[发明专利]存储区域网络中分布式虚拟化存储的方法

摘要

存储区域网络中分布式虚拟化存储的方法属于虚拟化存储技术的领域，其特征在于：基于存储区域网络的虚拟化网络存储系统，系统的内核模块将文件系统的I/O请求操作地址映射到适当的网络磁盘内，实现虚拟化存储的功能，同时用以太网向机群系统中的其它节点提交内核元数据进行同步操作的请求后，在管理节点机中的中央控制和管理模块统一控制，对其中的元数据作相应的操作，并把操作结果加入到内核模块中的元数据表中去，使得机群系统所有节点的虚拟存储元数据保持一致，提供一个统一格式的网络存储资源视图，以实现分布式虚拟化存储系统。

主权项

1.存储区域网络中分布式虚拟化存储的方法，其特征在于：基于由分布式节点机群和其中任意指定的一台管理机、网络磁盘和光纤交换机且按网络存储系统(SAN)组成的分布式集群网络存储系统，管理控制台提供给用户Telnet登陆服务进行分布式虚拟化存储系统的管理功能，向管理节点机中的中央控制和管理模块提交功能性的或者对分布式机群中的作为实际的逻辑设备文件系统使用的逻辑磁盘LV、逻辑磁盘卷集合VG内的内核元数据进行相应的操作请求。本方法的核心是在单机虚拟化系统基础上，设计同步各个节点机之间的虚拟化系统元数据的方法，保持内核元数据与磁盘元数据的一致性；同时通过设定管理节点，统一管理分布式虚拟存储系统的虚拟化操作和行为，提供给每个节点机上的文件系统一个统一一致的虚拟化存储视图实现基于机群系统的统一管理模块、元数据模块和控制管理平台的虚拟化存储。以上所述方法依次含有以下步骤：(1)模块结构在管理节点机中设置中央控制与管理模块、简称管理配置模块的分布式虚拟化系统管理配置模块、简称同步模块的元数据同步模块以及内核模块；在各分布式节点机内设置分别由上述同步模块、管理配置模块和内核模块内容相同的同名的模块；其中(1.1)中央控制和管理模块：控制网络上所有存储资源：该模块在启动时通过读配置文件和查询网络磁盘得到节点配置信息，生成内含节点序号信息、LV信息和VG信息的节点信息表，也称资源信息表；为用户进行以下操作提供接口：对逻辑磁盘LV的操作、块文件LV的创建或删除、LV容量的增加和减少；对逻辑磁盘卷集合VG的操作：查询信息；对网络磁盘即物理磁盘PV的操作：查询PV内的相应于逻辑磁盘卷的元数据VGDA；向管理配置模块提供发送和接收的两个接口；为控制内核模块执行功能性操作，向内核模块提供与内核模块的IOCTL函数接口；该接口发出的不同操作参数值对应于要对VG、LV执行的不同操作。(1.2)内核模块在截获中央控制和管理模块发出的所有对逻辑磁盘LV、逻辑磁盘卷集合VG的操作后，把传来的文件系统的I/O操作的逻辑空间地址映射到网络磁盘的实际物理地址，以实现虚拟化存储；(1.3)元数据同步模块在其分布式节点机对网络存储资源作虚拟化存储操作时，同步模块各节点的内核模块元数据和网络磁盘元数据同步地保持一致；同步模块向管理配置模块提供用于同步各分布式节点机内核模块元数接口函数，记为sync_init_request；同步模块向内核模块提供用于在某分布式节点机对网络存储资源进行虚拟化存储时，提供执行同步类型操作命令地接口函数，记为sync_do_request；所述的同步操作包括VG数据同步和LV数据同步，而同步操作的数据分成两个部分：用户空间地址数据的修改和内核模块元数据的更新；(1.4)分布式虚拟华存储管理配置模块它分别设置发送接口函数Send(Host，Data)、接受接口函数Recv(Host，Data)，提供给中央控制和管理模块、元数据同步模块和内核模块作通信用，其中Host是节点序号，用于标示节点；(2)依次按以下步骤执行虚拟化存储：(2.1)启动中央控制和管理模块，初始化，创建TCP监听线程。(2.2)用户通过telnet登陆服务管理，向中央控制和管理模块发出操作请求(2.3)TCP线程收到用户广播请求后，为每一个用户创建一个TCP处理线程，并调用Tcp_request_dispatch函数(2.4)Tcp_request_dispatch函数判断操作命令类型后，分类处理(2.5)若为信息查询命令，则查询本中央控制和管理模块的节点信息表，把查询结果经以太网返回用户(2.6)若为功能性操作命令，则通过管理配置模块直接调用内核模块的IOCTL接口函数，执行中央控制和管理模块制定的操作，把操作结果返回管理配置模块，再经中央控制和管理模块返回用户；同时，经管理配置模块由光纤交换机把修改后的VGDA的vg表送到各分布式节点机，相应地，把VG、LV的逻辑地址映射到网络磁盘，并按修改后的VGDA的vg表修改网络磁盘元数据；(2.7)若为同步类型操作指令，则通过管理配置模块调用同步模块的接口函数，执行如下操作：(2.7.1)先由接口函数sync_init_rdquest区别消息类型，即同步操作的类型：VG同步还是LV同步，再分别调用不同的函数处理；(2.7.2)在处理时，先从传过来的文件中，根据vg_name即VG名达到指向VG的指针，若为LV同步，则根据lv_name即LV名从VG表中得到指向LV的指针，然后，分别按照指针位置更新逻辑地址；(2.7.3)同步内核数据：通过给内核模块发送IOCTL命令，完成对VGDA元数据的更新；(2.7.4)对系统文件按VG和LV分别进行创建、删除、修改或更名的操作；(2.7.5)从内核模块中读出VGDA元数据，通过接口函数sync_init_request向管理配置模块发送，同步地保持分布式虚拟化存储系统内核元数据和网络磁盘元数据的一致性。