一種針對Exadata存儲節(jié)點的虛擬化方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種針對Exadata存儲節(jié)點的虛擬化方法，該方法可以實現(xiàn)對Exadata存儲空間的充分利用，該方法包括下列步驟：根據(jù)使用需求，保留部分Exadata存儲節(jié)點上的磁盤，按照Exadata的管理方式交給Exadata Oracle數(shù)據(jù)庫使用；將剩余磁盤通過數(shù)據(jù)交換設備交由存儲空間虛擬設備管理；存儲空間虛擬設備判斷Exadata是否需要更多空間，若是則釋放占用的剩余磁盤，若否則繼續(xù)判斷直至Exadata需要更多空間。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有存儲空間利用充分、使用靈活以及充分發(fā)揮數(shù)據(jù)庫一體機的技術優(yōu)勢等優(yōu)點。
【專利說明】
一種針對Exadata存儲節(jié)點的虛擬化方法
技術領域
[0001 ]本發(fā)明涉及存儲技術，尤其是涉及一種針對Exadata存儲節(jié)點的虛擬化方法。
【背景技術】
[0002]隨著數(shù)據(jù)庫技術的進步發(fā)展，很多公司都推出了一體機的產品，這些產品突出的特性是將軟硬件結合在一起，提供很好的數(shù)據(jù)庫性能。而各個技術的核心思路，很大一部分都在解決存儲性能的瓶頸上。以OracIe推出的Exadata數(shù)據(jù)庫一體機為例，如圖1所示，包括計算密集型處理數(shù)據(jù)庫服務池I和數(shù)據(jù)密集型處理智能存儲池2，兩者之間通過InfiniBand實現(xiàn)高速互聯(lián)的數(shù)據(jù)交換，該技術是建立在X86架構PcSerVer、X86存儲、高速Flash、高速infiniband技術上的一體化數(shù)據(jù)庫技術。
[0003]這種技術最讓人感到有特色的地方在于存儲性能的飛躍提升，通過InfiniBand交換機40Gb/s的交換能力，大幅提升了存儲系統(tǒng)網絡吞吐能力，而且通過大規(guī)模并發(fā)訪問的方式能讓數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸掃_到TB/s的級別，而通過在傳統(tǒng)硬盤基礎上增加高性能FlashSSD，結合優(yōu)化熱點數(shù)據(jù)調度策略，就能夠讓每個存儲節(jié)點的1PS達到10萬以上、吞吐量也能達到5GB/s。更有價值的是數(shù)據(jù)訪問特性實現(xiàn)基于開放的標準PC服務器，在標準硬件和SSD模塊等模塊基礎上，通過軟硬件集成創(chuàng)新帶來了卓越的性價比以及管理開放性。
[0004]雖然Exadata—體機通過開放的X86平臺組建了優(yōu)越的存儲性能，但是，這樣的存儲在現(xiàn)有架構下只能應用于Oracle數(shù)據(jù)庫自身，由Oracle的ASM進行數(shù)據(jù)的管理，對于數(shù)據(jù)庫而言，ASM能看到的只有GRIDDISK。因此，即使在Exadata—體機的存儲空間和存儲性能對現(xiàn)有業(yè)務來說非常富余的情況下，如空間剩余8TB、10PS不足系統(tǒng)整體性能50%時，其他的業(yè)務應用是沒有辦法利用Exadata富余的數(shù)據(jù)空間，從而造成空間富裕的浪費。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對上述問題提供一種存儲空間利用充分、使用靈活以及充分發(fā)揮數(shù)據(jù)庫一體機的技術優(yōu)勢的針對Exadata存儲節(jié)點的虛擬化方法。
[0006]本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案來實現(xiàn):
[0007]一種針對Exadata存儲節(jié)點的虛擬化方法，該方法可以實現(xiàn)對Exadata存儲空間的充分利用，該方法包括下列步驟:
[0008]I)根據(jù)使用需求，保留部分Exadata存儲節(jié)點上的磁盤，按照Exadata的管理方式交給Exadata Oracle數(shù)據(jù)庫使用；
[0009]2)將步驟I)中的剩余磁盤通過數(shù)據(jù)交換設備交由存儲空間虛擬設備管理；
[0010]3)存儲空間虛擬設備判斷Exadata是否需要更多空間，若是則進入步驟4)，若否則繼續(xù)判斷；
[0011]4)存儲空間虛擬設備釋放占用的剩余磁盤，將其交還給Exadata Oracle數(shù)據(jù)庫使用。
[0012]所述步驟2)中將剩余磁盤通過數(shù)據(jù)交換設備交由存儲空間虛擬設備管理具體為:
[0013]21)存儲空間虛擬設備將剩余磁盤合并為一個磁盤池作為存儲空間；
[0014]22)存儲空間虛擬設備對步驟21)中的存儲空間，進行數(shù)據(jù)的條帶化冗余分布；
[0015]23)部分業(yè)務主機通過NFS協(xié)議訪問存儲空間內的數(shù)據(jù)；
[0016]24)其他業(yè)務主機通過ISCSI協(xié)議調用存儲空間。
[0017]所述進行數(shù)據(jù)的條帶化冗余分布為以一定數(shù)量為一組對存儲空間內的磁盤進行分片，同時將每一個數(shù)據(jù)寫在2個以上的磁盤之中。
[0018]所述一定數(shù)量包括4、8或16。
[0019]所述業(yè)務主機包括Linux主機或UNIX主機。
[0020]所述步驟4)中存儲空間虛擬設備釋放占用的剩余磁盤具體為:
[0021]41)存儲空間虛擬設備發(fā)送釋放命令至業(yè)務主機；
[0022]42)業(yè)務主機判斷當前使用的為哪種協(xié)議，若為NFS協(xié)議則進入步驟43)，若為ISICI協(xié)議則進入步驟44);
[0023]43)業(yè)務主機斷開和存儲空間的連接；
[0024]44)業(yè)務主機直接釋放調用的存儲空間。
[0025]所述Exadata的管理方式包括Disk、Lun、CellDisk、Grid Disk或ASM disk。
[0026]所述存儲空間虛擬設備的部署地點包括Exadata服務器節(jié)點、存儲節(jié)點或加入Inf iniBand網絡環(huán)境的主機上。
[0027]所述數(shù)據(jù)交換設備為Inf iniBand交換機。
[0028]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0029](I)對Exadata存儲節(jié)點內的富裕空間二次應用，充分利用了Exadata內的存儲空間，避免了浪費；
[0030](2)將Exadata存儲節(jié)點的空間映射為傳統(tǒng)磁盤模式以供其他業(yè)務使用，解除了Exadata對該空間的鎖定，可以更加精確細致的使用Exadata的存儲空間；
[0031](3)在Exadata本身有空間或性能需求時可以將占用的空間釋放回歸，保證了Exadata—體機的性能，更加靈活地對Exadata內的空間進行了使用；
[0032](4)利用存儲空間虛擬化設備對存儲空間進行虛擬化映射，該存儲空間虛擬化設備可以部署在Exadata服務器節(jié)點、存儲節(jié)點以及加入Inf iniBand網絡環(huán)境的其他主機上，使用靈活而且廣泛。
【附圖說明】
[0033]圖1為Exadata數(shù)據(jù)庫一體機部署示意圖；
[0034]圖2為Exadata數(shù)據(jù)訪問模式；
[0035]圖3為應用服務器對Oracle—體機存儲使用示意圖；
[0036]圖4為虛擬存儲設備的工作原理示意圖；
[0037]其中，I為計算密集型處理數(shù)據(jù)庫服務池，2為數(shù)據(jù)密集型處理智能存儲池，3為ASM工具，4為數(shù)據(jù)庫文件，5為集群軟件文件，6為Exadata存儲服務器，7為磁盤組，8為計算節(jié)點，9為應用服務器，10為存儲節(jié)點，11為Inf iniBand交換機，12為ISCSI協(xié)議主機，13為NFS協(xié)議主機。
【具體實施方式】
[0038]下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。本實施例以本發(fā)明技術方案為前提進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。
[0039]如圖2所示，Exadata傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)訪問模式為:所有存儲節(jié)點的數(shù)據(jù)都由應用主機的ASM工具3控制，數(shù)據(jù)的讀寫由ASM進行整體管理。這樣雖然Exadata—體機存儲節(jié)點有非常高的性能，但是必須鎖定到Oracle公司業(yè)務中C3Exadata—體機的存儲在現(xiàn)有架構下只能應用于Oracle數(shù)據(jù)庫自身，由Oracle的ASM進行數(shù)據(jù)的管理，對于數(shù)據(jù)庫而言，ASM能看到的只有GRIDDISK。所有存儲節(jié)點的數(shù)據(jù)都由應用主機的ASM工具控制，數(shù)據(jù)的讀寫由ASM進行整體管理。這樣雖然Exadata—體機存儲節(jié)點有非常高的性能，但是必須鎖定到Oracle公司業(yè)務中。
[°04°]為了讓更多的應用利用到Exadata—體機存儲節(jié)點，本發(fā)明將其中一部分富余的存儲節(jié)點的空間劃分出來，不通過ASM工具，而由存儲虛擬化工具進行管理。如圖3所示，將多個存儲節(jié)點10上的磁盤，保留一部分使用Exadata原有的協(xié)議和管理方式，分為Disk、Lun、Cell Disk、Grid Disk和ASM disk的管理模式交付給Exadata Oracle數(shù)據(jù)庫試用。而另外一部分盤將通過SRP協(xié)議，通過Inf iniBand交換機11交由帶有存儲虛擬化管理工具的應用服務器9進行管理，進行數(shù)據(jù)的分配和可靠性管理。這樣，我們將能夠充分使用Exadata的空間，而且在Exadata需要空間的時候，可以釋放占用的磁盤，將空間交由存儲節(jié)點從新加入ASM環(huán)境，對生產系統(tǒng)沒有影響。
[0041 ]基于上述描述，本實施例提供一種針對Exadata存儲節(jié)點的虛擬化方法，實現(xiàn)對Exadata存儲空間的充分利用，如圖4所示，該方法包括下列步驟:
[0042]I)根據(jù)使用需求，保留部分Exadata存儲節(jié)點上的磁盤，按照Exadata的管理方式交給Exadata Oracle數(shù)據(jù)庫使用 aExadata的管理方式包括Disk、Lun、Cell Disk、GridDisk或ASM disk。
[0043]2)將步驟I)中的剩余磁盤通過數(shù)據(jù)交換設備交由存儲空間虛擬設備管理，具體為:
[0044]21)存儲空間虛擬設備將剩余磁盤合并為一個磁盤池作為存儲空間；
[0045]22)存儲空間虛擬設備對步驟21)中的存儲空間，進行數(shù)據(jù)的條帶化冗余分布;進行數(shù)據(jù)的條帶化冗余分布為以一定數(shù)量(如4、8、16等)為一組對存儲空間內的磁盤進行分片，同時將每一個數(shù)據(jù)寫在2個以上的磁盤之中；
[0046]23)部分業(yè)務主機通過NFS協(xié)議訪問存儲空間內的數(shù)據(jù)，業(yè)務主機包括Linux主機或UNIX主機；
[0047 ] 24)其他業(yè)務主機通過ISCSI協(xié)議調用存儲空間。
[0048]存儲空間虛擬設備的部署地點包括Exadata服務器節(jié)點、存儲節(jié)點或加入Inf iniBand網絡環(huán)境的主機上。數(shù)據(jù)交換設備為Inf iniBand交換機。
[0049]3)存儲空間虛擬設備判斷Exadata是否需要更多空間，若是則進入步驟4)，若否則繼續(xù)判斷。
[°°50] 4)存儲空間虛擬設備釋放占用的剩余磁盤，將其交還給Exadata Oracle數(shù)據(jù)庫使用，其中存儲空間虛擬設備釋放占用的剩余磁盤具體為:
[0051 ] 41)存儲空間虛擬設備發(fā)送釋放命令至業(yè)務主機；
[0052]42)業(yè)務主機判斷當前使用的為哪種協(xié)議，若為NFS協(xié)議則進入步驟43)，若為ISICI協(xié)議則進入步驟44);
[0053]43)業(yè)務主機斷開和存儲空間的連接；
[0054]44)業(yè)務主機直接釋放調用的存儲空間。
[0055]如圖4所示，所有的磁盤映射給應用服務器9上部署的Exadata存儲虛擬化工具，SP存儲空間虛擬設備，由其負責相關的數(shù)據(jù)處理，Exadata存儲虛擬化工具可以部署在Exadata服務器節(jié)點、存儲節(jié)點、或者加入Inf iniBand網絡環(huán)境的其他主機上，具備靈活的特性。
[0056]Exadata存儲虛擬化工具實現(xiàn)的主要功能如下:
[0057]針對Exadata存儲上劃分出來的磁盤進行管理。將所有的磁盤化為一個大的磁盤池，并進行數(shù)據(jù)的條帶化分布，默認以8個磁盤為一組，也可以動態(tài)調整比如4或16個，進行磁盤并行分片，并確保不同數(shù)據(jù)至少寫在兩個不同磁盤中。保證整體的性能的同時，也確保數(shù)據(jù)具備1:1的冗余度，不會因為單一存儲節(jié)點或者磁盤故障而丟失數(shù)據(jù)。
[0058]將管轄的存儲空間，通過NFS、ISCSI等協(xié)議映射給其他服務器主機使用，具體為:
[0059]NFS是Network File System的簡寫，即網絡文件系統(tǒng)，是在Linux、UNIX主機上通常使用的網絡共享方式。但是存儲系統(tǒng)的管理是由存儲系統(tǒng)自己完成，存儲系統(tǒng)設置自己的文件系統(tǒng)和數(shù)據(jù)管理工作，業(yè)務主機通過使用NFS，用戶和程序可以象訪問本地文件一樣訪問遠端系統(tǒng)上的文件。
[0060]ISCSI協(xié)議是將現(xiàn)有SCSI接口與以太網絡(Ethernet)技術結合，使服務器可與使用IP網絡的儲存裝置互相交換資料。但是一般情況iSCSI協(xié)議是作為塊設備方式訪問，需要在本地建立文件系統(tǒng)對iSCSI協(xié)議映射過來的設備做文件系統(tǒng)管理。這樣設備一般都是獨享方式。
[0061]當多個主機共同共享本存儲系統(tǒng)的時候，大家共享的是一個物理實體，具體協(xié)議選擇根據(jù)業(yè)務主機不同而作適當配置。
[0062]當需要對存儲空間進行釋放時，如果是NFS方式，主機釋放空間僅僅是斷開如存儲系統(tǒng)連接，其空間管理是由存儲系統(tǒng)管理。當ISCSI協(xié)議映射的業(yè)務主機釋放存儲空間時，其空間由存儲系統(tǒng)回收。
【主權項】
1.一種針對Exadata存儲節(jié)點的虛擬化方法，該方法可以實現(xiàn)對Exadata存儲空間的充分利用，其特征在于，該方法包括下列步驟: 1)根據(jù)使用需求，保留部分Exadata存儲節(jié)點上的磁盤，按照Exadata的管理方式交給Exadata Oracle數(shù)據(jù)庫使用； 2)將步驟I)中的剩余磁盤通過數(shù)據(jù)交換設備交由存儲空間虛擬設備管理； 3)存儲空間虛擬設備判斷Exadata是否需要更多空間，若是則進入步驟4)，若否則繼續(xù)判斷； 4)存儲空間虛擬設備釋放占用的剩余磁盤，將其交還給ExadataOracle數(shù)據(jù)庫使用。2.根據(jù)權利要求1所述的針對Exadata存儲節(jié)點的虛擬化方法，其特征在于，所述步驟2)中將剩余磁盤通過數(shù)據(jù)交換設備交由存儲空間虛擬設備管理具體為: 21)存儲空間虛擬設備將剩余磁盤合并為一個磁盤池作為存儲空間； 22)存儲空間虛擬設備對步驟21)中的存儲空間，進行數(shù)據(jù)的條帶化冗余分布； 23)部分業(yè)務主機通過NFS協(xié)議訪問存儲空間內的數(shù)據(jù)； 24)其他業(yè)務主機通過ISCSI協(xié)議調用存儲空間。3.根據(jù)權利要求2所述的針對Exadata存儲節(jié)點的虛擬化方法，其特征在于，所述進行數(shù)據(jù)的條帶化冗余分布為以一定數(shù)量為一組對存儲空間內的磁盤進行分片，同時將每一個數(shù)據(jù)寫在2個以上的磁盤之中。4.根據(jù)權利要求3所述的針對Exadata存儲節(jié)點的虛擬化方法，其特征在于，所述一定數(shù)量包括4、8或16。5.根據(jù)權利要求2所述的針對Exadata存儲節(jié)點的虛擬化方法，其特征在于，所述業(yè)務主機包括Linux主機或UNIX主機。6.根據(jù)權利要求2所述的針對Exadata存儲節(jié)點的虛擬化方法，其特征在于，所述步驟4)中存儲空間虛擬設備釋放占用的剩余磁盤具體為: 41)存儲空間虛擬設備發(fā)送釋放命令至業(yè)務主機； 42)業(yè)務主機判斷當前使用的為哪種協(xié)議，若為NFS協(xié)議則進入步驟43)，若為ISICI協(xié)議則進入步驟44); 43)業(yè)務主機斷開和存儲空間的連接； 44)業(yè)務主機直接釋放調用的存儲空間。7.根據(jù)權利要求1所述的針對EX a d a t a存儲節(jié)點的虛擬化方法，其特征在于，所述Exadata的管理方式包括Disk、Lun、Cell Disk、Grid Disk或ASM disk。8.根據(jù)權利要求1所述的針對Exadata存儲節(jié)點的虛擬化方法，其特征在于，所述存儲空間虛擬設備的部署地點包括Exadata服務器節(jié)點、存儲節(jié)點或加入Inf iniBand網絡環(huán)境的主機上。9.根據(jù)權利要求1所述的針對Exadata存儲節(jié)點的虛擬化方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)交換設備為Inf iniBand交換機。
【文檔編號】G06F3/06GK105978987SQ201610428894
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月16日
【發(fā)明人】游錄金, 彭俊杰, 焦圣品, 葉磊, 尹雪蓉
【申請人】上海天璣科技股份有限公司