[发明专利]一种并行存储系统的多可用性机制共存架构

说明书

技术领域

本发明涉及计算机应用技术领域，是一种构建并行存储系统多可用性机制并存架构的方法，特别是建立在并行文件系统和分布式文件系统之上的分布式存储系统的多可用性机制共存框架。

背景技术

一个高可用系统是指当系统中出现软件或硬件故障时不会引起系统停止服务，但允许系统带故障运行。在并行存储系统中，现有技术大多是通过数据冗余来实现。如果一些数据不可用，其备份数据可以替代提供服务。高可用系统通常由两个或多个节点组成，这些节点通过互联网络与客户端相连，而每个节点有自己的本地存储空间。

现有的高可用系统大多只是提供了一个单一的高可用机制，所有的逻辑数据都使用这一种高可用机制来保证数据的安全性。由于不同的逻辑数据有着不同的高可用需求，使用单一的高可用机制必然会造成系统的性能损失和存储空间浪费。有些高可用系统虽然可以根据需要动态配置高可用机制，但是不能够根据逻辑数据的需求动态地决定应该使用哪种高可用机制。

在实现并行存储系统的高可用时，提供一种能够应用于该系统的多可用性机制共存架构以支持多种高可用机制，并使得不同逻辑数据能够使用不同的高可用机制是很有必要的。本专利提出的多可用性机制共存架构就是为了满足逻辑数据的这种需求。在这种架构的支持下，用户可以根据逻辑数据的可用性要求，读写特性，以及用户对逻辑数据的服务质量要求，来决定使用系统中提供的适当的可用机制以保证逻辑数据的可靠性和数据服务的可用性。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术不足，提供一种并行存储系统的多可用性机制共存架构，目的是使得用户可选择逻辑数据的高可用机制，减少了不必要的性能损失和磁盘冗余。

本发明的技术方案是这样实现的：该架构由以下7个部分组成，分别为：状态检测和控制框架、数据服务框架、元数据服务框架、数据同步框架、客户端框架、系统管理框架、高可用机制模块，状态检测和控制框架负责检测和控制本节点上所有的实体的状态，数据服务框架负责创建具体的数据服务线程、分发请求到数据服务线程并完成特定高可用机制所需的数据冗余和服务接管功能，元数据服务框架根据逻辑数据的高可用机制的不同调用不同的函数来完成元数据操作，数据同步框架支持多种高可用机制的数据同步线程共存，完成相互冗余的数据之间的数据同步操作，客户端框架提供一整套用户访问并行存储系统的函数，支持多种高可用机制模块，根据请求的高可用机制类型调用对应的高可用机制函数，系统管理框架提供一个实现系统配置、系统监测、系统控制功能的界面，高可用机制模块作为插件实现其它6个部分的功能接口，

整个架构的工作流程如下：

a.用户发起针对逻辑数据的读写访问时，首先通过客户端框架中的函数发送请求到元数据服务框架，得到该逻辑数据的元数据信息，该元数据信息包含指明该段逻辑数据所使用的高可用机制类型；

b.然后，客户端框架根据逻辑数据的高可用机制类型调用对应高可用机制模块中实现的客户端框架的接口函数，该函数通过向数据节点上的数据服务框架发送访问请求以完成读写操作；

c.数据服务框架根据访问请求中附带的逻辑数据的高可用机制类型，将数据请求分发到对应的数据服务线程中，由数据服务线程处理该请求并返回响应到客户端框架，以完成数据请求的响应操作；

d.若某个数据节点上的数据服务框架或者数据服务线程不能被访问，客户端框架则发送状态确认请求给该数据节点的状态检测和控制框架，确认该数据服务线程的当前状态，状态检测和控制框架收到状态确认请求后，调用对应的状态查询函数确认所查询实体的当前状态，同时，调用相关的状态查询函数与该实体的相关实体所在节点上的状态监控框架通信得到其当前状态，根据得到的所有状态，查询该高可用机制的配置信息中的状态转化表，当状态转化表的某个前项匹配所有当前的状态时，则设置本地实体的状态为该状态转换条目的后项中指明的状态，如果没有可匹配的条目，则不作任何操作，然后向客户端返回转换后的实体状态；

e.当某数据节点发生故障时，在与节点的数据服务线程相关的其它数据节点上的数据服务线程运行正常的情况下，相关数据节点的数据服务框架记录与故障节点数据相关的冗余数据的修改日志；

f.故障发生后，系统管理员通过系统管理框架可以得知某数据服务线程发生故障，在人工干预后，系统管理员通过系统管理框架启动数据同步流程，位于原故障节点上的数据同步框架载入高可用机制模块中的同步函数启动数据同步线程，访问其它相关节点的数据同步框架，并根据修改日志同步故障节点数据，数据同步完成后，通知该数据节点上的状态检测和控制框架，调整数据服务线程的状态。