[发明专利]块设备管理系统

说明书

本公开实施例公开了块设备管理系统。块设备管理系统包括：客户端、应用程序接口；块设备管理系统还包括：执行器，被配置成向块设备服务管理器模块提交任务和查询已提交的任务，从内存数据库获取任务和汇报任务状态；以及内存数据库，被配置成执行设备快照和数据卷的元数据存储、管理作业与任务。该块设备管理系统提升了虚机侧块设备管理的容错能力，降低了运维成本。

技术领域

本公开涉及计算机技术领域，具体涉及云计算技术领域，尤其涉及块设备管理系统。

背景技术

云计算中，虚拟机的虚拟化技术包括三部分：计算虚拟化、存储虚拟化和网络虚拟化。存储虚拟化方面，业界逐渐采用基于分布式存储系统实现块设备虚拟化的方式，对块设备的管理包括两部分内容：存储侧块设备数据管理，包括云存储块数据在分布式文件系统中的管理；以及虚拟机侧块设备管理，包括块设备的生命周期与各项操作管理。

其中，虚拟机侧块设备管理涉及虚拟机与块设备两种资源的关系管理。例如块设备在虚拟机的绑定与解绑，如果不能准确同步两者分别的状态，容易造成虚拟机与块设备元数据不一致；块设备单独使用时，存在较多操作，不同操作请求需要具备良好的容错机制。

具体地，目前虚拟机侧块设备的管理实现方案是OpenStack中块设备管理系统(Cinder)模块。Cinder模块包括五个组件：应用程序接口(Cinder-API)、调度器(Cinder-Scheduler)、本地代理节点(Cinder-Volume)、关系型数据库管理系统(MySQL)和客户端(Cinder Client)。模块之间通信使用AMQP协议，技术实现为面向对象的消息中间件(Qpid)。

以下分别说明Cinder模块的五个组件：

应用程序接口用于接受客户端与计算服务器(Nova Computer)(导入客户端模块)发起的HTTP请求，进行用户身份校验与消息分发，其使用Web服务器网关接口(WSGI)服务提供Web服务，操作核心资源和扩展资源，涉及与数据库(DB)、数据卷(Volume，指块设备)和调度器(Scheduler)的交互。

调度器用于处理不指定后端服务时的消息，为该消息调度一个符合条件的后端服务，调度时包含过滤器(Filters)与加权(Weighting)两个过程。调度器也是一个WSGI服务，启动后从Qpid处消费应用程序接口生产的调度消息。

本地代理节点针对不同类型的块设备，无论使用网络文件系统(NFS)还是iSCSI协议连接，块设备管理系统的数据卷根据数据卷的类型加载对应的驱动程序(Driver)进行适配。请求包括数据卷的添加、删除与扩展、挂载与卸载、快照的创建与删除。

MySQL，Cinder以数据库存储运行时的数据，包括后端服务、数据卷相关数据、镜像相关数据、配额相关数据、服务质量(Qos)与鉴权相关数据。使用对象关系映射(ORM)框架SQLAlchemy连接与抽象(驱动引擎)后端不同数据库系统，并基于Cinder/Cinder/db/api.py规定的统一操作接口封装SQL工具包，运行时以懒加载的方式加载对应数据库的驱动类。(Cinder/db/sqlalchemy)。

客户端，封装HTTP请求与提供命令行方式访问应用程序接口，提供Shell与Python模块两种使用方式。

然而，上述的虚拟机侧块设备的管理实现方案存在以下问题：

首先是服务间通信问题。Cinder与外部交互统一采用HTTP协议，内部统一采用AMQP(异步与同步通信并存)。受限于Qpid模块，应用程序接口与数据卷间Qpid消息发生超时时定位成本比较高。内部通信也缺乏良好的重试容错机制，一旦通信失败，即业务有感。