[发明专利]基于访问次数排名的虚拟节点副本调整系统及方法

权利要求书

1.一种基于访问次数排名的虚拟节点副本调整系统，其特征在于，包括：

虚拟节点访问次数排序模块，用于根据用户对虚拟节点的访问记录确定虚拟节点的访问次数，根据所述访问次数的多少，对存储系统中每个物理节点所属的虚拟节点进行排名；每个物理节点对应存储系统中的一个设备，物理节点所属的每一个虚拟节点为一个副本，称为虚拟节点副本；

虚拟节点副本迁移列表计算模块，当有物理节点加入所述存储系统时，用于获取各个物理节点的权重，计算物理节点单位权重的虚拟节点数，根据各个物理节点的单位权重，将要调整的虚拟节点副本加入到一迁移列表中；当有物理节点要从所述存储系统中删除或者退出时，用于将对应设备从设备列表中移除，根据单位权重的虚拟节点数计算剩余每个物理节点可接收的虚拟节点副本个数；所述单位权重等于设备权重除以设备容量；

虚拟节点副本调整模块，用于调整虚拟节点和物理节点之间的映射关系；有物理节点加入所述存储系统时，根据所述迁移列表，直接修改虚拟节点到物理节点的映射表；当有物理节点要从所述存储系统中删除或者退出时，用于计算各个物理节点可接收的虚拟节点副本数量，并且按照物理节点的访问总数，计算单位权重的访问量，按照单位权重的访问量进行排序，依次从已删除的物理节点的虚拟节点列表中获取对应个数的虚拟节点副本分配给对应的物理节点；

有物理节点加入时，所述虚拟节点副本调整模块包含虚拟节点副本调整子模块，需要调整的虚拟节点副本已经加入到虚拟节点迁移列表中，利用map函数遍历迁移列表，确定可调整的虚拟节点副本，按照先行后列的方式，顺序查找要调整的虚拟节点副本，根据加入的物理节点的权重修改映射关系；设有权重w_n+1的节点D_n+1加入存储系统中，n为未加入时存储系统中设备个数，根据权重计算出节点D_n+1需要分配的虚拟节点数目为结合存储系统中已有的物理节点D₁,D₂,D₃…D_n及其权重w₁,w₂,w₃…w_n，计算出各个物理节点分别需重新分配N₁,N₂,N₃…N_n个虚拟节点副本给D_n+1，设物理节点D₁的虚拟节点排名为P₁₁,P₁₂,P₁₃…P_1m，依次将共N₁个虚拟节点副本分配给D_n+1，对物理节点D₂,D₃…D_n用相同的方法处理；

有物理节点删除时，所述虚拟节点副本调整模块包括单位权重访问量排序子模块和虚拟节点副本调整子模块，将各个虚拟节点的访问次数相加求得物理节点总的访问次数，然后除以物理节点的权重，即可求得单位权重的访问量，由于物理节点数量有限，利用冒泡排序算法bubbleSort()按照单位权重的访问次数对物理节点进行排名，在进行访问调整时，访问量小的物理节点的虚拟节点副本调整到单位权重访问量大的物理节点上，访问量大的物理节点的虚拟节点副本调整到单位权重访问量小的物理节点上，当存储系统中有权重w_i的物理节点D_i退出存储系统时，设此物理节点D_i所拥有的虚拟节点数为N_i，根据剩余各个物理节点的权重计算各个存储节点分配的虚拟节点数分别为N₁,N₂,N₃…N_n，n≠i,根据N₁,N₂,N₃…N_n对存储系统中剩余节点的单位权重的虚拟节点访问次数进行计算，根据单位权重的虚拟节点访问次数进行从大到小排名，物理节点序列为V₁,V₂,V_i…V_n，n≠i，i∈[1,n)，根据剩余的物理节点的单位权重，依次从已删除的物理节点的虚拟节点列表中获取对应个数的虚拟节点副本，则完成了调整。

2.一种利用权利要求1所述的系统的基于访问次数排名的虚拟节点副本调整方法，其特征在于，包括：

利用所述虚拟节点访问次数排序模块根据用户对虚拟节点的访问记录确定虚拟节点的访问次数，根据所述访问次数的多少，对存储系统中每个物理节点所属的虚拟节点进行排名；每个物理节点对应存储系统中的一个设备，物理节点所属的每一个虚拟节点为一个副本，称为虚拟节点副本；

利用所述虚拟节点副本迁移列表计算模块，当有物理节点加入所述存储系统时，获取各个物理节点的权重，计算物理节点单位权重的虚拟节点数，根据各个物理节点的单位权重，将要调整的虚拟节点副本加入到一迁移列表中；当有物理节点要从所述存储系统中删除或者退出时，将对应设备从设备列表中移除，根据单位权重的虚拟节点数计算剩余每个物理节点可接收的虚拟节点副本个数；所述单位权重等于设备权重除以设备容量；

利用所述虚拟节点副本调整模块调整虚拟节点和物理节点之间的映射关系；有物理节点加入所述存储系统时，根据所述迁移列表，直接修改虚拟节点到物理节点的映射表；当有物理节点要从所述存储系统中删除或者退出时，计算各个物理节点可接收的虚拟节点副本数量，并且按照物理节点的访问总数，计算单位权重的访问量，按照单位权重的访问量进行排序，依次从已删除的物理节点的虚拟节点列表中获取对应个数的虚拟节点副本分配给对应的物理节点；

有物理节点加入时，所述虚拟节点副本调整模块包含虚拟节点副本调整子模块，需要调整的虚拟节点副本已经加入到虚拟节点迁移列表中，利用map函数遍历迁移列表，确定可调整的虚拟节点副本，按照先行后列的方式，顺序查找要调整的虚拟节点副本，根据加入的物理节点的权重修改映射关系；设有权重w_n+1的节点D_n+1加入存储系统中，n为未加入时存储系统中设备个数，根据权重计算出节点D_n+1需要分配的虚拟节点数目为结合存储系统中已有的物理节点D₁,D₂,D₃…D_n及其权重w₁,w₂,w₃…w_n，计算出各个物理节点分别需重新分配N₁,N₂,N₃…N_n个虚拟节点副本给D_n+1，设物理节点D₁的虚拟节点排名为P₁₁,P₁₂,P₁₃…P_1m，依次将共N₁个虚拟节点副本分配给D_n+1，对物理节点D₂,D₃…D_n用相同的方法处理；

有物理节点删除时，所述虚拟节点副本调整模块包括单位权重访问量排序子模块和虚拟节点副本调整子模块，将各个虚拟节点的访问次数相加求得物理节点总的访问次数，然后除以物理节点的权重，即可求得单位权重的访问量，由于物理节点数量有限，利用冒泡排序算法bubbleSort()按照单位权重的访问次数对物理节点进行排名，在进行访问调整时，访问量小的物理节点的虚拟节点副本调整到单位权重访问量大的物理节点上，访问量大的物理节点的虚拟节点副本调整到单位权重访问量小的物理节点上，当存储系统中有权重w_i的物理节点D_i退出存储系统时，设此物理节点D_i所拥有的虚拟节点数为N_i，根据剩余各个物理节点的权重计算各个存储节点分配的虚拟节点数分别为N₁,N₂,N₃…N_n，n≠i,根据N₁,N₂,N₃…N_n对存储系统中剩余节点的单位权重的虚拟节点访问次数进行计算，根据单位权重的虚拟节点访问次数进行从大到小排名，物理节点序列为V₁,V₂,V_i…V_n，n≠i，i∈[1,n)，根据剩余的物理节点的单位权重，依次从已删除的物理节点的虚拟节点列表中获取对应个数的虚拟节点副本，则完成了调整。