[发明专利]一种网络设备、集群存储系统及分布式锁管理方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机领域，尤其涉及一种网络设备、集群存储系统及分布式锁管理方法。

背景技术

随着存储领域的不断发展，单个节点或一对节点已经在性能、容量、可靠性方面难以满足存储的客户需求，进而有了向外扩大（scale-out）集群存储技术，并得到了很大的发展。分布式锁作为scale-out集群存储技术中的一个重要技术，主要负责多个节点对同一个资源的同时互斥访问。当节点需要对资源进行访问时，需要向分布式锁管理设备申请授权，当节点获取到对应锁的时候才能对加锁资源进行相关操作。所以，分布式锁的性能高低、可用性以及可靠性直接影响到整个集群的性能、可用性和可靠性。

业界常用的两种分布式锁管理方法分别为中心式分布式锁管理和去中心式分布式锁管理；

中心式分布式锁管理方法，将所有的锁部署在一个节点上，通常为主节点，主节点管理了整个集群的所有锁资源；当节点需要访问资源申请锁的时候，需要通过节点间的通信网络（通常为互为冗余的两个心跳交换机）向主节点申请对应的锁；

去中心式分布式锁管理方法，将所有的锁通过分布式哈希表（Distributed Hash Table，简称DHT）算法或一致性散列（hash）算法布局到集群的所有节点之上，每个节点将负责一部分的锁；在每个节点上设计一个代理（Proxy），用于通过节点间的心跳交换机向对应的分布式锁管理设备申请对应的锁资源，并将其缓存在本地Proxy中；当节点需要访问资源申请锁的时候，将本节点内的Proxy申请对应的锁资源，再由该Proxy通过节点间的心跳交换机向对应的分布式锁管理设备申请对应的锁。

发明人发现现有技术至少有以下缺点：对于中心式分布式锁管理方法，当有大量节点申请锁资源时，主节点将成为整个集群的瓶颈，且当主节点故障后，无法进行锁恢复，使得集群存储系统的性能及可用性下降。对于去中心式分布式锁管理方法，当多个节点同时发出锁申请信息时，由于需要节点间的心跳交换机进行来回通信，且当某节点发生故障时，该节点管理的锁需要恢复甚至迁移，使得集群存储系统的性能及可用性下降。

发明内容

本发明实施例提供一种网络设备、集群存储系统及分布式锁管理方法，实现高性能高可用性的分布式锁管理。

为达到上述目的，本发明实施例采用的技术方案是，

第一方面，提供一种用于分布式锁管理的网络设备，应用于集群存储系统，所述集群存储系统包含所述网络设备以及与所述网络设备直接连接的各个节点，所述网络设备包括：处理器，存储器，以及通信交换芯片，

其中，所述存储器用于，存储锁配置表，所述锁配置表包含资源标识、与所述资源标识一一对应的锁、以及所述锁的状态信息；

所述通信交换芯片用于，接收第一节点发送的锁申请信息，以及将所述锁申请信息传输至所述处理器，其中，所述锁申请信息包含所述第一节点申请访问的资源标识；

所述处理器用于，根据所述第一节点申请访问的资源标识查询所述存储器中的锁配置表，若确定第一锁的状态为未使用状态，则生成授权所述第一节点使用所述第一锁的授权信息，并将所述授权信息传输至所述通信交换芯片，其中，所述第一锁为所述锁配置表中与所述第一节点申请访问的资源标识对应的锁，所述授权信息中包含所述第一锁；

所述通信交换芯片还用于，将所述授权信息发送至所述第一节点。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述网络设备部署在集群存储系统的关键访问路径上。

结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述网络设备与冗余网络设备连接，其中，所述冗余网络设备是与所述网络设备通过硬件通道连接，且与所述网络设备功能相同的网络设备；

所述处理器还用于，将锁状态更改操作通过发送锁状态更改通知同步至所述冗余网络设备，其中，所述锁状态更改通知包括第一锁及第一锁的第一状态；

或者，

所述处理器还用于，接收所述锁状态更改通知，根据所述锁状态更改通知的指示，将所述锁配置表中第一锁的状态更改为第一状态。

结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式或第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述处理器还用于：

若确定所述第一锁的状态为使用状态，则根据所述锁配置表，在所述第一锁的状态恢复为未使用状态时，生成授权所述第一节点使用所述第一锁的授权信息。