專利名稱：塊級(jí)分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)讀寫方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及存儲(chǔ)系統(tǒng)及其應(yīng)用方法，尤其涉及塊級(jí)分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)讀寫方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，大多數(shù)的信息系統(tǒng)都是以服務(wù)器和客戶端為中心，存儲(chǔ)系統(tǒng)被定位于周邊設(shè)備。但是，近年來隨著社會(huì)信息化進(jìn)程的加快，信息量急劇增加，網(wǎng)頁數(shù)量以億為單位，各企業(yè)的存儲(chǔ)容量呈幾何級(jí)數(shù)量增長。分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)(Distribute Storage),就是將數(shù)據(jù)分散存儲(chǔ)在多臺(tái)獨(dú)立的物理存儲(chǔ)設(shè)備(例如，磁盤)上。與此相比較，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)器存儲(chǔ)所有數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)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)，不能滿足大規(guī)模存儲(chǔ)應(yīng)用的需要。分布式網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)采用可擴(kuò)展的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，利用多臺(tái)存儲(chǔ)服務(wù)器分擔(dān)存儲(chǔ)負(fù)荷，利用服務(wù)器定位存儲(chǔ)信息，它不但提高了系統(tǒng)的可靠性、可用性和存取效率，還易于擴(kuò)展。當(dāng)前，大多數(shù)的分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)都是基于文件系統(tǒng)(File System)的，無論是數(shù)據(jù)的讀取還是寫入，都要通過文件系統(tǒng)，造成文件系統(tǒng)成為瓶頸，影響了數(shù)據(jù)傳輸速度。因此，需要提供一種改進(jìn)的存儲(chǔ)系統(tǒng)，在任何操作系統(tǒng)或者文件系統(tǒng)的情況下，能夠方便地將新加入的存儲(chǔ)設(shè)備納入管理，并且使得數(shù)據(jù)的讀取及寫入不再通過文件系統(tǒng)這一層，來相應(yīng)地加快數(shù)據(jù)傳輸速度，滿足更大規(guī)模的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種塊級(jí)分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)讀寫方法，從而能夠至少部分地克服上面提及的缺陷。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種塊級(jí)分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)。所述存儲(chǔ)系統(tǒng)包括:客戶端，由用戶發(fā)起各種應(yīng)用；元服務(wù)器，與所述客戶端相連，向所述客戶端提供從物理存儲(chǔ)設(shè)備虛擬出的虛擬磁盤，并轉(zhuǎn)發(fā)來自所述客戶端的I/O給物理存儲(chǔ)設(shè)備；塊服務(wù)器，與所述元服務(wù)器進(jìn)行通信，并提供以塊為單位的物理存儲(chǔ)空間；以及至少一個(gè)物理存儲(chǔ)設(shè)備，用于提供實(shí)際的物理存儲(chǔ)空間。優(yōu)選的，所述塊服務(wù)器提供的物理存儲(chǔ)空間來源于不同類型的存儲(chǔ)設(shè)備。優(yōu)選的，所述塊服務(wù)器的數(shù)目是多個(gè)，并且每個(gè)塊服務(wù)器提供實(shí)際上限的存儲(chǔ)空間。優(yōu)選的，在所述客戶端上設(shè)置用戶界面，以使得用戶能夠輸入所設(shè)定的塊的大小。優(yōu)選的，當(dāng)用戶通過所述客戶端發(fā)出寫入請(qǐng)求時(shí)，所述客戶端的數(shù)據(jù)流通過所述元服務(wù)器，按照所設(shè)定的塊的大小隨機(jī)地寫入到不同的物理存儲(chǔ)設(shè)備中。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種根據(jù)上述存儲(chǔ)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)讀寫方法。所述方法包括:用戶發(fā)出數(shù)據(jù)的讀取或?qū)懭胝?qǐng)求；在用戶發(fā)出數(shù)據(jù)的寫入請(qǐng)求的情況下，來自客戶端的寫入數(shù)據(jù)流通過元服務(wù)器，按照所設(shè)定的塊的大小隨機(jī)地存儲(chǔ)到不同的物理存儲(chǔ)設(shè)備中，或是在用戶發(fā)出數(shù)據(jù)的讀取請(qǐng)求的情況下，從不同的物理存儲(chǔ)設(shè)備，按照所設(shè)定的塊的大小隨機(jī)地讀取數(shù)據(jù)。因此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)是基于物理存儲(chǔ)設(shè)備(例如，磁盤)的，也就是塊(block)級(jí)別的。所以無論是什么操作系統(tǒng)或者文件系統(tǒng)，都可以方便地納入管理，而且數(shù)據(jù)不通過文件系統(tǒng)這一層，從而加快了數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣取?br>

本發(fā)明的特征、實(shí)施例和優(yōu)點(diǎn)，將參照附圖在以下詳細(xì)描述，其中:圖1是描繪了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的塊級(jí)分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)配置的示意圖；圖2是描繪了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的塊級(jí)分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)寫入方法的流程圖；以及圖3是描繪了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的塊級(jí)分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)讀取方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式接下來，將結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。只要可能，在整個(gè)附圖中，相同的附圖標(biāo)記將指示相同的部件。硬件配置下面，參照?qǐng)D1來說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的塊級(jí)分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)的硬件配置。圖1是描繪了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的塊級(jí)分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)配置的示意圖。如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的塊級(jí)分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)100包括客戶端或應(yīng)用服務(wù)器1000、元服務(wù)器2000、塊服務(wù)器3000、以及多臺(tái)由不同廠商提供的性能不同的物理存儲(chǔ)設(shè)備4000。如圖1所示，應(yīng)用服務(wù)器(客戶端)1000、元服務(wù)器2000的數(shù)目都是一臺(tái)，而塊服務(wù)器3000和物理存儲(chǔ)設(shè)備4000的數(shù)目都是三臺(tái)。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，根據(jù)需要，這些組成部件的數(shù)目還可以被適當(dāng)?shù)卦O(shè)定，本發(fā)明并不局限于此。這里，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的元服務(wù)器2000提供給客戶端1000從虛擬存儲(chǔ)設(shè)備到物理存儲(chǔ)設(shè)備(例如，磁盤)之間的映射，并且可以管理各種磁盤陣列(RAID)或物理存儲(chǔ)設(shè)備。另外，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的塊服務(wù)器3000的作用在于提供以塊為單位的物理存儲(chǔ)空間，例如128MB/每塊。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，根據(jù)實(shí)際需要，塊的大小可以被任意地設(shè)置。另外，在客戶端1000上還可以設(shè)置用戶界面(n)，在用戶界面上具有向用戶提供設(shè)置塊大小的表項(xiàng)，從而用戶能夠預(yù)先根據(jù)需要設(shè)置塊的大小，甚至來修改塊的大小。因此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的塊級(jí)分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)的特點(diǎn)包括:第一，通過元服務(wù)器，而非通過文件系統(tǒng)這一層，從而加快了數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣取５诙?，通過塊服務(wù)器，不僅能夠以塊為單位來隨機(jī)地讀取并寫入數(shù)據(jù)，而且還能夠定位存儲(chǔ)信息，從而提高了存儲(chǔ)系統(tǒng)的可靠性、可用性和存儲(chǔ)效率，并且還易于擴(kuò)展系統(tǒng)。數(shù)據(jù)寫入方法接下來，參考圖2來詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的塊級(jí)分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)寫入方法。圖2是描繪了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的塊級(jí)分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)寫入方法的流程圖。如上所述，用戶可通過在客戶端1000上設(shè)置的用戶界面，來預(yù)先設(shè)定塊的大小，或是通過用戶界面來更改所設(shè)定的塊的大小。首先，用戶通過客戶端1000發(fā)起數(shù)據(jù)的寫入請(qǐng)求(步驟S201)。在接受到數(shù)據(jù)的寫入請(qǐng)求之后，通過元服務(wù)器2000，將來自客戶端1000的寫入數(shù)據(jù)流按照預(yù)先設(shè)定的塊的大小隨機(jī)地存儲(chǔ)到不同的物理存儲(chǔ)設(shè)備4000中(步驟S202)。因此，與傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)采用集中的存儲(chǔ)服務(wù)器存儲(chǔ)所有數(shù)據(jù)相比較，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的塊級(jí)分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)能夠?qū)懭霐?shù)據(jù)隨機(jī)地、分散地存儲(chǔ)到由不同廠商制造的不同類型的物理存儲(chǔ)設(shè)備中，從而實(shí)現(xiàn)以塊為單位的存儲(chǔ)空間的管理。數(shù)據(jù)讀取方法接下來，參考圖3來詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的塊級(jí)分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)讀取方法。圖3是描繪了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的塊級(jí)分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)讀取方法的流程圖。同樣，用戶可通過在客戶端1000上設(shè)置的用戶界面，來預(yù)先設(shè)定塊的大小，或是通過用戶界面來更改所設(shè)定的塊的大小。首先，用戶通過客戶端1000發(fā)起數(shù)據(jù)的讀取請(qǐng)求(步驟S301)。在接受到數(shù)據(jù)的讀取請(qǐng)求之后，通過元服務(wù)器2000，從不同的物理存儲(chǔ)設(shè)備中，按照預(yù)先設(shè)定的塊的大小隨機(jī)地讀取數(shù)據(jù)(步驟S302)。因此，與傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)采用從集中的存儲(chǔ)服務(wù)器讀取所有數(shù)據(jù)相比較，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的塊級(jí)分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)能夠隨機(jī)地、分散地從由不同廠商制造的不同類型的物理存儲(chǔ)設(shè)備中讀取相應(yīng)的數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)以塊為單位的存儲(chǔ)空間的管理。有益.效果因此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)是基于物理存儲(chǔ)設(shè)備(例如，磁盤)的，也就是塊(block)級(jí)別的。所以無論是什么操作系統(tǒng)或者文件系統(tǒng)，都可以方便地納入管理，而且數(shù)據(jù)不通過文件系統(tǒng)這一層，從而加快了數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣?。盡管給出一些實(shí)施例，但本發(fā)明并不限于此。本領(lǐng)域技術(shù)人員基于本發(fā)明實(shí)施例的任何變形、修改，都不會(huì)背離本發(fā)明所限定的權(quán)利要求的范圍。
權(quán)利要求
1.一種塊級(jí)分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)，其特征在于，包括: 客戶端，由用戶發(fā)起各種應(yīng)用； 元服務(wù)器，與所述客戶端相連，向所述客戶端提供從物理存儲(chǔ)設(shè)備虛擬出的虛擬磁盤，并轉(zhuǎn)發(fā)來自所述客戶端的I/o給物理存儲(chǔ)設(shè)備； 塊服務(wù)器，與所述元服務(wù)器進(jìn)行通信，并提供以塊為單位的物理存儲(chǔ)空間；以及 至少一個(gè)物理存儲(chǔ)設(shè)備，用于提供實(shí)際的物理存儲(chǔ)空間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)系統(tǒng)，其特征在于，所述塊服務(wù)器提供的物理存儲(chǔ)空間來源于不同類型的存儲(chǔ)設(shè)備。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)系統(tǒng)，其特征在于，所述塊服務(wù)器的數(shù)目是多個(gè)，并且每個(gè)塊服務(wù)器提供實(shí)際上限的存儲(chǔ)空間。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的存儲(chǔ)系統(tǒng)，其特征在于，在所述客戶端上設(shè)置用戶界面，以使得用戶能夠輸入所設(shè)定的塊的大小。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的存儲(chǔ)系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)用戶通過所述客戶端發(fā)出寫入請(qǐng)求時(shí)，所述客戶端的數(shù)據(jù)流通過所述元服務(wù)器，按照所設(shè)定的塊的大小隨機(jī)地寫入到不同的物理存儲(chǔ)設(shè)備中。
6.一種根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述存儲(chǔ)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)讀寫方法，其特征在于，所述方法包括: 用戶發(fā)出數(shù)據(jù)的讀取或?qū)懭胝?qǐng)求； 在用戶發(fā)出數(shù)據(jù)的寫入請(qǐng)求的情況下，來自客戶端的寫入數(shù)據(jù)流通過元服務(wù)器，按照所設(shè)定的塊的大小隨機(jī)地存儲(chǔ)到不同的物理存儲(chǔ)設(shè)備中，或是在用戶發(fā)出數(shù)據(jù)的讀取請(qǐng)求的情況下，從不同的物理存儲(chǔ)設(shè)備，按照所設(shè)定的塊的大小隨機(jī)地讀取數(shù)據(jù)。
全文摘要
公開了一種塊級(jí)分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)讀寫方法。該存儲(chǔ)系統(tǒng)包括客戶端，由用戶發(fā)起各種應(yīng)用；元服務(wù)器，與所述客戶端相連，向所述客戶端提供從物理存儲(chǔ)設(shè)備虛擬出的虛擬磁盤，并轉(zhuǎn)發(fā)來自所述客戶端的I/O給物理存儲(chǔ)設(shè)備；塊服務(wù)器，與所述元服務(wù)器進(jìn)行通信，并提供以塊為單位的物理存儲(chǔ)空間；以及至少一個(gè)物理存儲(chǔ)設(shè)備，用于提供實(shí)際的物理存儲(chǔ)空間。本發(fā)明的分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)是基于物理存儲(chǔ)設(shè)備的，也就是塊級(jí)別的。所以對(duì)于任何的操作系統(tǒng)或者文件系統(tǒng)，都可以方便地納入管理，而且數(shù)據(jù)不通過文件系統(tǒng)這一層，從而加快了數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣取?br> 文檔編號(hào)G06F3/06GK103186349SQ201110444698
公開日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2011年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月27日
發(fā)明者陳燁, 茅文蕾 申請(qǐng)人:杭州信核數(shù)據(jù)科技有限公司