[发明专利]数据存储及访问的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及计算机互联网领域，特别涉及一种数据存储及访问的方法和系统。

背景技术

数据存储系统是企业IT基础设施的关键组成部分。早期，数据存储主要依赖于计算机的本地硬盘。随着信息技术的飞速发展，本地硬盘的容量和存储性能远远不能满足企业级软件系统的需求，例如一些数据库管理系统所生成的数据库文件，可能达到TB(1TB＝1024GB)甚至成百上千TB大小。传统的将硬盘放到计算机主机箱内的做法已经不能满足现代应用程序对存储容量的需求，这就催生了网络存储技术。

网络存储技术是指有独立的设备提供数据存储功能，其它计算机节点通过网络访问、使用存储。这样，即使计算机主机内没有硬盘，也可以通过网络来存取存储设备中的数据。网络存储作为专门的设备，通常以大规模磁盘阵列的形式出现，它既提升了存储的性能，也更有利于统一扩容、备份，使得其它的IT部分更为便利的统一规划、管理存储资源，所以在过去的20年中在大型企业中得到了广泛使用。目前在大型企业中使用最为广泛的是网络存储技术是SAN(StorageAreaNetwork，存储区域网络)。

云存储服务是云计算的一种，体现了一种将存储作为“服务”的形式统一对外提供的理念。不同于网络存储技术，云存储除了存储功能外，还同时能够提供一系列针对数据的公共服务，例如：图片处理、视频格式转换等功能，目前广泛使用的百度云存储、360云存储等都是云存储。在企业中，云存储同样有很大的价值。以生成图片缩略图功能为例，企业各信息系统(如培训系统、办公系统等)为了提升页面的图片渲染速度，通常在首次显示图片的时候只显示尺寸更小的缩略图，在以前，各系统都需要各自开发“生成缩略图”服务。如果统一使用云存储，该功能可以由云存储统一通过服务的形式提供，避免了功能的重复开发。所以，云存储顺应了IT技术发展趋势，对位进一步简化企业IT架构都有积极作用，也越来越成为大型企业重点考虑的IT基础设施革新方向，并且已经在不少企业中得到了实际使用。

由于在云存储之前，SAN存储已经在企业中得到了大规模使用。目前很多针对企业的云存储方案都要求重新实施存储设备(如统一采用基于大容量硬盘的X86服务器作为存储资源)，从而企业无法重复利用在SAN存储上的不菲投资。而如果要将SAN存储资源在云存储服务中重复利用，则需要突破“SAN存储的共享访问”问题。对该问题的详细介绍如下：

信息系统访问云存储服务，进行文件的下载和上传及相关数据处理服务。云存储资源通过网络交换机访问SAN存储；SAN存储可以按容量划分为一个一个的逻辑单元(成为LUN)，一个LUN的容量是有上限的(比如2TB)，将不同的LUN分配给不同的云存储服务器。

由于云存储服务需要整体支撑企业的多数业务系统的数据访问需求，所以通常都是以集群的方式提供服务。信息系统对云存储服务的请求，最终可能被分配为集群中的一台服务器，这要求每一台服务器均可以访问所有的存储单元LUN。而SAN存储技术上不支持多个服务器同时对一个LUN进行写入操作，否则将导致数据完全紊乱。所以，大型企业将SAN存储直接用于云存储服务，需要解决多台服务器对SAN存储资源共享访问的问题。

针对多台服务器共享访问SAN存储资源的问题，目前主要有两种解决方案：

方案一：通过操作系统提供的文件共享协议，实现SAN共享访问操作系统，如Linux、Windows提供了文件共享访问协议。以Linux为例，支持网络文件共享的协议是NFS。云存储服务器1将挂载的LUN-1通过NFS协议，共享给云存储服务器2访问。服务器2将不再直接访问SAN存储。对LUN-1的文件写入操作将有Linux操作系统负责协调，从而不会出现数据混乱的情况。专利“一种利用Linux全局文件系统实现共享存储池的方法”(申请号：201210088796.1)就是采用这个方案。该方案能够解决同一种操作系统的多服务器共同访问同一个SAN数据存储的问题，然而，这种访问无法支持多种操作系统，这是因为不同操作系统的文件共享访问协议是不兼容的，而云服务器集群由多种操作系统的服务器组成的需求是广泛存在的，例如有些windows下的文件如Word文档只能在windows服务器中才能进行格式转换等数据处理。并且，其运行性能较差。简单的例子中云存储服务集群由两台服务器构成，而实际的集群会由更多服务器组成，那么这些服务器访问存储都需要通过云存储服务器1，形成数据存储性能瓶颈。此外，该服务的可靠性亦欠佳。如果云存储服务器1出故障挂起，那么集群中的所有服务器都将不能访问该对应的LUN。