專利名稱：云環(huán)境中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，涉及云環(huán)境中的存儲(chǔ)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
云環(huán)境，是指云計(jì)算環(huán)境，云計(jì)算(Cloud Computing)是分布式計(jì)算 (DistrbutedComputing)、并行計(jì)算(Parallel Computing)和網(wǎng)格計(jì)算(Grid Computing) 的發(fā)展，其基本原理是將計(jì)算任務(wù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)分配給多臺(tái)計(jì)算機(jī)執(zhí)行，每臺(tái)計(jì)算機(jī)稱為云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)。由于電子存儲(chǔ)固有的脆弱性，存儲(chǔ)和管理數(shù)據(jù)的一定程度的冗余通常是必要的。 例如，計(jì)算設(shè)備受到病毒破壞而癱瘓時(shí)，存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)可能會(huì)無(wú)可挽回，這是一個(gè)公認(rèn)的事 實(shí)，大多數(shù)的數(shù)字存儲(chǔ)機(jī)制和媒介并非不受破壞。因此，必要時(shí)最好有一個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)來(lái)依 賴。但是數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)會(huì)影響到系統(tǒng)的工作效率。現(xiàn)有的設(shè)計(jì)是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式，所服務(wù)的對(duì)象是完成一個(gè)點(diǎn)再服務(wù)下一個(gè)點(diǎn)。當(dāng)系統(tǒng) 大到一定程度時(shí)，效率便會(huì)降低，而且耗時(shí)增大。如果要把系統(tǒng)效率提高，就要升級(jí)硬件以 及其他設(shè)備，但這不是解決問(wèn)題的根本。已經(jīng)公布的申請(qǐng)(專利)號(hào)為200810043744. 6的發(fā)明專利公開了一種云計(jì)算網(wǎng) 絡(luò)的緩存系統(tǒng)，該發(fā)明建立了云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)的本地緩存系統(tǒng)，還利用了 CDN網(wǎng)絡(luò)的緩 存系統(tǒng)，這使云計(jì)算能在世界范圍內(nèi)更快更高效地進(jìn)行，避免了各節(jié)點(diǎn)可能反復(fù)執(zhí)行相同 任務(wù)，還能大幅減少網(wǎng)絡(luò)帶寬利用。但是，隨著海量數(shù)據(jù)的持續(xù)性增長(zhǎng)，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸存儲(chǔ)能力已不能滿足日益增 長(zhǎng)的用戶需求。而通過(guò)一個(gè)計(jì)算環(huán)境使用大量的計(jì)算設(shè)備來(lái)提供許多分布式存儲(chǔ)，使得每 個(gè)計(jì)算設(shè)備都可從一組計(jì)算機(jī)聯(lián)合在一個(gè)計(jì)算環(huán)境中獲取許多存儲(chǔ)成為一種解決目前存 儲(chǔ)問(wèn)題的可行性方案。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決以上問(wèn)題，設(shè)計(jì)一個(gè)具有多路廣播能力的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)，使得它通過(guò)集 群應(yīng)用、網(wǎng)格技術(shù)或分布式文件系統(tǒng)等功能，將網(wǎng)絡(luò)中大量各種不同類型的存儲(chǔ)設(shè)備通過(guò) 應(yīng)用軟件集合起來(lái)協(xié)同工作，共同對(duì)外提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和業(yè)務(wù)訪問(wèn)。本發(fā)明就是把數(shù)據(jù)在路 由器的層面預(yù)先將數(shù)據(jù)處理了，而且進(jìn)行廣播式的發(fā)布，能同時(shí)傳到幾十萬(wàn)臺(tái)機(jī)器上，提供 分布式的云存儲(chǔ)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案將云存儲(chǔ)分為以下幾層1、存儲(chǔ)層存儲(chǔ)層是云存儲(chǔ)的基礎(chǔ)部分。存儲(chǔ)設(shè)備可以是FC光纖通道存儲(chǔ)設(shè)備，可以是NAS 和iSCSI等IP存儲(chǔ)設(shè)備，也可以是SCSI或SAS等DAS存儲(chǔ)設(shè)備。云存儲(chǔ)中的存儲(chǔ)設(shè)備往 往數(shù)量龐大且分布于不同地域，彼此之間通過(guò)廣域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)或者FC光纖通道網(wǎng)絡(luò)連接在一起。存儲(chǔ)設(shè)備之上是一個(gè)統(tǒng)一存儲(chǔ)設(shè)備管理系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)設(shè)備的邏輯虛擬化管理、多鏈路冗余管理，以及硬件設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)控和故障維護(hù)。2、應(yīng)用接口層應(yīng)用接口層是云存儲(chǔ)最核心的部分，也是云存儲(chǔ)中最難以實(shí)現(xiàn)的部分。應(yīng)用接口 層通過(guò)集群、分布式文件系統(tǒng)和網(wǎng)格計(jì)算等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)云存儲(chǔ)中多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備之間的協(xié)同 工作，使多個(gè)的存儲(chǔ)設(shè)備可以對(duì)外提供同一種服務(wù)，并提供更大更強(qiáng)更好的數(shù)據(jù)訪問(wèn)性能。UIT云存儲(chǔ)系統(tǒng)的應(yīng)用接口層采用UFS系統(tǒng)架構(gòu)，通過(guò)UFS集群文件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)后端 存儲(chǔ)設(shè)備的集群工作，并通過(guò)系統(tǒng)的控制單元和管理單元實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的管理，數(shù)據(jù)的分 發(fā)、處理，處理結(jié)構(gòu)的反饋等功能。并依據(jù)CDN內(nèi)容分發(fā)系統(tǒng)、P2P數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)和數(shù)據(jù)壓 縮技術(shù)等可以保證云存儲(chǔ)中的數(shù)據(jù)可以更有效地存儲(chǔ)，使用和占用更少的空間，占用更低 的傳輸帶寬，從而對(duì)外提供更高效的服務(wù)。數(shù)據(jù)加密技術(shù)保證云存儲(chǔ)中的數(shù)據(jù)不會(huì)被未授 權(quán)的用戶所訪問(wèn)，同時(shí)，通過(guò)各種數(shù)據(jù)備份和容災(zāi)技術(shù)等措施可以保證云存儲(chǔ)中的數(shù)據(jù)不 會(huì)丟失，保證云存儲(chǔ)自身的安全和穩(wěn)定。3、應(yīng)用軟件層應(yīng)用軟件層是云存儲(chǔ)最靈活多變的部分。不同的云存儲(chǔ)運(yùn)營(yíng)單位可以根據(jù)實(shí)際業(yè) 務(wù)類型，開發(fā)不同的應(yīng)用服務(wù)接口，提供不同的應(yīng)用服務(wù)。比如數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程容災(zāi)和遠(yuǎn)程備份、 視頻監(jiān)控應(yīng)用平臺(tái)、IPTV和視頻點(diǎn)播應(yīng)用平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)硬盤引用平臺(tái)，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)備份應(yīng)用平臺(tái)寸。目前UIT可以在UFS云存儲(chǔ)平臺(tái)上提供基于webdisk的網(wǎng)絡(luò)磁盤應(yīng)用，并即將推 出基與PVG軟件的視頻監(jiān)控應(yīng)用。4、訪問(wèn)層任何一個(gè)授權(quán)用戶都可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的公用應(yīng)用接口來(lái)登錄云存儲(chǔ)系統(tǒng)，享受云存 儲(chǔ)服務(wù)。云存儲(chǔ)運(yùn)營(yíng)單位不同，云存儲(chǔ)提供的訪問(wèn)類型和訪問(wèn)手段也不同。云存儲(chǔ)使用者 采用的應(yīng)用軟件客戶端不同，享受到的服務(wù)類型也不同。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是通過(guò)集群應(yīng)用、網(wǎng)格技術(shù)或分布式文件系 統(tǒng)等功能，將網(wǎng)絡(luò)中大量各種不同類型的存儲(chǔ)設(shè)備通過(guò)應(yīng)用軟件集合起來(lái)協(xié)同工作，共同 對(duì)外提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和業(yè)務(wù)訪問(wèn)。它與傳統(tǒng)的存儲(chǔ)設(shè)備相比不僅僅是一個(gè)硬件，而是一個(gè)網(wǎng) 絡(luò)設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備、服務(wù)器、應(yīng)用軟件、公用訪問(wèn)接口、接入網(wǎng)、和客戶端程序等多個(gè)部分組 成的復(fù)雜系統(tǒng)。各部分以存儲(chǔ)設(shè)備為核心，通過(guò)應(yīng)用軟件來(lái)對(duì)外提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和業(yè)務(wù)訪問(wèn) 服務(wù)。而正因如此，它必可解決過(guò)于耗費(fèi)的服務(wù)器響應(yīng)時(shí)間以及需要配置大量的存儲(chǔ)設(shè)備 等關(guān)鍵性問(wèn)題。


圖1為本發(fā)明所述云存儲(chǔ)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
參見圖1所示為云存儲(chǔ)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型圖，整個(gè)云存儲(chǔ)系統(tǒng)分為4層存儲(chǔ)層、應(yīng) 用接口層、應(yīng)用軟件層和訪問(wèn)層，對(duì)應(yīng)的應(yīng)用的即為UIT BX系統(tǒng)應(yīng)用存儲(chǔ)1、UIT UFS云存 儲(chǔ)平臺(tái)2、UIT Web-disk軟件3、UIT運(yùn)營(yíng)服務(wù)方案4。其中，UIT BX系統(tǒng)應(yīng)用存儲(chǔ)1所對(duì)應(yīng)的設(shè)備存儲(chǔ)層10所采用的存儲(chǔ)設(shè)備可以是FC 光纖通道存儲(chǔ)設(shè)備，可以是NAS和iSCSI等IP存儲(chǔ)設(shè)備，也可以是SCSI或SAS等DAS存儲(chǔ) 設(shè)備。云存儲(chǔ)中的存儲(chǔ)設(shè)備往往數(shù)量龐大且分布于不同地域，彼此之間通過(guò)廣域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng) 或者FC光纖通道網(wǎng)絡(luò)連接在一起。存儲(chǔ)設(shè)備之上是一個(gè)大容量存儲(chǔ)設(shè)備服務(wù)器節(jié)點(diǎn)100， 統(tǒng)一存儲(chǔ)設(shè)備管理系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)設(shè)備的邏輯虛擬化管理、多鏈路冗余管理，以及硬件 設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)控和故障維護(hù)。其中，UIT云存儲(chǔ)系統(tǒng)的應(yīng)用接口層采用UFS系統(tǒng)架構(gòu)，通過(guò)UFS集群文件系統(tǒng)實(shí) 現(xiàn)后端存儲(chǔ)設(shè)備的集群工作，并通過(guò)系統(tǒng)的控制單元和管理單元實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的管理，以 及數(shù)據(jù)的分發(fā)、處理，處理結(jié)構(gòu)的反饋等功能。因此，UIT UFS云存儲(chǔ)平臺(tái)2對(duì)應(yīng)的應(yīng)用接口 層20可分為存儲(chǔ)系統(tǒng)層21、存儲(chǔ)應(yīng)用層22和接口層23，所述存儲(chǔ)系統(tǒng)層21即采用為UFS 集群文件系統(tǒng)210，實(shí)現(xiàn)后端存儲(chǔ)設(shè)備的集群工作，存儲(chǔ)應(yīng)用層22包含UFS系統(tǒng)控制定單元 220、UFS分布式文件系統(tǒng)221和UFS系統(tǒng)單元222，實(shí)現(xiàn)云存儲(chǔ)中多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備之間的協(xié)同 工作，使多個(gè)的存儲(chǔ)設(shè)備可以對(duì)外提供同一種服務(wù)，并提供更大更強(qiáng)更好的數(shù)據(jù)訪問(wèn)性能。 所述接口層23可采用私有APi接口、TOB接口、Internetbased-NAS接口 230，并且數(shù)據(jù)加 密技術(shù)保證云存儲(chǔ)中的數(shù)據(jù)不會(huì)被未授權(quán)的用戶所訪問(wèn)，同時(shí)，通過(guò)各種數(shù)據(jù)備份和容災(zāi) 技術(shù)等措施可以保證云存儲(chǔ)中的數(shù)據(jù)不會(huì)丟失，保證云存儲(chǔ)自身的安全和穩(wěn)定。其中，UIT Web-disk軟件3對(duì)應(yīng)的應(yīng)用軟件層30，是云存儲(chǔ)最靈活多變的部分。 不同的云存儲(chǔ)運(yùn)營(yíng)單位可以根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)類型，開發(fā)不同的應(yīng)用服務(wù)接口，提供不同的應(yīng) 用服務(wù)。比如SaaS應(yīng)用軟件300、TOB2. 0服務(wù)流媒體點(diǎn)播視頻監(jiān)控301和數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程容災(zāi)和 數(shù)據(jù)遷移軟件302。目前UIT可以在UFS云存儲(chǔ)平臺(tái)上提供基于webdisk的網(wǎng)絡(luò)磁盤應(yīng)用， 并即將推出基與PVG軟件的視頻監(jiān)控應(yīng)用。其中，UIT運(yùn)營(yíng)服務(wù)方案4即為訪問(wèn)層，也稱應(yīng)用服務(wù)層40，任何一個(gè)授權(quán)用戶 都可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的公用應(yīng)用接口來(lái)登錄云存儲(chǔ)系統(tǒng)，享受云存儲(chǔ)服務(wù)。云存儲(chǔ)運(yùn)營(yíng)單位不 同，云存儲(chǔ)提供的訪問(wèn)類型和訪問(wèn)手段也不同。云存儲(chǔ)使用者采用的應(yīng)用軟件客戶端不同， 享受到的服務(wù)類型也不同。比如個(gè)人網(wǎng)絡(luò)U盤服務(wù)、企業(yè)存儲(chǔ)空間租賃、文件備份共享服 務(wù)400、IPIV視頻監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)游戲、播客等401、企業(yè)數(shù)據(jù)備份、企業(yè)數(shù)據(jù)歸檔、企業(yè)數(shù)據(jù)容災(zāi) 402 等。進(jìn)一步地，應(yīng)用軟件層30和應(yīng)用服務(wù)層40還兼具實(shí)現(xiàn)權(quán)限管理、計(jì)費(fèi)管理、網(wǎng)絡(luò) 接入和用戶認(rèn)證34功能。進(jìn)一步地，設(shè)備存儲(chǔ)層10和應(yīng)用接口層20還兼具實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)集中管理、狀態(tài)監(jiān)控、 維護(hù)升級(jí)等12功能。由此可見，云存儲(chǔ)系統(tǒng)具有如下功能特點(diǎn)1、集群功能，能夠通過(guò)集群獲得PB級(jí)存儲(chǔ)容量，支持通用服務(wù)器，通用存儲(chǔ)設(shè)備； 支持在線增加、刪除存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，而無(wú)需中斷整個(gè)云的服務(wù)。2、專業(yè)性，對(duì)單個(gè)文件的并發(fā)存儲(chǔ)，對(duì)設(shè)備容量進(jìn)行自動(dòng)負(fù)載均衡，針對(duì)熱點(diǎn)文件 進(jìn)行自動(dòng)負(fù)載均衡。
3、可靠性，數(shù)據(jù)冗余和備份，自動(dòng)故障處理。4、管理功能，基于對(duì)象的文件管理，文件通過(guò)諸如可靠性，可訪問(wèn)性等策略進(jìn)行分 級(jí)管理；自動(dòng)配置，軟件安裝之后無(wú)需管理員額外的手動(dòng)配置工作；自動(dòng)故障檢測(cè)和恢復(fù)； 需要提供基于Web的界面，使得管理員可以監(jiān)視，調(diào)整存儲(chǔ)集群的工作情況；對(duì)用戶的訪問(wèn) 權(quán)限和空間進(jìn)行基本控制。5、訪問(wèn)功能，全局統(tǒng)一命名空間，提供標(biāo)準(zhǔn)的NAS訪問(wèn)接口，提 供高效率的并發(fā)訪 問(wèn)協(xié)議(或API)，基于HTTP/RESTvAPI的Web訪問(wèn)接口。以上所述，僅為本發(fā)明中的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任 何熟悉該技術(shù)的人在本發(fā)明所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可理解想到的變換或替換，都應(yīng)涵蓋在 本發(fā)明的包含范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種云環(huán)境中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，其特征在于所述云存儲(chǔ)系統(tǒng)通過(guò)一個(gè)計(jì)算環(huán)境使用大量的計(jì)算設(shè)備來(lái)提供分布式存儲(chǔ)，所述系統(tǒng)包括存儲(chǔ)層，其存儲(chǔ)設(shè)備分布于各個(gè)節(jié)點(diǎn)，彼此之間通過(guò)廣域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)或者FC光纖通道網(wǎng)絡(luò)連接在一起；應(yīng)用接口層，實(shí)現(xiàn)云存儲(chǔ)中多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備之間的協(xié)同工作，使多個(gè)的存儲(chǔ)設(shè)備可以對(duì)外提供同一種服務(wù)，并提供更優(yōu)化的數(shù)據(jù)訪問(wèn)性能；應(yīng)用軟件層，不同的云存儲(chǔ)運(yùn)營(yíng)單位可以根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)類型，開發(fā)不同的應(yīng)用服務(wù)接口，提供不同的應(yīng)用服務(wù)；訪問(wèn)層，任何一個(gè)授權(quán)用戶都可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的公用應(yīng)用接口來(lái)登錄云存儲(chǔ)系統(tǒng)，享受云存儲(chǔ)服務(wù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種云環(huán)境中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，其特征在于所述存儲(chǔ)設(shè)備 之上是一個(gè)統(tǒng)一存儲(chǔ)設(shè)備管理系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)設(shè)備的邏輯虛擬化管理、多鏈路冗余管 理，以及硬件設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)控和故障維護(hù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種云環(huán)境中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，其特征在于所述應(yīng)用接口層 可采用UFS系統(tǒng)架構(gòu)，通過(guò)UFS集群文件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)后端存儲(chǔ)設(shè)備的集群工作，并通過(guò)系統(tǒng)的 控制單元和管理單元實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的管理，數(shù)據(jù)的分發(fā)、處理，處理結(jié)構(gòu)的反饋。
4.根據(jù)權(quán)利要求2至3所述的任一種云環(huán)境中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，其特征在于所述設(shè) 備存儲(chǔ)層和應(yīng)用接口層還兼具實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)集中管理、狀態(tài)監(jiān)控、維護(hù)升級(jí)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種云環(huán)境中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，其特征在于所述應(yīng)用軟件 層可提供SaaS應(yīng)用軟件、WEB2. O服務(wù)流媒體點(diǎn)播視頻監(jiān)控和數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程容災(zāi)和數(shù)據(jù)遷移軟 件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種云環(huán)境中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，其特征在于所述訪問(wèn)層，即 應(yīng)用服務(wù)層，云存儲(chǔ)使用者采用的應(yīng)用軟件客戶端不同，享受到的服務(wù)類型也不同。
7.根據(jù)權(quán)利要求5至6所述的任一種云環(huán)境中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，其特征在于應(yīng)用軟 件層和應(yīng)用服務(wù)層還兼具實(shí)現(xiàn)權(quán)限管理、計(jì)費(fèi)管理、網(wǎng)絡(luò)接入和用戶認(rèn)證。
全文摘要
本發(fā)明提供一種云環(huán)境中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以通過(guò)一個(gè)計(jì)算環(huán)境使用大量的計(jì)算設(shè)備來(lái)提供許多分布式存儲(chǔ)。每個(gè)計(jì)算設(shè)備都可與一組計(jì)算機(jī)聯(lián)合在一個(gè)計(jì)算環(huán)境中提供許多存儲(chǔ)。例如，每個(gè)計(jì)算設(shè)備可以為計(jì)算環(huán)境提供最高限額的自由空間。每一個(gè)計(jì)算設(shè)備提供的存儲(chǔ)量可以收集并結(jié)合起來(lái)，提供一個(gè)綜合的分布式空間。兩端的分布式運(yùn)算環(huán)境空間相結(jié)合可以與每個(gè)計(jì)算設(shè)備相關(guān)聯(lián)形成映射驅(qū)動(dòng)。一個(gè)聯(lián)合分布的空間，可以用來(lái)在計(jì)算環(huán)境中提供一定水平或一定量的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的冗余，還可以利用每一個(gè)計(jì)算設(shè)備中未使用的空間成本效益。
文檔編號(hào)H04L12/56GK101808139SQ20101013696
公開日2010年8月18日 申請(qǐng)日期2010年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月31日
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