[发明专利]一种多磁盘聚合式数据存储系统及其实现方法与应用方法

说明书

本发明公开了一种多磁盘聚合式数据存储系统及其实现方法与应用方法，采用以松耦合方式聚合多个存储单元形成存储系统；选取任一存储单元存储命名空间和存储数据的元数据；存储数据以不同的布局方式存储在其它多个存储单元中；分别创建元数据管理模块和数据管理模块来管理元数据和存储数据；对外提供统一命名空间模块以管理命名空间和元数据管理模块，并支持面向目录、文件或对象的数据访问；本发明公开的多磁盘聚合式数据存储系统不再依赖于RAID，可支持存储容量扩展、数据容错，能够简化存储系统管理，提高可扩展性，并提升存储系统数据访问性能。

技术领域

本发明涉及计算机领域，尤其涉及一种多磁盘聚合式数据存储系统及其实现方法与应用方法。

背景技术

存储系统有DAS(直连附加存储：Direct Attached Storage)、NAS(网络附加存储：Network Attached Storage)和SAN(存储局域网络：Storage Area Network)等多种类型。为了实现大容量的存储，以及防止存储器件如磁盘或固态盘损坏而丢失数据，上述各类存储系统中普遍使用RAID(冗余磁盘阵列：Redundant Arrays of Independent Disks)技术来组织多个磁盘。虽然RAID能提高可靠性，但存在如下不足或问题：

●存储系统管理复杂。RAID中所有磁盘必须具有相同容量和性能，创建以后就不能再修改，让存储系统的容量规划和扩容变得困难；

●容错级别在创建RAID时设定，无法针对数据本身的特性或要求支持不同的容错级别；

●创建RAID的时间高达数小时，数据重建时间更长；

●当访问数据流增加时，RAID读写性能会大幅下降；在极端情形下多张磁盘组成的RAID的性能甚至低于单个磁盘的性能。

DualFS【DualFS:A New Journaling File System for Linux】对存储系统的结构进行了探索优化，将文件系统的元数据(metadata)保存到一个独立的磁盘设备中，将数据存储到RAID中。这种方法能够有效提高元数据访问的性能，如遍历目录，但RAID面临的问题在dualFS中依然存在。

发明内容

鉴于目前存在的上述不足，本发明提供一种多磁盘聚合式数据存储系统及其实现方法与应用方法，不再依赖于RAID，可支持存储容量扩展、数据容错，能够简化存储系统管理，提高可扩展性，并提升存储系统数据访问性能。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种多磁盘聚合式数据存储系统实现方法，所述多磁盘聚合式数据存储系统实现方法包括以下步骤：

以松耦合方式聚合多个存储单元形成存储系统；

选取任一存储单元存储命名空间和存储数据的元数据；

存储数据以不同的布局方式存储在其它多个存储单元中；

分别创建元数据管理模块和数据管理模块来管理元数据和存储数据；

对外提供统一命名空间模块以管理命名空间和元数据管理模块，并支持面向目录、文件或对象的数据访问。

依照本发明的一个方面，所述存储数据的元数据保存在索引节点中，索引节点内容包括该文件的数据布局方式和数据所在磁盘的标识号。

依照本发明的一个方面，以存储在元数据磁盘上的索引节点号作为文件数据在相应数据磁盘上的名。

依照本发明的一个方面，每个目录或文件可以独立选择数据布局方式，数据布局方式包括单体、镜像和条带化。

依照本发明的一个方面，所述统一命名空间模块对上层软件提供文件或对象访问接口，屏蔽存储系统的内部结构，根据文件读写请求访问相应的元数据管理模块和数据管理模块。