[发明专利]用于结合分布式RAID执行应用的方法和系统

说明书

技术领域

本发明总的涉及存储设备的使用。更具体地，本发明的实施例涉及在存储设备上实施RAID和可以利用这个RAID功能的应用。甚至更具体地，本发明的某些实施例涉及在同一组计算设备上实施分布式RAID和一个或多个应用。

背景技术

数据代表许多实体的重要的资产。因此，数据丢失，不管是偶然的还是由于恶意的活动造成的，都会在人力浪费、来自客户的信誉的丢失、时间的损失和潜在的法律义务方面代价昂贵。为了确保用于商业、法律的或其它目的的数据的适当的保护，许多实体可能希望通过使用各种各样的技术，包括数据存储、冗余性、保密性等等，来保护它们的数据。然而，这些技术可能与由被使用来处理或存储这个数据的计算设备的状态或配置所施加的其它竞争约束条件或要求冲突。

用于处理这些紧张状态的一个方法是实施冗余磁盘阵列(RAID)。通常，RAID系统划分和复制在多个硬盘驱动器(或其它类型的存储介质)上的数据，统称为阵列，以增加可靠性，以及在某些情形下通过使用这些用于存储的RAID系统而提高计算设备(被称为主机)的吞吐量。然后对于主机，RAID阵列可以呈现为一个或多个单片存储区域。当主机希望与RAID系统通信(读出、写入等等)时，主机就好像RAID阵列是单个盘那样通信。RAID系统又处理这些通信，以结合这样的通信实施某个RAID级别。这些RAID级别可被设计成达到在各种各样的折衷，诸如可靠度、容量、速度等等之间的某个期望的平衡。例如，RAID(级别)0把数据分布在几个盘上，以使得它给出提高的速度和几乎利用盘的全部容量，但如果盘发生故障，则在盘上的所有的数据将丢失；RAID(级别)1使用两个盘(或更多的盘)，每个盘存储相同的数据，以使得只要一个盘不出问题数据就不丢失。阵列的全部容量基本上是单个盘的容量，以及RAID(级别)5组合三个或更多的盘，以使得它保护数据免得遭受何一个盘的丢失；阵列的存储容量被减小一个盘。

在许多情形下，在给定现代计算设备的计算功率后，其在实施利用RAID系统的主机的计算设备与实施RAID系统本身的计算设备之间可能存在一定的冗余量。除了物理部件的冗余性以外，主机和RAID系统在运行期间也会消耗许多相同的资源。因为二者都可能需要功率、冷却、机架空间等等。而且，因为主机和RAID系统沿单独的路径通信以便实施RAID系统，可能需要利用某些网络部件和路径。这种情形会引起许多不希望的问题，包括增加的硬件花费、通信瓶颈、需要大量物理空间来包含主机和RAID系统等等。

因此，希望大大地改善这些问题。

发明内容

给出了允许在实施分布式RAID系统的同一组计算设备上执行各种不同的应用的系统和方法的实施例。具体地，在一个实施例中，为了允许在同一组计算设备上结合其它应用执行分布式RAID应用，可以在数据库上执行虚拟化层。通过使用这个虚拟化层，可以执行一组期望的应用程序，其中对于在虚拟化层上执行的应用的每个实例的上下文可被存储在卷(volume)中，被保持来利用分布式RAID系统。这些虚拟机(例如，被存储在卷中的应用和任何可应用的上下文信息)然后可以结合在任一个数据库上的虚拟化层被执行。这样，可以利用一组计算设备来实施分布式RAID系统和执行利用这样的分布式RAID系统的应用(这只是其中之一)。这些类型的应用，例如，可包括视频监视应用、游戏、零售或银行应用、视频流应用、内容操控应用等等。

通过结合实施分布式RAID系统的计算设备执行这些应用，可以得到许多优点。首先和最重要的，可以达到资源的联合，减小与物理资源和安装、配置、利用和保持这样的资源所需要的资源相关联的花费，如可以需要较少的空间、功率、冷却、备用部件等等。而且，在实施应用和分布式RAID系统时可以达到更大的速度，因为和这些应用以及分布式RAID系统的使用结合发生的通信可以较少或可以更快地进行。

另外，故障容忍度水平可被引入到配置中，其中应用的实例作为虚拟机被保存，它们在实施分布式RAID系统的数据库的虚拟化层上被执行，正如在更详细地考察本申请的其余部分后将会看到的。概略地，这个故障容忍度水平可能起源于这样的事实，每个虚拟机(例如，执行可以在虚拟化层上被执行的应用的实例)被存储在分布式RAID系统的卷中，可能意味着，在数据库之一出现故障的情形下虚拟机可被恢复。另外，故障容忍度可被引入，因为虚拟机可以在任何数据库的虚拟化层上被执行，因此即使在单个数据库出现故障时，每个虚拟机仍旧可被执行。