一種在線擴(kuò)容的虛擬卷系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種在線擴(kuò)容的虛擬卷系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法，其中，所述實(shí)現(xiàn)方法包括以下步驟：將各存儲(chǔ)設(shè)備格式化，其中，在所述格式化中，對(duì)于每一所述存儲(chǔ)設(shè)備，將其一段空間設(shè)置為存放管理數(shù)據(jù)的管理區(qū)，其他空間格式化成大小相同的存儲(chǔ)塊；將若干存儲(chǔ)設(shè)備組成一個(gè)存儲(chǔ)池，所有存儲(chǔ)設(shè)備的各存儲(chǔ)塊組成連續(xù)的邏輯地址空間；在所述存儲(chǔ)池中，任意選取若干存儲(chǔ)塊，組成虛擬磁盤。采用上述方案，本發(fā)明能夠在不中斷虛擬卷系統(tǒng)正常存儲(chǔ)服務(wù)的前提下，實(shí)現(xiàn)對(duì)存儲(chǔ)容量和存儲(chǔ)服務(wù)進(jìn)行任意擴(kuò)展，具有很高的市場應(yīng)用價(jià)值。
【專利說明】一種在線擴(kuò)容的虛擬卷系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及虛擬卷系統(tǒng)，尤其涉及的是，一種在線擴(kuò)容的虛擬卷系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]虛擬化存儲(chǔ)降低了存儲(chǔ)管理的復(fù)雜度，有效地解決了底層存儲(chǔ)設(shè)備的復(fù)雜性和多樣性，使系統(tǒng)具備了更好的擴(kuò)展性和靈活性。用戶只需將存儲(chǔ)設(shè)備添加到存儲(chǔ)池(Pool)中并進(jìn)行簡單配置，就可以創(chuàng)建虛擬卷(Virtual Volume)，而不必考慮應(yīng)用了虛擬卷的系統(tǒng)中，單個(gè)設(shè)備的物理存儲(chǔ)容量和存儲(chǔ)介質(zhì)的屬性，從而能夠方便地實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的存儲(chǔ)管理。
[0003]現(xiàn)在的RAID (Redundant Array of Independent Disk,獨(dú)立冗余磁盤陣列)一般都提供了對(duì)在線擴(kuò)容(Online Capacity Expansion)的支持，即在保持系統(tǒng)正常運(yùn)行的同時(shí)，RAID系統(tǒng)能夠支持向已存在的驅(qū)動(dòng)器組(Drive Group)中加入新的一個(gè)或多個(gè)磁盤(Disk),從而動(dòng)態(tài)擴(kuò)充虛擬磁盤(Virtual Disk)的容量。因此,如何在不中斷虛擬卷系統(tǒng)正常存儲(chǔ)服務(wù)的前提下，實(shí)現(xiàn)對(duì)存儲(chǔ)容量和存儲(chǔ)服務(wù)進(jìn)行任意擴(kuò)展，是需要解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種新的在線擴(kuò)容的虛擬卷系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種在線擴(kuò)容的虛擬卷系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，其包括以下步驟:將各存儲(chǔ)設(shè)備格式化，其中，在所述格式化中，對(duì)于每一所述存儲(chǔ)設(shè)備，將其一段空間設(shè)置為存放管理數(shù)據(jù)的管理區(qū)，其他空間格式化成大小相同的存儲(chǔ)塊；將若干存儲(chǔ)設(shè)備組成一個(gè)存儲(chǔ)池，所有存儲(chǔ)設(shè)備的各存儲(chǔ)塊組成連續(xù)的邏輯地址空間；在所述存儲(chǔ)池中，任意選取若干存儲(chǔ)塊，組成虛擬磁盤。
[0006]優(yōu)選的，所述實(shí)現(xiàn)方法中，所述存儲(chǔ)設(shè)備為獨(dú)立冗余磁盤陣列、磁盤和/或閃存。
[0007]優(yōu)選的，所述實(shí)現(xiàn)方法中，所述存儲(chǔ)池包括I至32個(gè)獨(dú)立冗余磁盤陣列。
[0008]優(yōu)選的，所述實(shí)現(xiàn)方法中，所述管理數(shù)據(jù)為元數(shù)據(jù)。
[0009]優(yōu)選的，所述實(shí)現(xiàn)方法中，所述格式化中，所述管理區(qū)的大小為16*512+32*1024*1024字節(jié)，并且，獲得所述存儲(chǔ)設(shè)備的空閑存儲(chǔ)塊的數(shù)量。
[0010]優(yōu)選的，所述實(shí)現(xiàn)方法中，所述存儲(chǔ)池使用數(shù)組管理其中的物理卷，使用位示圖管理全部物理卷的存儲(chǔ)塊。
[0011]優(yōu)選的，所述實(shí)現(xiàn)方法中，所述虛擬磁盤使用紅黑樹結(jié)構(gòu)將各所述存儲(chǔ)塊作為節(jié)點(diǎn)進(jìn)行管理。
[0012]優(yōu)選的，所述實(shí)現(xiàn)方法還包括步驟:選擇一個(gè)已經(jīng)創(chuàng)建好的物理卷擴(kuò)容到所述存儲(chǔ)池；或者，根據(jù)預(yù)配置策略，自動(dòng)選擇空閑的磁盤，自動(dòng)創(chuàng)建獨(dú)立冗余磁盤陣列后創(chuàng)建物理卷，擴(kuò)容到所述存儲(chǔ)池；所述擴(kuò)容，包括在所述存儲(chǔ)池的所述位示圖中尋找空閑的至少一存儲(chǔ)塊，將其加入到所述虛擬磁盤的紅黑樹結(jié)構(gòu)，修改元數(shù)據(jù)寫入管理區(qū)。[0013]優(yōu)選的，所述實(shí)現(xiàn)方法還包括步驟:釋放至少一存儲(chǔ)塊，將其從所述虛擬磁盤的紅黑樹結(jié)構(gòu)刪除，修改元數(shù)據(jù)寫入管理區(qū)。
[0014]本發(fā)明的又一技術(shù)方案如下:一種在線擴(kuò)容的虛擬卷系統(tǒng)，其包括:格式化的若干存儲(chǔ)設(shè)備，其中，每一所述存儲(chǔ)設(shè)備，其一段空間設(shè)置為存放管理數(shù)據(jù)的管理區(qū)，其他空間格式化成大小相同的存儲(chǔ)塊；若干存儲(chǔ)設(shè)備組成的一個(gè)存儲(chǔ)池，其中，所有存儲(chǔ)設(shè)備的各存儲(chǔ)塊組成連續(xù)的邏輯地址空間；以及在所述存儲(chǔ)池中任意選取若干存儲(chǔ)塊所組成的虛擬磁盤。
[0015]采用上述方案，本發(fā)明通過設(shè)置存放管理數(shù)據(jù)的管理區(qū)以及將存儲(chǔ)塊組成連續(xù)的邏輯地址空間，從而能夠在不中斷虛擬卷系統(tǒng)正常存儲(chǔ)服務(wù)的前提下，實(shí)現(xiàn)對(duì)存儲(chǔ)容量和存儲(chǔ)服務(wù)進(jìn)行任意擴(kuò)展，具有很高的市場應(yīng)用價(jià)值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的創(chuàng)建物理卷結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的紅黑樹結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的擴(kuò)容示意圖；
[0019]圖4為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的紅黑樹結(jié)構(gòu)擴(kuò)容示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]為了便于理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的說明。附圖中給出了本發(fā)明的較佳的實(shí)施例。但是，本發(fā)明可以采用許多不同的形式來實(shí)現(xiàn)，并不限于本說明書所描述的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例的目的是使對(duì)本發(fā)明的公開內(nèi)容的理解更加透徹全面。
[0021]需要說明的是，當(dāng)元件被稱為“固定于”另一個(gè)元件，它可以直接在另一個(gè)元件上或者也可以存在居中的元件。當(dāng)一個(gè)元件被認(rèn)為是“連接”另一個(gè)元件，它可以是直接連接到另一個(gè)元件或者可能同時(shí)存在居中元件。本說明書所使用的術(shù)語“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的。
[0022]除非另有定義，本說明書所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本說明書中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實(shí)施例的目的，不是用于限制本發(fā)明。本說明書所使用的術(shù)語“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。
[0023]本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例是，一種在線擴(kuò)容的虛擬卷系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，其包括以下步驟:將各存儲(chǔ)設(shè)備格式化，其中，在所述格式化中，對(duì)于每一所述存儲(chǔ)設(shè)備，將其一段空間設(shè)置為存放管理數(shù)據(jù)的管理區(qū)，其他空間格式化成大小相同的存儲(chǔ)塊(TRUNK);將若干存儲(chǔ)設(shè)備組成一個(gè)存儲(chǔ)池，所有存儲(chǔ)設(shè)備的各存儲(chǔ)塊組成連續(xù)的邏輯地址空間；在所述存儲(chǔ)池中，任意選取若干存儲(chǔ)塊，組成虛擬磁盤。
[0024]其中，將各存儲(chǔ)設(shè)備格式化，即創(chuàng)建物理卷；存儲(chǔ)池中包括若干個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備，例如，包括若干磁盤。優(yōu)選的，所述管理數(shù)據(jù)為元數(shù)據(jù)。
[0025]優(yōu)選的，還包括步驟:選取至少一空閑的所述存儲(chǔ)塊或者已格式化的存儲(chǔ)設(shè)備，擴(kuò)容到所述存儲(chǔ)池。優(yōu)選的，還包括步驟:選取所述存儲(chǔ)池中至少一被選擇組成虛擬磁盤的存儲(chǔ)塊或者至少一存儲(chǔ)設(shè)備，從所述存儲(chǔ)池中刪除。例如，所述實(shí)現(xiàn)方法還包括以下步驟:SI，將各存儲(chǔ)設(shè)備格式化；S2，將若干存儲(chǔ)設(shè)備組成一個(gè)存儲(chǔ)池，所有存儲(chǔ)設(shè)備的各存儲(chǔ)塊組成連續(xù)的邏輯地址空間；S3，在所述存儲(chǔ)池中，任意選取若干存儲(chǔ)塊，組成虛擬磁盤。又如，在執(zhí)行中，所述實(shí)現(xiàn)方法還包括以下步驟:S3，在所述存儲(chǔ)池中，任意選取具有連續(xù)的邏輯地址空間的若干存儲(chǔ)塊，組成虛擬磁盤。又如，在執(zhí)行中，所述實(shí)現(xiàn)方法還包括以下步驟:S3，在所述存儲(chǔ)池中，從具有連續(xù)的邏輯地址空間的各存儲(chǔ)塊中，任意選取若干存儲(chǔ)塊，組成虛擬磁盤。優(yōu)選的，步驟S3之后，還執(zhí)行以下步驟S4:選取至少一空閑的所述存儲(chǔ)塊或者已格式化的存儲(chǔ)設(shè)備，擴(kuò)容到所述存儲(chǔ)池。
[0026]優(yōu)選的，所述實(shí)現(xiàn)方法中，所述存儲(chǔ)設(shè)備為獨(dú)立冗余磁盤陣列、磁盤和/或閃存(Flash)。例如，所述存儲(chǔ)池包括至少一個(gè)RAID。又如所述存儲(chǔ)池包括一個(gè)或多個(gè)RAID、一個(gè)或多個(gè)磁盤、和/或一個(gè)或多個(gè)閃存；優(yōu)選的，所述存儲(chǔ)池還包括一個(gè)固態(tài)硬盤(SolidState Disk)，優(yōu)選的，各所述存儲(chǔ)設(shè)備的管理區(qū)統(tǒng)一設(shè)置于所述固態(tài)硬盤上，此時(shí)，各存儲(chǔ)設(shè)備的全部空間格式化成大小相同的存儲(chǔ)塊；優(yōu)選的，所述存儲(chǔ)池包括I至32個(gè)獨(dú)立冗余磁盤陣列。這樣，通過將每個(gè)RAID或DISK或其他物理設(shè)備進(jìn)行格式化，前面一段空間用于存放管理數(shù)據(jù)，其他空間格式化成均等大小的TRUNK，然后任意個(gè)RAID可以組成一個(gè)Pool，所有RAID的TRUNK —起組成一段連續(xù)的邏輯地址空間?？梢詮拇薖ool內(nèi)選取任意TRUNK用于組成VD0
[0027]優(yōu)選的，所述實(shí)現(xiàn)方法中，所述格式化中，所述管理區(qū)的大小為16*512+32*1024*1024字節(jié)，并且，獲得所述存儲(chǔ)設(shè)備的空閑存儲(chǔ)塊的數(shù)量。例如，16*512字節(jié)用于存儲(chǔ)所述元數(shù)據(jù)，32*1024*1024字節(jié)用于創(chuàng)建Pool存儲(chǔ)信息。并且獲得了所述存儲(chǔ)設(shè)備的空閑存儲(chǔ)塊的數(shù)量，即后續(xù)可用的空閑存儲(chǔ)塊的數(shù)量。
[0028]例如，如圖1所示，格式化存儲(chǔ)設(shè)備，即創(chuàng)建PV，說明如下。對(duì)于一個(gè)物理存在的存儲(chǔ)設(shè)備我們將其抽象成PV(physical volume,物理卷),首先將一個(gè)物理存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行格式化，將其物理空間格式化。例如，在PV的前16個(gè)BLK (block，也就是一個(gè)塊，512字節(jié))寫入元數(shù)據(jù)，然后將PV的空間大小減去16*512+32*1024*1024 (后者也就是32M，這段空間可用于后面創(chuàng)建Pool)，然后根據(jù)剩余的空間大小，將其格式化成固定大小的塊，這樣。就得到了當(dāng)前PV的空閑塊個(gè)數(shù):free_chunk。
[0029]例如，將物理存儲(chǔ)設(shè)備，包括RAID或Disk或Flash等，抽象為PV，并且將PV內(nèi)的地址空間格式化，前面16*512+32*1024*1024的大小空間保留用于存放元數(shù)據(jù)，其他空間都格式化為大小相等的TRUNK。如圖1所示，創(chuàng)建PV時(shí)，一部分空間作為物理卷元數(shù)據(jù)空間，用于存儲(chǔ)該P(yáng)V的元數(shù)據(jù)(PV METADATA)，一部分空間作為存儲(chǔ)池元數(shù)據(jù)空間，用于存儲(chǔ)該P(yáng)V所在存儲(chǔ)池的元數(shù)據(jù)(POOL METADATA),其他空間則平均分為大小相等的存儲(chǔ)塊，包括TRUNK0、TRUNKl……(圖1中僅顯示到TRUNK4，根據(jù)實(shí)際情況可以包括許多個(gè)TRUNK)。TRUNK的大小不做限制，只需其能夠?qū)崿F(xiàn)存儲(chǔ)池的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求即可；優(yōu)選的，根據(jù)存儲(chǔ)需求設(shè)置各存儲(chǔ)設(shè)備TRUNK的大小及其數(shù)量。例如，物理卷元數(shù)據(jù)空間中，包括:PV_imid，即PV 的唯一標(biāo)識(shí)；Free_trunk,即空閑的 TRUNK數(shù)目；Host_pool,即 PV所屬的pool ；Pv_type,即PV所屬的類型；pv_state，即PV的狀態(tài)等數(shù)據(jù)信息。
[0030]優(yōu)選的，所述實(shí)現(xiàn)方法中，所述存儲(chǔ)池使用數(shù)組管理其中的物理卷，使用位示圖(Bitmap)管理全部物理卷的存儲(chǔ)塊；這樣，Pool使用數(shù)組管理PV，使用BITMAP管理所有PV的TRUNK。優(yōu)選的，所述實(shí)現(xiàn)方法中，所述虛擬磁盤使用紅黑樹(Red Black Tree, RBTREE,一種二叉樹)結(jié)構(gòu)將各所述存儲(chǔ)塊作為節(jié)點(diǎn)進(jìn)行管理。
[0031]例如，創(chuàng)建Pool和VD如圖2所示，將任意個(gè)RAID結(jié)合在一起，組成一個(gè)Pool，優(yōu)選的，小于等于32個(gè)RAID結(jié)合在一起，組成一個(gè)Pool。一個(gè)Pool將幾個(gè)RAID的空間組合在一起，形成一片連續(xù)的線性的地址空間。優(yōu)選的，使用一個(gè)數(shù)組管理所有的PV，數(shù)組內(nèi)存放指向PV數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的指針。優(yōu)選的，使用一個(gè)Bitmap來表示當(dāng)前Pool內(nèi)那些TRUNK被占用，那些TRUNK沒有被占用。創(chuàng)建VD可以從此片空間內(nèi)選取任意的空閑的TRUNK來組建一個(gè)VD。例如，使用RBTREE來組織VD的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，RBTREE的特性使得VD具有較高的尋址效率。這樣，VD使用RBTREE，將相應(yīng)的TRUNK給管理起來，每一個(gè)TRUNK就是一個(gè)RBTREE的節(jié)點(diǎn)，所以VD的擴(kuò)容和縮減都可以抽象為對(duì)RBTREE的添加節(jié)點(diǎn)和刪除節(jié)點(diǎn)操作，尋址也抽象為RBTREE節(jié)點(diǎn)的查找，基于RBTREE的特點(diǎn)，那么VD的尋址將很快而且隨著VD的擴(kuò)容尋址速度基本不受影響，同時(shí)VD的擴(kuò)容和縮減將不會(huì)對(duì)業(yè)務(wù)，例如VD尋址等，造成任何影響。
[0032]優(yōu)選的，所述實(shí)現(xiàn)方法還包括步驟:選擇一個(gè)已經(jīng)創(chuàng)建好的物理卷擴(kuò)容到所述存儲(chǔ)池；或者，根據(jù)預(yù)配置策略，自動(dòng)選擇空閑的磁盤，自動(dòng)創(chuàng)建獨(dú)立冗余磁盤陣列后創(chuàng)建物理卷，擴(kuò)容到所述存儲(chǔ)池；所述擴(kuò)容，包括在所述存儲(chǔ)池的所述位示圖中尋找空閑的至少一存儲(chǔ)塊，將其加入到所述虛擬磁盤的紅黑樹結(jié)構(gòu)，修改元數(shù)據(jù)寫入管理區(qū)。
[0033]例如，所述實(shí)現(xiàn)方法還包括以下步驟:
[0034]SI，將各存儲(chǔ)設(shè)備格式化；
[0035]S2，將若干存儲(chǔ)設(shè)備組成一個(gè)存儲(chǔ)池，所有存儲(chǔ)設(shè)備的各存儲(chǔ)塊組成連續(xù)的邏輯地址空間；
[0036]S3，在所述存儲(chǔ)池中，任意選取若干存儲(chǔ)塊，組成虛擬磁盤；
[0037]S41，選擇一個(gè)已經(jīng)創(chuàng)建好的物理卷擴(kuò)容到所述存儲(chǔ)池。或者，采用步驟S42替代上述步驟S41，步驟S42為:根據(jù)預(yù)配置策略，自動(dòng)選擇空閑的磁盤，自動(dòng)創(chuàng)建獨(dú)立冗余磁盤陣列后創(chuàng)建物理卷，擴(kuò)容到所述存儲(chǔ)池。
[0038]優(yōu)選的，所述實(shí)現(xiàn)方法還包括步驟:釋放至少一存儲(chǔ)塊，將其從所述虛擬磁盤的紅黑樹結(jié)構(gòu)刪除，修改元數(shù)據(jù)寫入管理區(qū)。例如，在上述步驟S41或步驟S42之后，還執(zhí)行以下步驟S5:釋放至少一存儲(chǔ)塊，將其從所述虛擬磁盤的紅黑樹結(jié)構(gòu)刪除，修改元數(shù)據(jù)寫入管理區(qū)。例如，寫入一個(gè)總的管理區(qū)，和/或，寫入相關(guān)存儲(chǔ)設(shè)備的管理區(qū)。又如，步驟S5中，還包括釋放至少一存儲(chǔ)設(shè)備。
[0039]例如，Pool的擴(kuò)容如圖3所示,例如,若當(dāng)前的存儲(chǔ)容量已經(jīng)使用完,空閑容量已經(jīng)無法滿足業(yè)務(wù)的需求，那么Pool將進(jìn)行擴(kuò)容。例如，還包括以下步驟:判斷所述存儲(chǔ)池中的存儲(chǔ)容量是否低于預(yù)設(shè)值，是則自動(dòng)擴(kuò)容。優(yōu)選的，實(shí)時(shí)判斷或者周期判斷所述存儲(chǔ)池中的存儲(chǔ)容量是否低于所述預(yù)設(shè)值；例如，判斷所述存儲(chǔ)池中的存儲(chǔ)容量是否低于所述存儲(chǔ)池總存儲(chǔ)容量的5%或者10% ;又如，每隔10秒或者30秒或者60秒，判斷所述存儲(chǔ)池中的存儲(chǔ)容量是否低于所述預(yù)設(shè)值，是則自動(dòng)擴(kuò)容；其中，所述自動(dòng)擴(kuò)容，包括增加所述存儲(chǔ)池總存儲(chǔ)容量的10%或者20%。又如，可以手動(dòng)選擇一個(gè)已經(jīng)創(chuàng)建好的PV，將其擴(kuò)容到Pool當(dāng)中，也可以事先配置好策略，自動(dòng)選擇空閑的磁盤，自動(dòng)創(chuàng)建RAID，再創(chuàng)建PV進(jìn)行擴(kuò)容，Pool的擴(kuò)容是容量的線性擴(kuò)容，直接增加Pool的空閑TRUNK數(shù)目即可。由于在Pool內(nèi)用一個(gè)PV數(shù)組管理相應(yīng)的PV，因此只需要向PV數(shù)組內(nèi)添加新的PV指針，并更新Pool容量即可，對(duì)當(dāng)前業(yè)務(wù)流量無任何影響。這樣，應(yīng)用靈活、簡單、方便。
[0040]例如，VD的擴(kuò)容和縮減如圖4所示，在Pool的Bitmap內(nèi)尋找到空閑的TRUNK，然后將TRUNK直接加入到VD的RBTREE數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，更新VD的容量，重新寫入元數(shù)據(jù)，使更改生效即可。VD的尋址和VD的擴(kuò)容就直接抽象成了，RBTREE的查找和RBTREE的添加節(jié)點(diǎn)過程，這兩者具有相對(duì)獨(dú)立的流程，使用一個(gè)鎖即可以防止兩者之間的競爭。同時(shí)由于我們組織地址都是以TRUNK為單位，所以VD容量的縮減也成為一個(gè)簡單的事情，只需要將相應(yīng)的TRUNK釋放，并且從RBTREE中除去，那么VD就完成了縮減。同樣可以在線完成容量縮減，因?yàn)閂D的縮減也抽象為一個(gè)RBTREE節(jié)點(diǎn)的釋放過程。此TRUNK又可以被其他VD所使用了。
[0041]結(jié)合應(yīng)用上述任一相關(guān)實(shí)施例，本發(fā)明的又一實(shí)施例如下:一種在線擴(kuò)容的虛擬卷系統(tǒng)，其包括:格式化的若干存儲(chǔ)設(shè)備，其中，每一所述存儲(chǔ)設(shè)備，其一段空間設(shè)置為存放管理數(shù)據(jù)的管理區(qū)，其他空間格式化成大小相同的存儲(chǔ)塊；若干存儲(chǔ)設(shè)備組成的一個(gè)存儲(chǔ)池，其中，所有存儲(chǔ)設(shè)備的各存儲(chǔ)塊組成連續(xù)的邏輯地址空間；以及在所述存儲(chǔ)池中任意選取若干存儲(chǔ)塊所組成的虛擬磁盤。
[0042]例如，該虛擬卷系統(tǒng)包括具有連續(xù)邏輯地址空間的若干存儲(chǔ)塊所組成的一個(gè)存儲(chǔ)池。又如，所述存儲(chǔ)池包括至少一個(gè)RAID。又如所述存儲(chǔ)池包括一個(gè)或多個(gè)RAID、一個(gè)或多個(gè)磁盤、和/或一個(gè)或多個(gè)閃存；優(yōu)選的，所述存儲(chǔ)池還包括一個(gè)固態(tài)硬盤。優(yōu)選的，所述存儲(chǔ)池包括I至32個(gè)獨(dú)立冗余磁盤陣列。優(yōu)選的，每一所述存儲(chǔ)設(shè)備設(shè)置一大小為16*512+32*1024*1024字節(jié)的管理區(qū)；又如，各管理區(qū)統(tǒng)一設(shè)置于一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備中。優(yōu)選的，所述虛擬磁盤使用紅黑樹結(jié)構(gòu)將各所述存儲(chǔ)塊作為節(jié)點(diǎn)進(jìn)行管理。
[0043]進(jìn)一步地，本發(fā)明的實(shí)施例還包括，上述各實(shí)施例的各技術(shù)特征，相互組合形成的在線擴(kuò)容的虛擬卷系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法。
[0044]需要說明的是，在線擴(kuò)容的虛擬卷系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法是一種提供持續(xù)存儲(chǔ)服務(wù)的實(shí)現(xiàn)方法，解決的是擴(kuò)容時(shí)如何提高存儲(chǔ)設(shè)備利用程度的技術(shù)問題，該方法通過執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)存儲(chǔ)系統(tǒng)內(nèi)部運(yùn)行性能的改進(jìn)，反映的是在不中斷虛擬卷系統(tǒng)正常存儲(chǔ)服務(wù)的前提下，實(shí)現(xiàn)對(duì)存儲(chǔ)容量和存儲(chǔ)服務(wù)進(jìn)行任意擴(kuò)展，利用的是遵循自然規(guī)律的技術(shù)手段，獲得存儲(chǔ)設(shè)備的存儲(chǔ)容量利用最大化、存儲(chǔ)服務(wù)不中斷的技術(shù)效果。因此，本發(fā)明專利申請(qǐng)是一種通過執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)性能改進(jìn)的解決方案，屬于專利法第二條第二款規(guī)定的技術(shù)方案，屬于專利保護(hù)的客體。
[0045]需要說明的是，上述各技術(shù)特征繼續(xù)相互組合，形成未在上面列舉的各種實(shí)施例，均視為本發(fā)明說明書記載的范圍；并且，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種在線擴(kuò)容的虛擬卷系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，包括以下步驟: 將各存儲(chǔ)設(shè)備格式化，其中，在所述格式化中，對(duì)于每一所述存儲(chǔ)設(shè)備，將其一段空間設(shè)置為存放管理數(shù)據(jù)的管理區(qū)，其他空間格式化成大小相同的存儲(chǔ)塊； 將若干存儲(chǔ)設(shè)備組成一個(gè)存儲(chǔ)池，所有存儲(chǔ)設(shè)備的各存儲(chǔ)塊組成連續(xù)的邏輯地址空間； 在所述存儲(chǔ)池中，任意選取若干存儲(chǔ)塊，組成虛擬磁盤。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述存儲(chǔ)設(shè)備為獨(dú)立冗余磁盤陣列、磁盤和/或閃存。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述存儲(chǔ)池包括I至32個(gè)獨(dú)立冗余磁盤陣列。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述管理數(shù)據(jù)為元數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述格式化中，所述管理區(qū)的大小為16*512+32*1024*1024字節(jié)，并且，獲得所述存儲(chǔ)設(shè)備的空閑存儲(chǔ)塊的數(shù)量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一所述實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述存儲(chǔ)池使用數(shù)組管理其中的物理卷，使用位示圖管理全部物理卷的存儲(chǔ)塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述虛擬磁盤使用紅黑樹結(jié)構(gòu)將各所述存儲(chǔ)塊作為節(jié)點(diǎn)進(jìn)行管理。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，還包括步驟:選擇一個(gè)已經(jīng)創(chuàng)建好的物理卷擴(kuò)容到所述存儲(chǔ)池；或者， 根據(jù)預(yù)配置策略，自動(dòng)選擇空閑的磁盤，自動(dòng)創(chuàng)建獨(dú)立冗余磁盤陣列后創(chuàng)建物理卷，擴(kuò)容到所述存儲(chǔ)池； 所述擴(kuò)容，包括在所述存儲(chǔ)池的所述位示圖中尋找空閑的至少一存儲(chǔ)塊，將其加入到所述虛擬磁盤的紅黑樹結(jié)構(gòu)，修改元數(shù)據(jù)寫入管理區(qū)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，還包括步驟:釋放至少一存儲(chǔ)塊，將其從所述虛擬磁盤的紅黑樹結(jié)構(gòu)刪除，修改元數(shù)據(jù)寫入管理區(qū)。
10.一種在線擴(kuò)容的虛擬卷系統(tǒng)，其特征在于，包括: 格式化的若干存儲(chǔ)設(shè)備，其中，每一所述存儲(chǔ)設(shè)備，其一段空間設(shè)置為存放管理數(shù)據(jù)的管理區(qū),其他空間格式化成大小相同的存儲(chǔ)塊； 若干存儲(chǔ)設(shè)備組成的一個(gè)存儲(chǔ)池，其中，所有存儲(chǔ)設(shè)備的各存儲(chǔ)塊組成連續(xù)的邏輯地址空間； 以及在所述存儲(chǔ)池中任意選取若干存儲(chǔ)塊所組成的虛擬磁盤。
【文檔編號(hào)】G06F3/06GK103823641SQ201410093090
【公開日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2014年3月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月13日
【發(fā)明者】陳學(xué)偉 申請(qǐng)人:深圳市迪菲特科技股份有限公司