[发明专利]软件定义存储系统、方法及其集中控制设备

说明书

【技术领域】

本发明涉及存储领域，具体涉及存储系统、方法及其集中控制设备。

【背景技术】

随着虚拟化技术以及云技术的发展，现在以及未来的数据中心将向成千上万的用户提供服务。数据中心的基础架构进化到软件定义时代。软件定义数据中心包括软件定义计算，软件定义网络和软件定义存储。数据中心运营商向租户提供计算服务及存储服务。不同的租户有不同的存储服务需求及不同的应用场景，同一个租户下面不同的子账户(用户)有不同的存储服务需求及不同的应用场景。这些不同的存储服务需求包括但不限于容量、性能(IOPS，BandWidth)、延迟、备份级别、耐久度、加密、去重、压缩、快照、物理隔离。并且这些存储服务服务需求是根据需要可动态变化的。能够满足这些巨量的、动态变化的、个性化的存储服务需求的存储系统被称为软件定义存储系统。当前的存储系统架构(图1A和图1B)不能满足软件定义存储需求的多样化要求和性能要求。图1A所示的集中式存储系统中，集中存储系统有存储控制机头104和存储资源103组成，存储资源103不具有计算能力，所有和数据服务相关的计算工作都由存储控制机头104完成，来自控制集群106的存储服务策略(或称为软件定义存储需求)全部通过通道101传递给存储控制机头104。集中式存储系统存在两个主要问题，一个问题是受限于104存储控制机头的计算能力，104存储机头能够提供的存储服务需求类型有限，同时每一个虚拟机105的IO操作都会在存储控制机头104上产生大量的计算工作，存储控制机头104能够提供的性能(IOPS、Bandwidth)有限；另一个问题是没有横向扩展能力。这两个问题导致集中存储系统不具备软件定义存储系统要求的个性化服务质量控制能力和无缝扩容能力。图1B所示的分布式存储系统中，存储集群由具有计算资源的存储单元113组成，具有横向扩展能力，存储单元113可以是商用的x86服务器。多个存储单元113并行的接收来自虚拟机115的IO请求，没有集中存储系统控制机头104计算能力的限制，能够提供较高的性能。来自于控制集群(116)的存储服务策略通过通道111交给各个虚拟机115。分布式存储系统的主要问题是存储服务策略的执行分散在各个虚拟机115中，不能够提供基于租户，逻辑盘和虚拟机组的服务级别的区分，不能满足软件定义存储针对不同服务级别的存储服务选项控制。

随着半导体技术的发展，高速非易失性存储器件NAND Flash的存储密度越来越高，目前已经作为数据访问加速设备在数据中心中被广泛使用。和机械磁盘相比，NAND Flash具有更快的随机访问速度。和DRAM相比，NAND Flash是非易失性存储器件，能够在电源关闭后继续保持数据。为了发挥NAND Flash高速访问的特性，针对NAND Flash的新的模组规范，新的连结规范及新的访问协议都陆续被开发出来。因为和机械磁盘(HDD)特性本质上的不同，例如需要块擦除等，传统基于x86的服务器不能够更好的发挥以Nand Flash作为存储媒介的存储资源的性能，需要设计新的存储架构和存储设备。

【发明内容】

为了克服现有存储系统不能满足软件定义存储的要求，本发明提供了软件定义存储系统、方法及其集中控制设备，以实现软件定义存储系统对软件定义存储多样性的软件定义存储需求，以及性能的要求。

一种软件定义存储系统的集中控制设备，包括：控制单元、与前端虚拟机连接的前端接口、以及与后端分布式的存储服务单元连接的后端接口，所述控制单元用于根据存储服务配置单元发送的用户存储服务配置参数进行如下处理：

将所述存储服务配置单元发送给所述集中控制设备的对所述存储服务单元的存储服务请求进行相应处理；

和/或将所述虚拟机发送给所述集中控制设备的对所述存储服务单元的存储服务请求进行相应处理；

其中，所述存储服务单元具有计算单元，所述计算单元用于完成所述集中控制设备转发的与所述存储服务请求对应的存储服务。

在一个实施例中，所述存储服务配置参数包括用户权限参数，所述控制单元用于根据所述用户权限参数，将所述存储服务配置单元发送给所述集中控制设备的对所述存储服务单元的存储服务请求进行相应处理。

在一个实施例中，所述存储服务配置参数包括存储服务质量参数，所述控制单元根据所述存储服务质量参数，对所述虚拟机与所述存储服务单元之间的存储服务的质量进行控制。

在一个实施例中，所述存储服务质量参数包括：所述虚拟机与所述存储服务单元之间的带宽、每秒读写操作次数，存储服务单元的容量或数据分层，数据加密、去重、压缩和物理隔离。