[发明专利]一种基于集群存储系统实现块协议接口的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种计算机以及网络信息技术领域，具体地说是一种基于集群 存储系统实现块协议接口的方法。

背景技术

随着计算机和网络技术的发展，社会信息化程度的提高，许多面向海量数 据的大型应用纷纷涌现，这些应用对存储设备性能需求也逐渐上升到GB级别， 而传统的磁盘阵列一般只具备一个或两个控制器，数据接口数量也只有2-4个， 单台阵列在实现GB级别带宽需求时已经到达物理硬件的极限且价格昂贵。但 一些视频类、高性能计算类的应用其带宽需求早已经到达数十GB，使用普通的 单控、双控阵列已经不能适用于此种场合，而多控磁盘阵列其控制器数量一般 也只有8个左右，且价格均在百万人民币以上，远不能被这些应用所接受。

存储集群系统则以数百至数千个数据节点为用户提供并行存储服务，由于 其数据节点采用普通X86硬件架构实现，成本低，易升级，因此采用集群架构 构建的存储服务具有高带宽(GB～几十GB)、高可扩展(数百至数千个节点)、 高可用(集群内所有节点全冗余配置)、易升级(简单替换某一节点即可)等 特点，正在多种行业、多种应用环境中得到普遍的应用。但目前应用的存储集 群系统仅提供文件接口服务，无法提供块接口服务，这限制了此类存储系统在 数据库等块接口应用领域的拓展。

因此很有必要研究一种基于集群存储系统实现块协议接口的方法，为用户 提供高带宽、高可扩展、高可用、易升级、性能价格比良好的块接口服务，满 足当前不断发展的信息行业需求。

发明内容

本发明的技术任务是提供一种基于集群存储系统的高性能、高可扩展性、 高可用性、高性价比实现块接口存储服务，满足当前快速发展的信息处理和存 储需求的一种基于集群存储系统实现块协议接口的方法。

本发明的技术任务是按以下方式实现的，包括集群存储系统，在集群存储 系统的每个数据节点部署一个虚拟块接口模块，实现虚拟地址映射和写时分配 等功能，对上层SCSI Target程序提供块设备接口；虚拟块接口模块包括块设 备导出模块、虚拟地址映射模块、写时分配模块、SCST Target程序；块设备 导出模块连接集群存储系统的集群存储卷，虚拟地址映射模块、写时分配模块 均与块设备导出模块连接，SCST Target程序与虚拟地址映射模块、写时分配 模块连接。

块设备导出模块负责将集群存储系统的集群存储卷中的某一个文件导出 为上层应用可见的虚拟块设备；虚拟地址映射模块负责将块设备导出模块导出 的虚拟块设备的地址分配工作给SCST Target程序；写时分配模块在SCST Target程序向底层集群存储卷写数据的时候自动分配新的存储空间；SCST Target程序用于将SCSI数据块映射成可以格式化并读写数据的块设备。

虚拟地址映射模块负责将块设备导出模块导出的虚拟块设备的地址分配 工作给SCST Target程序，使上层应用看到一个大于实际集群存储卷文件大小 的逻辑地址空间。

SCST Target程序可以是iSCSI Target程序或FC Target程序。

iSCSI：Internet小型计算机系统接口(iSCSI：Internet Small Computer System Interface)，是一种基于TCP/IP的协议，用来建立和 管理IP存储设备、主机和客户机等之间的相互连接，并创建存储区域网 络。iSCSI的主要功能是在TCP/IP网络上的主机系统(启动器 initiator)和存储设备(目标器target)之间进行大量数据的封装和可 靠传输过程。

FC：光纤信道(Fibre Channel)，简称FC。是一种跟SCSI或IDE有很 大不同的接口，它很像以太网的转换开头。以前它是专为网络设计的，后 来随着存储器对高带宽的需求，慢慢移植到现在的存储系统上来了。光纤 通道通常用于连接一个SCSI RAID(或其它一些比较常用的RAID类型)， 以满足高端工作或服务器对高数据传输率的要求。

集群存储系统对外实现标准文件接口，而上层SCST Target程序只能读写 块设备，因此需要块设备导出模块把集群存储卷的文件导出为普通的块设备， 从而允许SCST Target程序执行标准的块读写操作。