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CN107832005A - 分布式数据存取系统及方法 - Google Patents

分布式数据存取系统及方法 Download PDF

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CN107832005A CN201610745192.8A CN201610745192A CN107832005A CN 107832005 A CN107832005 A CN 107832005A CN 201610745192 A CN201610745192 A CN 201610745192A CN 107832005 A CN107832005 A CN 107832005A
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Abstract

一种分布式数据存取系统，包括多个服务器、分割模块、设置模块、第一建立模块及第二建立模块。分割模块用于将一服务器所包含的SSD分割成若干分割区。设置模块用于设置若干分割区中的一分割区为本地分割区供该服务器使用，设置其余分割区为远端分割区供其余服务器使用。第一建立模块用于将该服务器的本地分割区及其余服务器分享给该服务器的远端分割区建立成一区块装置。第二建立模块用于将区块装置与该服务器所包含的HDD作配对并建立成一逻辑存储装置，以对逻辑存储装置进行数据存取操作。本发明还提供一种分布式数据存取方法。上述分布式数据存取系统及方法不仅可以均衡每个服务器的SSD存储空间，又可以最大化数据存取速度及效率。

Description

分布式数据存取系统及方法
技术领域
本发明涉及数据存储领域，尤其涉及一种分布式数据存取系统及方法。
背景技术
由于近年来大量增加的存储需求，许多储存装置，如小型的NAS（NetworkAttached Storage、网络附加存储）受限于缺乏足够的横向可扩充性，已经无法满足如此大的数据储存量，因而大家逐渐将研究焦点转移到分布式储存系统。分布式储存系统可以透过网络将为数众多的服务器上之硬盘装置彼此串接，形成一大型的储存系统。透过分布式储存系统的管理，可以容易的通过增加服务器与硬盘的数量来增加整个系统的储存容量与I/O吞吐量，而不用受限于传统储存装置的容量与I/O上限。而现有的分布式储存系统存在如下缺陷：由于客户端对每台服务器的储存需求不同，这会使得某些服务器面临I/O爆冲而超载，而其他服务器的可能尚未满载，进而让整个分布式储存系统的效能与使用率降低。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种分布式数据存取方法，其可以均衡每个服务器的SSD(Solid State Drive、固态硬盘)可用存储空间，又可以最大化数据存取速度及效率。
本发明一实施方式提供一种分布式数据存取方法，用于包含多个服务器的分布式数据存取系统中，所述多个服务器通过网络进行连接，所述分布式数据存取方法包括以下步骤：
将一服务器所包含的一SSD分割成若干分割区；
设置所述若干分割区中的一分割区为本地分割区，以供所述服务器使用，设置其余分割区为远端分割区，并通过网络分享给其余服务器挂载使用；
将所述服务器的本地分割区及其余服务器分享给所述服务器的远端分割区建立成一区块装置；及
将所述区块装置与所述服务器所包含的HDD(Hard Disk Drive，硬盘)作配对并建立成一逻辑存储装置，以对所述逻辑存储装置进行数据存取操作。
优选地，所述若干分割区的数量与所述多个服务器的数量相等。
优选地，所述将本地分割区及其余服务器分享给所述服务器的远端分割区建立成一区块装置的步骤包括：
利用Zettabyte 文件系统(Zettabyte File System, ZFS)算法将所述服务器的本地分割区及其余服务器分享给所述服务器的分割区建立成一具有ZFS模式的区块装置。
优选地，所述将所述区块装置与所述服务器所包含的HDD作配对并建立成一逻辑存储装置的步骤包括：
将所述服务器所包含的HDD建立成一磁盘阵列；及
将所述区块装置与所述磁盘阵列作配对并建立成一逻辑存储装置。
优选地，所述将所述区块装置与所述磁盘阵列作配对并建立成一逻辑存储装置的步骤包括：
通过一闪存缓存模块将所述区块装置与所述磁盘阵列作配对，并建立成一逻辑存储装置。
本发明一实施方式还提供一种分布式数据存取系统，包括多个通过网络连接的服务器，所述分布式数据存取系统还包括：
分割模块，用于将一服务器所包含的一SSD分割成若干分割区；
设置模块，用于设置所述若干分割区中的一分割区为本地分割区，以供所述服务器使用，设置其余分割区为远端分割区，并通过网络分享给其余服务器挂载使用；
第一建立模块，用于将所述服务器的本地分割区及其余服务器分享给所述服务器的远端分割区建立成一区块装置；及
第二建立模块，用于将所述区块装置与所述服务器所包含的HDD作配对并建立成一逻辑存储装置，以对所述逻辑存储装置进行数据存取操作。
优选地，所述若干分割区的数量与所述多个服务器的数量相等。
优选地，所述第一建立模块用于通过ZFS算法将所述服务器的本地分割区及其余服务器分享给所述服务器的远端分割区建立成一具有ZFS模式的区块装置。
优选地，所述第二建立模块还用于将所述服务器所包含的HDD建立成一磁盘阵列，再将所述区块装置与所述磁盘阵列作配对并建立成一逻辑存储装置。
优选地，所述第二建立模块用于通过一闪存缓存模块将所述区块装置与所述磁盘阵列作配对。
与现有技术相比，上述分布式数据存取系统及方法，将多个服务器的SSD进行分割并与服务器中的HDD形成逻辑存储装置，不仅可以均衡每个服务器的SSD存储空间，又可以最大化数据存取速度及效率。
附图说明
图1是本发明分布式数据存取系统的一较佳实施方式的一模块方框图。
图2是本发明分布式数据存取系统的另一较佳实施方式的一模块方框图。
图3是本发明分布式数据存取系统的一较佳实施方式的一环境图。
图4是本发明分布式数据存取方法的一较佳实施方式的一流程图。
主要元件符号说明
分布式数据存取系统 100
服务器 1a、1b、1c
分割模块 2
设置模块 3
第一建立模块 4
第二建立模块 5
闪存缓存模块 6
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1-3，本发明的一较佳实施方式提供一分布式数据存取系统100。
分布式数据存取系统100可以通过网络将为数众多的服务器上的HDD（Hard diskdrive, 硬盘）彼此串接，形成一大型的储存系统。分布式数据存取系统100包括多个通过网络连接的服务器1a、1b、1c。每个服务器1a、1b、1c各自配置有一个SSD（Solid State Drive,固态硬盘）及多个HDD。在本实施方式中以三个服务器为例，服务器的数量不做限制，优选为两个以上的服务器。每个服务器1a、1b、1c包含的HDD数量以四个为例，HDD数量不做限制。优选为一个以上的HDD。
分布式数据存取系统100还包括分割模块2、设置模块3、第一建立模块4及第二建立模块5。以下将以服务器1a为例来描述本分布式数据存取系统100的原理。
分割模块2用于将服务器1a所包含的SSD分割成若干分割区。在本实施方式中，若干分割区的数量优选与服务器的数量相等，故分割模块2用于将服务器1a所包含的SSD分割成为三个分割区。
设置模块3用于将分割模块2分割的若干分割区中的一分割区设置为本地分割区，以供服务器1a使用，将其余分割区设置为远端分割区，并通过网络分享给其余服务器1b、1c挂载使用。由于本实施方式是以三个分割区为例，故可以将第一分割区设置为本地分割区，供服务器1a使用，将第二分割区及第三分割区设置为远端分割区，并通过网络分别分享给服务器1b及服务器1c挂载使用。
第一建立模块4用于建立一区块装置，所述区块装置由服务器1a的本地分割区及其余服务器1b、1c分别分享给服务器1a的远端分割区建立而成。其中，服务器1b会分享给服务器1a一远端分割区，服务器1c同样会分享给服务器1a一远端分割区。
第二建立模块5用于将第一建立模块4建立的区块装置与服务器1a所包含的HDD作配对并建立成一逻辑存储装置，以对新建立的逻辑存储装置进行数据存取操作。由于新建立的逻辑存储装置会使用切割出来的SSD分割区当成下层硬盘的读写快取空间。并使用这些新建立的逻辑存储装置代替HDD当成分布式数据存取系统100的基本储存装置，而由于SSD的速度是HDD的数倍到数十倍快，因此这些使用SSD当成读写快取空间的逻辑存储装置可以大幅提升访问速度。
同样的，对服务器1b、1c进行上述处理，在此不再详述。
在本发明一实施方式中，对于服务器而言，SSD本地分割区的存取速度大于远程分享到的SSD分割区的存取速度。第一建立模块4优选通过ZFS算法将服务器1a的本地分割区及其余服务器1b、1c分享给服务器1a的分割区建立成一具有ZFS模式的区块装置。该具有ZFS模式的区块装置会将服务器1a的本地分割区当成第一优先级快取通路，而将其他从远程服务器1b、1c分享到的SSD分割区当成第二优先级快取通路。这样可以使得当有数据需要写入任意一逻辑存储装置时，数据会优先写入到SSD本地分割区，当SSD本地分割区写满了之后才会写到远程分享到的SSD分割区，通过该种方式可以避免多个服务器SSD空间不均衡，又可以最大程度利用SSD本地分割区的存取速度优势，提高数据存取效率。
在本发明一实施方式中，由于服务器1a包含四个HDD，第二建立模块5还用于将服务器1a所包含的四个HDD建立成一磁盘阵列，再将第一建立模块4建立的区块装置与磁盘阵列作配对并建立成逻辑存储装置。第二建立模块5优选通过一闪存缓存模块6将区块装置与磁盘阵列作配对，从而完成建立逻辑存储装置(Device Mapper device)。该闪存缓存模块6可以包含有Flashcache软件包。
请参阅图4，本发明的一较佳实施方式提供一分布式数据存取方法300。
本分布式数据存取方法300可以使用在图1或者图2中的分布式数据存取系统100中。分布式数据存取方法300包括以下步骤：
步骤S300，分割模块2将服务器1a所包含的SSD分割成若干分割区。其中，若干分割区的数量优选与服务器的数量相等。
步骤S302，设置模块3将分割模块2分割的若干分割区中的一分割区设置为本地分割区，以供服务器1a使用，将其余分割区设置为远端分割区，并通过网络分享给其余服务器1b、1c挂载使用。
步骤S304，第一建立模块4用于将服务器1a的本地分割区及其余服务器1b、1c分享给服务器1a的远端分割区建立成一区块装置。
步骤S306，第二建立模块5用于将第一建立模块4建立的区块装置与服务器1a所包含的HDD作配对并建立成一逻辑存储装置，以对新建立的逻辑存储装置进行数据存取操作。
由于SSD本地分割区的存取速度大于远程分享到的SSD分割区的存取速度。在步骤S304中，第一建立模块4优选通过ZFS算法将服务器1a的本地分割区及其余服务器1b、1c分享给服务器1a的远端分割区建立成一具有ZFS模式的区块装置。该具有ZFS模式的区块装置会将服务器1a的本地分割区当成第一优先级快取通路，而将其他从远程服务器1b、1c分享过来的SSD分割区当成第二优先级快取通路。
在本发明一实施方式中，步骤S306具体地包括：第二建立模块5将服务器1a所包含的多个HDD建立成一磁盘阵列，再通过一闪存缓存模块6将第一建立模块4建立的区块装置与该磁盘阵列作配对，从而完成建立逻辑存储装置。其中，闪存缓存模块6可以包含有脸谱公司所开发的Flashcache软件包。
上述分布式数据存取系统及方法，将多个服务器的SSD进行分割并与服务器中的HDD形成逻辑存储装置，不仅可以均衡每个服务器的SSD存储空间，又可以最大化数据存取速度及效率。
对本领域的技术人员来说，可以根据本发明的发明方案和发明构思结合生产的实际需要做出其他相应的改变或调整，而这些改变和调整都应属于本发明所公开的范围。

Claims (10)

1.一种分布式数据存取方法，用于包含多个服务器的分布式数据存取系统中，所述多个服务器通过网络进行连接，其特征在于，所述分布式数据存取方法包括以下步骤：
将一服务器所包含的一SSD分割成若干分割区；
设置所述若干分割区中的一分割区为本地分割区，以供所述服务器使用，设置其余分割区为远端分割区，并通过网络分享给其余服务器挂载使用；
将所述服务器的本地分割区及其余服务器分享给所述服务器的远端分割区建立成一区块装置；及
将所述区块装置与所述服务器所包含的HDD作配对并建立成一逻辑存储装置，以对所述逻辑存储装置进行数据存取操作。
2.如权利要求1所述的分布式数据存取方法，其特征在于，所述若干分割区的数量与所述多个服务器的数量相等。
3.如权利要求1所述的分布式数据存取方法，其特征在于，所述将本地分割区及其余服务器分享给所述服务器的远端分割区建立成一区块装置的步骤包括：
利用ZFS算法将所述服务器的本地分割区及其余服务器分享给所述服务器的远端分割区建立成一具有ZFS模式的区块装置。
4.如权利要求1所述的分布式数据存取方法，其特征在于，所述将所述区块装置与所述服务器所包含的HDD作配对并建立成一逻辑存储装置的步骤包括：
将所述服务器所包含的HDD建立成一磁盘阵列；及
将所述区块装置与所述磁盘阵列作配对并建立成一逻辑存储装置。
5.如权利要求4所述的分布式数据存取方法，其特征在于，所述将所述区块装置与所述磁盘阵列作配对并建立成一逻辑存储装置的步骤包括：
通过一闪存缓存模块将所述区块装置与所述磁盘阵列作配对，并建立成一逻辑存储装置。
6.一种分布式数据存取系统，包括多个通过网络连接的服务器，其特征在于，所述分布式数据存取系统还包括：
分割模块，用于将一服务器所包含的一SSD分割成若干分割区；
设置模块，用于设置所述若干分割区中的一分割区为本地分割区，以供所述服务器使用，设置其余分割区为远端分割区，并通过网络分享给其余服务器挂载使用；
第一建立模块，用于将所述服务器的本地分割区及其余服务器分享给所述服务器的远端分割区建立成一区块装置；及
第二建立模块，用于将所述区块装置与所述服务器所包含的HDD作配对并建立成一逻辑存储装置，以对所述逻辑存储装置进行数据存取操作。
7.如权利要求6所述的分布式数据存取系统，其特征在于，所述若干分割区的数量与所述多个服务器的数量相等。
8.如权利要求6所述的分布式数据存取系统，其特征在于，所述第一建立模块用于通过ZFS算法将所述服务器的本地分割区及其余服务器分享给所述服务器的远端分割区建立成一具有ZFS模式的区块装置。
9.如权利要求6所述的分布式数据存取系统，其特征在于，所述第二建立模块还用于将所述服务器所包含的HDD建立成一磁盘阵列，再将所述区块装置与所述磁盘阵列作配对并建立成一逻辑存储装置。
10.如权利要求9所述的分布式数据存取系统，其特征在于，所述第二建立模块用于通过一闪存缓存模块将所述区块装置与所述磁盘阵列作配对。
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