[发明专利]元数据服务器失效接替中精确一次执行语义的方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及元数据服务器失效接替技术及非幂等操作等领域，特别涉及元数据服务器失效接替中精确一次执行语义的方法及系统。

背景技术

在大规模机群文件系统中，元数据与数据服务分离结构已经成为了一种趋势，一方面，数据访问不必通过元数据服务器，而是采用带外方式直接访问存储设备，从而获取较高的数据访问性能；另一方面，元数据服务器专门提供元数据服务，卸载了数据访问负载，从而单台元数据服务器可以支持更高的客户端访问性能，管理更多的存储设备，支持更大的系统规模扩展，然而，随着系统规模的不断扩大，单台元数据服务器逐渐成为制约系统扩展的瓶颈，为了进一步提升机群文件系统的扩展能力，目前通常采用多个元数据服务器构成元数据服务器机群，以分散元数据负载，支持通过增加元数据服务器数量达到集群文件系统的横向扩展。

为了保证元数据集群的高可用性，通常为每一台元数据服务器配备一台备份服务器，当元数据服务器发生宕机，将宕机服务器的元数据服务迁移至备份服务器，在备份服务器缓存中恢复出宕机服务器元数据信息，接管宕机服务器的工作，实现高可用。元数据操作，分为非幂等和幂等操作两类。非幂等操作的特点是两次执行就会两次改变系统状态，系统就会处于不一致的状态，因此在失效接替过程中，我们需要精确恢复出非幂等操作在宕机事故发生时所执行到的进度，避免非幂等操作的多次执行，使客户端感受不到宕机事件的发生，实现无缝接替，保证非幂等操作的精确一次执行语义；而幂等操作则正好相反，任意多次执行所产生的影响均与一次执行的影响相同。

根据宕机发生时元数据操作在宕机服务器的完成进度，将元数据操作分为以下五类：

(1)已经持久到宕机服务器的元数据磁盘上，并且客户端已经接收到返回结果；

(2)已经持久到宕机服务器的元数据磁盘上，但客户端在收到返回结果之前，服务器发生了宕机，并且该操作是幂等操作，如读操作；

(3)已经持久到宕机服务器的元数据磁盘上，但客户端在收到返回结果之前发生了宕机，并且该操作是非幂等操作，如删除操作；

(4)操作还没有持久到宕机服务器的元数据磁盘上，客户端已经收到回复结果；

(5)操作既没有持久到宕机服务器的元数据磁盘上，客户端也没收到回复结果。

第(1)类操作，不需要备份服务器恢复，也不需要客户端做任何操作；第(5)类操作，也不需要备份服务器恢复，因为客户端在特定时间间隔内没有收到回复时，会重新发起操作请求，并需要备份服务器继续执行返回结果；备份服务器也不需要恢复第(2)类操作，因为客户端会重新发起操作请求，备份服务器会重新执行该操作，而幂等操作的第二次执行不会造成错误；第(4)类操作，备份服务器需要恢复出该操作的参数，并继续执行该操作，将其持久到磁盘上，不需要担心该操作的精确一次执行语义，因为客户端已经接收到回复结果，不会再发起请求，所以该操作只会被持久到磁盘上一次。

备份服务器需要保证精确一次执行语义的是第(3)类操作，因为如果客户端在一定时间间隔内没有收到服务器的回复，就会重新发起相同参数的请求，而对于已经持久到磁盘上的非幂等操作，第二次执行就会造成错误，所以就需要保证备份服务器在完成接替后，当收到客户端发来的该类操作的重复请求时，备份服务器只需要返回该操作的回复结果，而不需要在磁盘上再次执行，从而保证了精确一次执行语义。