[发明专利]基于分布式对称文件系统的数据中心架构

说明书

技术领域

本发明涉及一种数据中心架构，具体涉及一种基于分布式对称文件系统的数据中心架构。

背景技术

云计算是网格计算、分布式计算、并行计算、效用计算、网络存储、虚拟化、负载均衡等传统计算机和网络技术发展融合的产物。事实上，许多云计算部署依赖于计算机集群(但与网格的组成、体系机构、目的、工作方式大相径庭)，也吸收了自主计算和效用计算的特点。通过使计算分布在大量的分布式计算机上，而非本地计算机或远程服务器中，企业数据中心的运行与互联网更相似。这使得企业能够将资源切换到需要的应用上，根据需求访问计算机和存储系统。

目前，云计算在中国的实现通常分三步走，首先是IDC（Internet Data Center，互联网数据中心）服务器托管，然后是服务虚拟化，在操作客户端安装虚拟机来远程登录托管中心的服务器，最后用后端云计算实现云服务。其中，作为实现云计算的第一步，IDC服务器托管是非常重要的一个环节。

IDC服务器托管中，由于用户的需求不断提高，使得IDC机房机柜不断增加并扩容，目前全国IDC机房机柜数量超过百万，仅上海一市，IDC机柜就超过3万个，托管服务器超过30万台。现有IDC服务器托管的方式中，一般采用的是存储阵列统一放在一个机柜上，该机柜上还设有存储网络交换机，该存储网络交换机与每一个存储阵列通过有线的方式连接；服务器放在另外的机柜上，所有的服务器均通过有线的方式连接到存储网络交换机。上述方式中，如果是小流量的数据，其布线相对较为容易，如图1所示。但是对于大流量的数据，一般采用如2所示的布线，其麻花式的布线非常复杂，除了给施工和维护人员带来极大的不方便意外，也给大流量数据的读取和存储也带来了速度方面的困扰，如果服务器1需要服务器2上的数据，其数据流向如图2所示，服务器1先通过存储网络交换机连接到服务器2，然后服务器2通过存储网络交换机找到相应的存储阵列，然后再将该存储阵列上存储的信息通过存储网络交换机发送至服务器1。上述过程需要经过三级的过程才能实现数据的传输，当传输的数据量大时，在现有的带宽条件下，其传输速度非常受到影响。

另外，现有的存储阵列上一般使用非对称式文件系统。其架构如图3所示，非对称式文件系统的一般包括计算节点client、独立的集中式元数据服务模块MDS以及至少两个对象存储节点。使用非对称式文件系统时，计算节点client首先询问元数据服务模块MDS所需要的数据在哪个对象存储节点上，元数据服务模块MDS查询后进行回复，例如回复该数据在对象存储节点1上，然后计算节点client访问对象存储节点1并获得数据。上述过程需要元数据服务模块MDS的应答和回复，给元数据服务模块MDS带来一定的负担，且限制了存储阵列的可靠性。另外，由于非对称式文件系统的性质，使得扩展对象存储节点时，必须成对的扩展，而不能任意扩展。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种基于分布式对称文件系统的数据中心架构，对现有托管服务器的架构进行改进，采用小流量布线方法实现大流量服务，去除了麻花布线，提高服务器之间的数据传输速度。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是，一种基于分布式对称文件系统的数据中心架构，其包括若干组服务节点，服务节点包括设有分布式元数据服务模块DMDS的云存储阵列组、作为计算节点的服务器组、用于通讯的存储网络交换机，所述云存储阵列组、服务器组连接至存储网络交换机；若干组服务节点的存储网络交换机之间依次连接；所述云存储阵列组包括至少一个云存储阵列，所述服务器组包括至少一台服务器。

其中，其通讯过程如下：

过程1：服务器向任一云存储阵列发送文件读写请求（基于NFS，CIFS，FTP等协议），将该云存储阵列记为第一云存储阵列；所述数据操作请求包括文件目录、文件名称和具体操作； 

过程2：第一云存储阵列的分布式元数据服务模块DMDS接收所述文件操作请求，根据文件目录和文件名称计算出该文件所在的目标云存储阵列地址；

过程3：第一云存储阵列查询本地缓存，如果本地缓存中已有该文件,则对该缓存进行操作后将结果返回给服务器，同时缓存模块异步将数据与目标存储阵列进行同步；如果第一云存储阵列没有该文件的本地缓存,则第一云存储阵列将所述文件操作请求通过标准网络协议（如RPC／TCP／IP）转发至目标云存储阵列；

过程4：目标云存储阵列对本地存储进行操作后向第一云存储阵列发送所需要的结果,并由第一云存储阵列将结果返回给服务器。