǔ)設(shè)備和物理存儲(chǔ)設(shè)備及二者所對(duì)應(yīng)的塊號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述基于動(dòng)態(tài)模式的網(wǎng)絡(luò)RAID方法，其特征在于，所述步驟6)中，所述修改設(shè)備映射表與修改塊映射表一致。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于動(dòng)態(tài)模式的網(wǎng)絡(luò)RAID系統(tǒng)及方法。該系統(tǒng)包括虛擬存儲(chǔ)設(shè)備，至少一個(gè)虛擬存儲(chǔ)設(shè)備接口，虛擬存儲(chǔ)管理臺(tái)，物理存儲(chǔ)設(shè)備，塊映射表，塊映射緩存表，網(wǎng)絡(luò)虛擬存儲(chǔ)設(shè)備，設(shè)備映射表。該方法包括1)創(chuàng)建虛擬存儲(chǔ)設(shè)備；2)創(chuàng)建虛擬存儲(chǔ)設(shè)備接口；3)讀寫虛擬存儲(chǔ)設(shè)備；4)修改塊映射緩存表；5)修改塊映射表；6)修改設(shè)備映射表；7)刪除虛擬存儲(chǔ)設(shè)備接口；8)刪除虛擬存儲(chǔ)設(shè)備。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)帶內(nèi)模式和帶外模式之間的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換，有效地解決了存儲(chǔ)資源的利用率不高的問題。
文檔編號(hào)G06F3/06GK1952867SQ20061009050
公開日2007年4月25日 申請(qǐng)日期2006年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月21日
發(fā)明者卜慶忠, 許魯 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所