本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)是涉及一種分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)中tgt穩(wěn)定性優(yōu)化方法。

背景技術(shù)：

iscsi：internetsmallcomputersysteminterface，是一種基于tcp/ip的存儲(chǔ)協(xié)議，用來(lái)建立和管理ip存儲(chǔ)設(shè)備、主機(jī)和客戶機(jī)等之間的相互連接，并創(chuàng)建存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（san）。san使得scsi協(xié)議應(yīng)用于高速數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)成為可能，這種傳輸以數(shù)據(jù)塊級(jí)別（block-level）在多個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)間進(jìn)行。iscsi架構(gòu)是cs模型，client端為iscsiinitiator，server端為iscsitarget。

tgt是gnu/linux操作系統(tǒng)上，一款全用戶態(tài)的開源的iscsitarget。由于其全用戶態(tài)實(shí)現(xiàn)和框架式的軟件架構(gòu)，可以輕易修改或增加backend模塊，以實(shí)現(xiàn)各種后端存儲(chǔ)系統(tǒng)的訪問(wèn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供了一種分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)中tgt穩(wěn)定性優(yōu)化方法。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明通過(guò)以下方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：一種分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)中tgt穩(wěn)定性優(yōu)化方法，所述優(yōu)化方法應(yīng)用于分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)或單機(jī)存儲(chǔ)使用，其特征在于，該優(yōu)化方法是使用tgt對(duì)外提供iscsitarget服務(wù)時(shí)，通過(guò)多進(jìn)程與模塊拆分方式，解決單機(jī)內(nèi)tgt形成單點(diǎn)故障的問(wèn)題，增加故障隔離性，極大地減少了故障影響范圍，將系統(tǒng)穩(wěn)定性大幅度提升；

用戶態(tài)進(jìn)程在操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了資源隔離與抽象，用戶態(tài)進(jìn)程之間可以做到完全隔離，互不影響，利用進(jìn)程隔離性，將tgt服務(wù)更加細(xì)粒度化，更加可控，更小的影響范圍；

所述優(yōu)化方法包括分布式iscsi存儲(chǔ)系統(tǒng)，該分布式iscsi存儲(chǔ)系統(tǒng)包括：

應(yīng)用主機(jī)：該應(yīng)用主機(jī)是應(yīng)用程序運(yùn)行的主機(jī)，當(dāng)應(yīng)用程序需要使用外部存儲(chǔ)時(shí)，通過(guò)iscsiinitiator將控制主機(jī)提供的iscsitarget中的lun映射到本主機(jī)上，應(yīng)用程序就像使用本地磁盤一樣，使用iscsi卷；

控制主機(jī)：生成iscsitarget，完成后端存儲(chǔ)資源抽象，將后端存儲(chǔ)資源通過(guò)iscsi提供存儲(chǔ)服務(wù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通道，iops限制，網(wǎng)絡(luò)raid，糾刪碼特性實(shí)現(xiàn)；tgt是一個(gè)iscsitarget框架，具體的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)由backend實(shí)現(xiàn)，通過(guò)自定義實(shí)現(xiàn)backend，來(lái)適配不同的后端存儲(chǔ)系統(tǒng)；

存儲(chǔ)主機(jī)：分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)最終的存放地點(diǎn)，將存儲(chǔ)資源抽象成多個(gè)存儲(chǔ)組件；

所述優(yōu)化方法還包括多進(jìn)程和共享內(nèi)存方法，所述多進(jìn)程和共享內(nèi)存方法是在tgtd進(jìn)程外部，設(shè)置一片共享內(nèi)存區(qū)域和一個(gè)microcontroller模塊，共享內(nèi)存區(qū)域用于傳遞數(shù)據(jù)，由microcontroller完成數(shù)據(jù)傳輸和功能特性的具體實(shí)現(xiàn)，具體實(shí)施步驟如下：

步驟①：在控制主機(jī)中規(guī)劃存儲(chǔ)資源，每個(gè)存儲(chǔ)資源對(duì)應(yīng)一個(gè)tgtd進(jìn)程、一個(gè)tgtd進(jìn)程只包含一個(gè)target和一個(gè)lun；

步驟②：應(yīng)用主機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)target和lun，根據(jù)需求應(yīng)用主機(jī)選擇所需的lun完成登錄過(guò)程；于是便將lun映射為應(yīng)用主機(jī)的虛擬塊設(shè)備；

步驟③：應(yīng)用主機(jī)上的程序使用虛擬塊設(shè)備，數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳遞tgtd進(jìn)程，tgt框架將iscsi協(xié)議格式的數(shù)據(jù)處理后，以scsi命令格式傳遞到backend模塊；backend模塊處理后，將數(shù)據(jù)封裝成請(qǐng)求存放到共享內(nèi)存區(qū)域，并通知microcontroller有新數(shù)據(jù)到來(lái)；

步驟④：microcontroller收到有新數(shù)據(jù)到來(lái)的通知后，從共享內(nèi)存區(qū)域取出相應(yīng)的請(qǐng)求，經(jīng)請(qǐng)求經(jīng)過(guò)處理后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)落地到存儲(chǔ)主機(jī)中。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的布式存儲(chǔ)系統(tǒng)中tgt穩(wěn)定性優(yōu)化方法在分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)中使用，也可以作為單機(jī)存儲(chǔ)使用?？梢詫⒑蠖舜鎯?chǔ)系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)，本機(jī)的各種異常引起的故障的波及范圍控制在單個(gè)lun中，不會(huì)擴(kuò)散，極大地提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的分布式iscsi存儲(chǔ)系統(tǒng)架構(gòu)圖；

圖2是本發(fā)明的多進(jìn)程方式改進(jìn)結(jié)構(gòu)圖；

圖3是本發(fā)明的多進(jìn)程和共享內(nèi)存方式改進(jìn)結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。

請(qǐng)參照附圖3，本發(fā)明的一種分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)中tgt穩(wěn)定性優(yōu)化方法，所述優(yōu)化方法應(yīng)用于分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)或單機(jī)存儲(chǔ)使用，該優(yōu)化方法是使用tgt對(duì)外提供iscsitarget服務(wù)時(shí)，通過(guò)多進(jìn)程與模塊拆分方式，解決單機(jī)內(nèi)tgt形成單點(diǎn)故障的問(wèn)題，增加故障隔離性，極大地減少了故障影響范圍，將系統(tǒng)穩(wěn)定性大幅度提升；

用戶態(tài)進(jìn)程在操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了資源隔離與抽象，用戶態(tài)進(jìn)程之間可以做到完全隔離，互不影響，利用進(jìn)程隔離性，將tgt服務(wù)更加細(xì)粒度化，更加可控，更小的影響范圍；

所述優(yōu)化方法包括分布式iscsi存儲(chǔ)系統(tǒng)，該分布式iscsi存儲(chǔ)系統(tǒng)包括：

應(yīng)用主機(jī)：該應(yīng)用主機(jī)是應(yīng)用程序運(yùn)行的主機(jī)，當(dāng)應(yīng)用程序需要使用外部存儲(chǔ)時(shí)，通過(guò)iscsiinitiator將控制主機(jī)提供的iscsitarget中的lun映射到本主機(jī)上，應(yīng)用程序就像使用本地磁盤一樣，使用iscsi卷；

控制主機(jī)：生成iscsitarget，完成后端存儲(chǔ)資源抽象，將后端存儲(chǔ)資源通過(guò)iscsi提供存儲(chǔ)服務(wù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通道，iops限制，網(wǎng)絡(luò)raid，糾刪碼特性實(shí)現(xiàn)；tgt是一個(gè)iscsitarget框架，具體的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)由backend實(shí)現(xiàn)，通過(guò)自定義實(shí)現(xiàn)backend，來(lái)適配不同的后端存儲(chǔ)系統(tǒng)；

存儲(chǔ)主機(jī)：分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)最終的存放地點(diǎn)，將存儲(chǔ)資源抽象成多個(gè)存儲(chǔ)組件；

圖1中，有兩個(gè)應(yīng)用主機(jī)，分別映射一個(gè)iscsi存儲(chǔ)資源，由于tgt設(shè)計(jì)為單進(jìn)程多線程模型，backend由一組線程來(lái)完成數(shù)據(jù)處理。在圖1中，是通常的iscsi使用方式，這里有兩個(gè)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)將影響系統(tǒng)穩(wěn)定性：

①所有iscsiinitiator連接到同一個(gè)tgtd進(jìn)程，由這個(gè)tgtd進(jìn)程負(fù)責(zé)本控制主機(jī)所有target和lun?？梢钥闯鰐gtd進(jìn)程存在單點(diǎn)的問(wèn)題，只要其中一個(gè)backend程序?qū)е聇gtd進(jìn)程coredump，整個(gè)控制主機(jī)所有的target和lun都會(huì)受到影響。

②上述提到過(guò)backend程序需要完成大量的邏輯，如實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通道，iops限制，網(wǎng)絡(luò)raid，糾刪碼特性，cache，網(wǎng)絡(luò)異常處理等，大量的代碼加入到tgt的框架中，會(huì)為tgt引入大量bug。

為了解決上述兩個(gè)影響穩(wěn)定性的問(wèn)題，本發(fā)明提出兩點(diǎn)改進(jìn)：

①tgtd完成多進(jìn)程。

②將大量邏輯代碼從backend中剝離，由外部獨(dú)立的進(jìn)程完成。

如圖2所示，為本發(fā)明的多進(jìn)程方式改進(jìn)結(jié)構(gòu)圖。將圖1中的單進(jìn)程tgtd，改成多進(jìn)程tgtd，每個(gè)tgtd進(jìn)程維護(hù)一個(gè)target/lun。應(yīng)用主機(jī)中的每個(gè)iscsi卷都連接到單獨(dú)的tgtd進(jìn)程上，如果backend程序的異常，由于tgtd是純用戶態(tài)的進(jìn)程，只會(huì)影響單個(gè)tgtd進(jìn)程，其他target和lun將完全不受影響。嚴(yán)格控制故障異常影響范圍，對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，是大幅度提高了穩(wěn)定性。在軟件工程中，代碼量越少，架構(gòu)越簡(jiǎn)單，bug數(shù)量將越少，系統(tǒng)更穩(wěn)定。為了將訪問(wèn)后端存儲(chǔ)、各種高級(jí)功能特性等代碼從tgt剝離，增強(qiáng)tgt的穩(wěn)定性。

如圖3所示，所述優(yōu)化方法還包括多進(jìn)程和共享內(nèi)存方法，所述多進(jìn)程和共享內(nèi)存方法是在tgtd進(jìn)程外部，設(shè)置一片共享內(nèi)存區(qū)域和一個(gè)microcontroller模塊，共享內(nèi)存區(qū)域用于傳遞數(shù)據(jù)，由microcontroller完成數(shù)據(jù)傳輸和功能特性的具體實(shí)現(xiàn)，具體實(shí)施步驟如下：

步驟①：在控制主機(jī)中規(guī)劃存儲(chǔ)資源，每個(gè)存儲(chǔ)資源對(duì)應(yīng)一個(gè)tgtd進(jìn)程、一個(gè)tgtd進(jìn)程只包含一個(gè)target和一個(gè)lun；

步驟②：應(yīng)用主機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)target和lun，根據(jù)需求應(yīng)用主機(jī)選擇所需的lun完成登錄過(guò)程；于是便將lun映射為應(yīng)用主機(jī)的虛擬塊設(shè)備；

步驟③：應(yīng)用主機(jī)上的程序使用虛擬塊設(shè)備，數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳遞tgtd進(jìn)程，tgt框架將iscsi協(xié)議格式的數(shù)據(jù)處理后，以scsi命令格式傳遞到backend模塊；backend模塊處理后，將數(shù)據(jù)封裝成請(qǐng)求存放到共享內(nèi)存區(qū)域，并通知microcontroller有新數(shù)據(jù)到來(lái)；

步驟④：microcontroller收到有新數(shù)據(jù)到來(lái)的通知后，從共享內(nèi)存區(qū)域取出相應(yīng)的請(qǐng)求，經(jīng)請(qǐng)求經(jīng)過(guò)處理后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)落地到存儲(chǔ)主機(jī)中。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其它相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。