專利名稱：數據的多副本存儲管理方法和系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及計算機領域，并且特別地，涉及一種數據的多副本存儲管理方法和系統(tǒng)。
背景技術：
目前，在大規(guī)模高性能計算集群中，由于存在著用戶眾多、作業(yè)量巨大、整體IO吞吐量要求高的情況，因此現在基于單個服務器端的網絡文件系統(tǒng)已經大大不能滿足用戶的需求，特別是大型數據中心和并發(fā)數量大、IO量大的需求。這時，并行存儲系統(tǒng)(分布式存儲系統(tǒng))的概念就應用而生了。目前已經出現了一些并行存儲系統(tǒng)，這些存儲系統(tǒng)能夠實現元數據和一般數據 (是指原數據之外的數據，例如，文件數據，這些一般數據在本文中被統(tǒng)稱為數據)分別存儲，以便在讀寫的時候提高性能；數據服務器的數量為多個，從幾個達到數百甚至數千個， 從而構成了大規(guī)模的網絡文件系統(tǒng)。雖然存儲數據的多個服務器可以實現相互之間的備份，從而提高整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，但是，這多個服務器訪問的存儲器只有一個，在該存儲器出現故障的情況下， 所有的服務器均無法提供與數據處理相關的服務器，從而導致整個系統(tǒng)出現故障。針對相關技術中存儲數據的服務器無法實現有效的彼此替換和數據備份的問題， 目前尚未提出有效的解決方案。

發(fā)明內容
針對相關技術中存儲數據的服務器無法實現有效的彼此替換和數據備份的問題， 本發(fā)明提出一種數據的多副本存儲管理方法和系統(tǒng)，能夠有效實現數據的多副本保存，同時實現多服務器彼此間的備份和替換，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。本發(fā)明的技術方案是這樣實現的根據本發(fā)明的一個方面，提供了一種數據的多副本存儲管理方法。該方法包括多個服務器在各自的存儲器中保存需要保存的全部數據，并且多個服務器之間實現數據存儲的同步；在多個服務器中預先指定的主服務器無法繼續(xù)提供數據處理服務的情況下，其他服務器中的一個服務器利用保存的數據代替主服務器提供數據處理服務，其中，主服務器之外的其他服務器被禁止提供數據處理服務。其中，在多個服務器中未確定主服務器、或者已經確定的主服務器無法繼續(xù)提供數據處理服務的情況下，通過以下方式確定主服務器多個服務器彼此之間進行協(xié)商，根據各個服務器的當前狀態(tài)確定作為主服務器的服務器；或者根據操作人員的指示，確定需要作為主服務器的服務器。并且，服務器的當前狀態(tài)包括以下至少之一該服務器的存儲器訪問是否正常，該服務器的負載，該服務器的網絡連接狀態(tài)。此外，在指定的主服務器滿足以下條件中的至少之一時，確定該主服務器無法繼續(xù)提供數據處理服務該主服務器的網絡連接出現異常、該主服務器的存儲器訪問出現異常、該主服務器的負載超過預定負載閾值。此外，其他服務器中的一個服務器利用保存的數據代替主服務器提供數據處理服務包括確定原主服務器之外的一個服務器作為新的主服務器，并將該服務器的存儲器激活，使激活的存儲器能夠提供數據處理服務；新的主服務器利用其存儲器中存儲的數據，響應于數據處理服務的指令提供數據處理服務。根據本發(fā)明的另一方面，提供了一種數據的多副本存儲管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括多個服務器，其中，每個服務器包括存儲器，用于保存需要保存的全部數據；同步模塊，用于實現所在服務器與其他服務器之間的數據存儲同步；服務提供模塊，用于在所在的服務器被確定為主服務器的情況下，利用所在服務器的存儲器中保存的數據提供數據處理服務，其中，在一時間多個服務器中僅存在一主服務器，且僅由該主服務器提供數據處理服務；其中，在多個服務器中預先指定的主服務器無法繼續(xù)提供數據處理服務的情況下，其他服務器中的一個服務器代替當前的主服務器提供數據處理服務。其中，在多個服務器中指定的主服務器滿足以下條件中的至少之一時，該主服務器觸發(fā)重新選擇主服務器該主服務器的網絡連接出現異常、該主服務器的存儲器訪問出現異常、該主服務器的負載超過預定負載閾值。此外，多個服務器中的主服務器的存儲器處于激活狀態(tài)，在激活狀態(tài)下，該主服務器能夠利用其存儲器中存儲的數據提供數據處理服務器，其他服務器則被禁止提供數據處理服務。其中，每個服務器進一步包括信息交互模塊，用于與其他服務器實現信息的交互， 交互的信息包括服務器狀態(tài)信息，在當前的主服務器無法繼續(xù)提供數據處理服務的情況下，每個服務器根據各自與其他服務器的狀態(tài)信息確定能夠作為新的主服務器的服務器。本發(fā)明通過在每個數據服務器上保存所有需要保存的數據并在服務器之間實現數據同步和主備切換，能夠有效實現數據的多副本保存，同時實現多服務器彼此間的備份和替換，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。


圖1是根據本發(fā)明實施例的數據的多副本存儲管理方法的流程圖；圖2是根據本發(fā)明實施例的數據的多副本存儲管理系統(tǒng)的框圖。
具體實施例方式根據本發(fā)明的實施例，提供了一種數據的多副本存儲管理方法。如圖1所示，根據本發(fā)明實施例的數據的多副本存儲管理方法包括步驟S101，多個服務器在各自的存儲器中保存需要保存的全部數據，并且多個服務器之間實現數據存儲的同步，其中，主服務器之外的其他服務器被禁止提供數據處理服務；步驟S103，在多個服務器中預先指定的主服務器無法繼續(xù)提供數據處理服務的情況下，其他服務器中的一個服務器利用保存的數據代替主服務器提供數據處理服務。其中，在多個服務器中未確定主服務器、或者已經確定的主服務器無法繼續(xù)提供數據處理服務的情況下，可以通過以下方式確定主服務器
多個服務器彼此之間進行協(xié)商，根據各個服務器的當前狀態(tài)確定作為主服務器的服務器；或者
根據操作人員的指示，確定需要作為主服務器的服務器。
也就是說，不論在什么情況下確定主服務器，既可以采用服務器之間協(xié)商的方式， 也可以又管理員發(fā)出指令指定主服務器。
在服務器進行協(xié)商時，可以彼此傳輸各自的狀態(tài)，每個服務器傳輸的該服務器的當前狀態(tài)可以包括以下至少之一該服務器的存儲器訪問是否正常，該服務器的負載，該服務器的網絡連接狀態(tài)。每個服務器可以先判斷自身的狀態(tài)是否能夠作為主服務器，之后可以將其他服務器傳輸的狀態(tài)與自身的狀態(tài)進行比較(可選地，只有自身狀態(tài)滿足作為主服務器要求的服務器會進行該比較步驟)，根據一定的策略確定本身相比于其他服務器是否更適合作為主服務器(例如，上述策略可以是將狀態(tài)最好的服務器確定為主服務器)，最后，被確定為主服務器的服務器會將其被確定為主服務器的信息通知給其他服務器。
具體如何選擇主服務器的方法有很多，并不局限于上述方法，本文不再一一列舉。
在指定的主服務器網絡連接出現異常、和/或該主服務器的存儲器訪問出現異常、和/或該主服務器的負載超過預定負載閾值的情況下，該主服務器就會確定其無法繼續(xù)提供數據處理服務，此時需要出發(fā)主服務器的重選，該服務器可以不作為候選對象。
在當前主服務器之外的一個服務器作為新的主服務器代替原主服務器提供數據處理服務時，可以將該服務器的存儲器激活，使激活的存儲器能夠提供數據處理服務，并且使得對原主服務器的訪問轉移到新的主服務器；新的主服務器利用其存儲器中存儲的數據，響應于數據處理服務的指令提供數據處理服務，由于每個服務器保存的數據是相同的， 因此，新的主服務器能夠正常提供數據處理服務，包括對數據的讀取、寫入、修改、刪除等操作。
本發(fā)明可以用于多種并行存儲系統(tǒng)，例如，可以用于parastor并行存儲系統(tǒng)避免某個數據服務器出現故障而造成數據丟失、進而使整個并行存儲系統(tǒng)的文件全部不可用的問題。本發(fā)明能夠在并行存儲系統(tǒng)的數據服務器上增加功能，使其能夠將文件的數據同時存儲在兩個或多個地方，從而避免單點故障導致整個文件系統(tǒng)不可用的情況。
根據本法明的實施例，還提供了一種數據的多副本存儲管理系統(tǒng)。
如圖2所示，該系統(tǒng)包括多個服務器(出于清楚的目的，圖2中僅示出了 2個服務器，在實際應用中，服務器的數量可以更多，根據實際需要，可能會達到成百上千甚至更多)，每個服務器包括(出于清楚的目的，圖2中僅詳細示出了一個服務器的結構，實際上， 其他的服務器同樣具備類似結構)
存儲器21，用于保存需要保存的全部數據；
同步模塊22，連接至存儲器21，用于實現所在服務器與其他服務器之間的數據存儲同步；
服務提供模塊23，連接至存儲器21和同步模塊22，用于在所在的服務器被確定為主服務器的情況下，利用所在服務器的存儲器中保存的數據提供數據處理服務，其中，在一時間多個服務器中僅存在一主服務器，且僅由該主服務器提供數據處理服務；
其中，在多個服務器中預先指定的主服務器無法繼續(xù)提供數據處理服務的情況下，其他服務器中的一個服務器代替當前的主服務器提供數據處理服務。
其中，在多個服務器中指定的主服務器滿足以下條件中的至少之一時，該主服務器觸發(fā)重新選擇主服務器該主服務器的網絡連接出現異常、該主服務器的存儲器訪問出現異常、該主服務器的負載超過預定負載閾值。
每個服務器都會與其他服務器進行通信，該通信可以實時進行，傳遞數據同步或各自的狀態(tài)等多種信息。每個服務器可以進一步包括信息交互模塊，用于與其他服務器實現上述通信，交互的信息包括服務器狀態(tài)信息，在當前的主服務器無法繼續(xù)提供數據處理服務的情況下，每個服務器根據各自的狀態(tài)信息與其他服務器的狀態(tài)信息確定能夠作為新的主服務器的服務器。該交互模塊可以與同步模塊集成在一起。
此外，多個服務器中的主服務器的存儲器處于激活狀態(tài)，在激活狀態(tài)下，該主服務器能夠利用其存儲器中存儲的數據提供數據處理服務器，其他服務器則被禁止提供數據處理服務。
通過本發(fā)明的上述技術方案，允許在同一并行存儲系統(tǒng)內有兩個或多個數據服務器存在，但當前正在服務的數據服務器只有一個，其他服務器不對外提供服務；不同數據服務器均有自己的存儲空間來存儲整個文件系統(tǒng)的數據信息，相互之間沒有依賴關系，從而保證主服務器的數據損壞之后，其他服務器保存的數據仍舊正常；其他服務器的數據信息能夠和主服務器間實現實時、無縫的同步，當新的數據寫入時，能夠保證在各個數據服務器的數據信息完成同步以后，寫入操作才返回。此外，主服務器和其他服務器能夠實現高可用的關系(例如，可以通過第三方控制平臺或軟件來實現)，即當主服務器不能提供服務時， 能夠由其他服務器自動接管主服務器的資源，為整個文件系統(tǒng)提供服務。
綜上所述，借助于本發(fā)明的上述技術方案，通過在每個數據服務器上保存所有需要保存的數據并在服務器之間實現數據同步和主備切換，能夠有效實現數據的多副本保存，同時實現多服務器彼此間的備份和替換，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種數據的多副本存儲管理方法，其特征在于，包括多個服務器在各自的存儲器中保存需要保存的全部數據，并且所述多個服務器之間實現數據存儲的同步；在所述多個服務器中預先指定的主服務器無法繼續(xù)提供數據處理服務的情況下，其他服務器中的一個服務器利用保存的數據代替所述主服務器提供數據處理服務，其中，主服務器之外的其他服務器被禁止提供數據處理服務。
2.根據權利要求1所述的多副本存儲管理方法，其特征在于，在所述多個服務器中未確定主服務器、或者已經確定的主服務器無法繼續(xù)提供數據處理服務的情況下，通過以下方式確定主服務器多個服務器彼此之間進行協(xié)商，根據各個服務器的當前狀態(tài)確定作為主服務器的服務器；或者根據操作人員的指示，確定需要作為主服務器的服務器。
3.根據權利要求2所述的多副本存儲管理方法，其特征在于，服務器的當前狀態(tài)包括以下至少之一該服務器的存儲器訪問是否正常，該服務器的負載，該服務器的網絡連接狀態(tài)。
4.根據權利要求1所述的多副本存儲管理方法，其特征在于，在指定的所述主服務器滿足以下條件中的至少之一時，確定該主服務器無法繼續(xù)提供數據處理服務該主服務器的網絡連接出現異常、該主服務器的存儲器訪問出現異常、該主服務器的負載超過預定負載閾值。
5.根據權利要求1所述的多副本存儲管理方法，其特征在于，其他服務器中的一個服務器利用保存的數據代替所述主服務器提供數據處理服務包括確定原主服務器之外的一個服務器作為新的主服務器，并將該服務器的存儲器激活， 使激活的存儲器能夠提供數據處理服務；新的主服務器利用其存儲器中存儲的數據，響應于數據處理服務的指令提供數據處理服務。
6.一種數據的多副本存儲管理系統(tǒng)，其特征在于，包括多個服務器，每個服務器包括存儲器，用于保存需要保存的全部數據；同步模塊，用于實現所在服務器與其他服務器之間的數據存儲同步；服務提供模塊，用于在所在的服務器被確定為主服務器的情況下，利用所在服務器的存儲器中保存的數據提供數據處理服務，其中，在一時間所述多個服務器中僅存在一主服務器，且僅由該主服務器提供數據處理服務；其中，在所述多個服務器中預先指定的主服務器無法繼續(xù)提供數據處理服務的情況下，其他服務器中的一個服務器代替當前的主服務器提供數據處理服務。
7.根據權利要求6所述的多副本存儲管理系統(tǒng)，其特征在于，在所述多個服務器中指定的所述主服務器滿足以下條件中的至少之一時，該主服務器觸發(fā)重新選擇主服務器該主服務器的網絡連接出現異常、該主服務器的存儲器訪問出現異常、該主服務器的負載超過預定負載閾值。
8.根據權利要求6所述的多副本存儲管理系統(tǒng)，其特征在于，所述多個服務器中的主服務器的存儲器處于激活狀態(tài)，在所述激活狀態(tài)下，該主服務器能夠利用其存儲器中存儲的數據提供數據處理服務器，其他服務器則被禁止提供數據處理服務。
9.根據權利要求6所述的多副本存儲管理系統(tǒng)，其特征在于，每個服務器進一步包括信息交互模塊，用于與其他服務器實現信息的交互，交互的信息包括服務器狀態(tài)信息，在當前的主服務器無法繼續(xù)提供數據處理服務的情況下，每個服務器根據各自與其他服務器的狀態(tài)信息確定能夠作為新的主服務器的服務器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種數據的多副本存儲管理方法和系統(tǒng)，該方法包括多個服務器在各自的存儲器中保存需要保存的全部數據，并且多個服務器之間實現數據存儲的同步；在多個服務器中預先指定的主服務器無法繼續(xù)提供數據處理服務的情況下，其他服務器中的一個服務器利用保存的數據代替主服務器提供數據處理服務，其中，主服務器之外的其他服務器被禁止提供數據處理服務。本發(fā)明通過在每個數據服務器上保存所有需要保存的數據并在服務器之間實現數據同步和主備切換，能夠有效實現數據的多副本保存，同時實現多服務器彼此間的備份和替換，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
文檔編號G06F11/14GK102541693SQ20111045986
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月31日 優(yōu)先權日2011年12月31日
發(fā)明者何滄平, 何牧君, 占杰, 吳宏文, 曹征, 李斌, 陳偉, 顧小寶, 馬少杰 申請人:曙光信息產業(yè)股份有限公司