[发明专利]基于Kubernetes的数据读写方法、装置、系统及设备

说明书

本发明涉及一种基于Kubernetes的数据读写方法、装置、系统及设备，属于通信技术领域，该方法、装置、系统及设备，通过在主机上设置SSD高速缓存盘，不再使用内存资源作为缓存，从而避免网络的传输，减小了网络压力；并且Cache数据保留在主机本地，无需通过网络来访问；为每一个容器的划分一定的缓存空间，互相不会争抢资源；通过分层虚拟文件系统解决对容器的缓存优化和管理的能力。

技术领域

本发明属于通信技术领域，具体涉及一种基于Kubernetes的数据读写方法、装置、系统及设备。

背景技术

Kubernetes是一种流行的、被广泛采用的后台分布式服务集群方案，可以在大量主机上运行大量的容器，以接受大量客户的并发访问。Kubernetes集群上会运行大量的容器，这些容器需要存储资源来保存持久化的数据，比如运行时产生的交易记录、操作日志等等。存储资源主要来自于后台的存储集群，集群将存储资源划分成一个个存储卷挂载到需要的容器上。所有的存储读写必须通过网络传输才能完成。而大量的容器对存储卷的读写，对后台的存储集群产生了巨大压力。

保证可用性，Kubernetes发布了CSI规范，所有支持Kubernetes容器存储的后端方案必须支持CSI才能接入到Kubernetes集群。每一个方案的实现都被称为一个CSI插件(CSIPlugin)。为了缓解大量容器对存储集群的访问压力，现有技术中普遍使用的方案是利用缓存，减少对存储的访问频率。目前有两种缓存方案：第一种，是在后端存储集群使用缓存磁盘或者内存缓存，减小对磁盘的压力；第二种，是在容器所运行的主机上，利用内存作为缓存。

但是，在后端存储集群上使用缓存磁盘无法解决网络上的压力，即使从缓存中读取到了数据，却还是要通过网络发送给前端的主机；而主机上基于内存的缓存受到内存大小的制约，容量不够大，并且当容器的内存需求增加后，操作系统会自动减小内存中的缓存，提供给容器使用，使得缓存容量更小。

发明内容

为了至少解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种基于Kubernetes的数据读写方法、装置、系统及设备。

本发明提供的技术方案如下：

一方面，一种基于Kubernetes的数据读写系统，包括：存储插件CSP和虚拟分层文件系统CFS；所述存储插件CSP用于触发所述虚拟分层文件系统CFS模拟创建容器的存储卷；

所述存储卷，包括上层和底层；所述存储卷的上层，包括在容器主机上创建的文件系统；所述存储卷的底层，包括后台存储集群所创建的区域存储卷；

所述存储插件CSP，用于接收Kubernetes的CSI调用指令；根据所述CSI调用指令，创建所述区域存储卷，并将所述区域存储卷连接挂载到对应的容器主机；在所述容器主机上创建所述虚拟分层文件系统CFS，将所述区域存储卷的连接挂载信息和文件系统的信息提供给所述虚拟分层文件系统CFS；将所述虚拟分层文件系统CFS挂载到容器主机上，并将所述虚拟分层文件系统CFS提供给所述容器作为存储卷，以使所述容器对所述存储卷进行数据读写。

可选的，所述存储插件CSP，用于在所述容器主机上的文件系统上分配一个目录，为所述容器提供Cache保存的位置；或，在自行管理磁盘的基础上，完成Cache的保存。

又一方面，一种基于Kubernetes的数据读写方法，应用上述任一所述的基于Kubernetes的数据读写系统，所述方法，包括：

接收读请求，根据所述读写请求，判断文件系统对应的存储区域是否存在内容，若存在，则在所述存储区域的内容中读取与所述读写请求对应的相关内容，并将所述相关内容返回给容器；若不存在，则在所述区域存储卷对应的存储区域上读取文件的相关内容，并将所述相关内容返回给容器；

接收写请求，根据预设写入规则，写入对应的写入信息。