可伸縮文件系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】
【背景技術(shù)】
[0001]文件系統(tǒng)的可伸縮性(scalability)是存儲系統(tǒng)中的重要要求。這在處置存儲系統(tǒng)中的存儲爆發(fā)(burst)時尤為關(guān)鍵。典型地，這樣的存儲爆發(fā)通過過量供應(yīng)存儲容量和控制器來處置。這樣的過量供應(yīng)可能導(dǎo)致未被使用的存儲空間的浪費和對存儲控制器的冷卻需要進行供電的附加成本。
【附圖說明】
[0002]現(xiàn)在將參考附圖詳細地描述本技術(shù)的示例，其中:
圖1圖示了在粗粒度集群的存儲域環(huán)境中的可伸縮文件系統(tǒng)的示例框圖；
圖2圖示了在細粒度集群的存儲域環(huán)境中的可伸縮文件系統(tǒng)的另一示例框圖；
圖3圖示了通過執(zhí)行一個或多個文件系統(tǒng)的邏輯拆分而創(chuàng)建虛擬根的示例框圖；
圖4圖示了通過執(zhí)行一個或多個文件系統(tǒng)的物理拆分而創(chuàng)建各自具有相應(yīng)根標簽的多個可分離安裝的文件系統(tǒng)的示例框圖；以及
圖5圖示了用于在集群的存儲域環(huán)境中動態(tài)創(chuàng)建諸如圖1-4中所示的那些之類的可伸縮文件系統(tǒng)的方法的示例流程圖。
[0003]本文描述的各圖僅僅用于圖示目的并且不旨在以任何方式限制本公開的范圍。
【具體實施方式】
[0004]公開了可伸縮文件系統(tǒng)。在本主題的示例的以下詳細描述中，對附圖做出參考，所述附圖形成其部分并且其中通過圖示的方式示出其中可以實踐本主題的特定示例。以充足的細節(jié)來描述這些示例以使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本主題，并且要理解的是，可以利用其它示例并且可以做出改變而不脫離于本主題的范圍。因此不以限制性含義來理解以下詳細描述，并且本主題的范圍由隨附權(quán)利要求限定。
[0005]另外，遍及本文檔可互換地使用術(shù)語“節(jié)點”和“控制器”。另外，遍及本文檔可互換地使用術(shù)語“分叉”和“拆分”。
[0006]圖1圖示了粗粒度集群的存儲域環(huán)境中的可伸縮文件系統(tǒng)的示例框圖100。如圖1中所示，可伸縮文件系統(tǒng)包括多個節(jié)點/控制器102A-102N和存儲池108。另外如圖1中所示，節(jié)點/控制器102A-102N中的每一個包括可伸縮文件系統(tǒng)模塊104A-104N和分布式鎖管理器(DLM) 106A-106N中的相關(guān)聯(lián)的一個。存儲池108包括存儲盤110A-110M。另外如圖1中所示，存儲盤110A-110M包括文件系統(tǒng)112A-112L。此外如圖1中所示，節(jié)點/控制器102A-102N通信耦合到彼此。另外，可伸縮文件系統(tǒng)模塊104A-104N和DLM 106A-106N在節(jié)點/控制器102A-102N的每一個中通信耦合，如圖1中所示。此外如圖1中所示，節(jié)點/控制器102A-102N通信耦合到存儲盤110A-110M以分別訪問存儲盤110A-110M中的文件系統(tǒng)112A-112L。例如，節(jié)點/控制器102A和節(jié)點/控制器102B通信耦合到存儲盤IlOA以訪問文件系統(tǒng)112A。在粗粒度集群的存儲域環(huán)境中，文件系統(tǒng)112A-L通過以盤級別為存儲盤110A-110M分區(qū)來創(chuàng)建。在示例性場景中，當存儲盤110A-110M以盤級別被分區(qū)時，節(jié)點/控制器102A和節(jié)點/控制器102B訪問由存儲盤IlOA托管的文件系統(tǒng)112A。在操作中，節(jié)點/控制器102A-102N在存儲池108中創(chuàng)建一個或多個可分離安裝的文件系統(tǒng)。
[0007]現(xiàn)在參考圖2，其為圖示了在細粒度集群的存儲域環(huán)境中的可伸縮文件系統(tǒng)的示例框圖200。如圖2中所示，可伸縮文件系統(tǒng)包括多個節(jié)點/控制器202A-202N和存儲池208。另外如圖2中所示，節(jié)點/控制器202A-202N分別包括相關(guān)聯(lián)的可伸縮文件系統(tǒng)模塊204A-204N和分布式鎖管理器(DLM) 206A-206N。存儲池208包括多個存儲盤210A-210M。存儲盤210A-210M包括一個或多個文件系統(tǒng)212A-212L。另外如圖2中所示，節(jié)點/控制器202A-202N通信耦合到彼此和存儲池208。另外，可伸縮文件系統(tǒng)模塊204A-204N和DLM206A-206N通信耦合，如圖2中所示。在諸如圖2中所示的細粒度集群的存儲域環(huán)境中，文件系統(tǒng)212A-212L通過以塊級別為存儲盤210A-210M邏輯分區(qū)來創(chuàng)建。而且，當存儲盤210A-210M以塊級別被分區(qū)時，文件系統(tǒng)212A-212L跨存儲盤210A-210M分布。
[0008]現(xiàn)在參考圖3，其為圖示了通過執(zhí)行一個或多個文件系統(tǒng)的邏輯拆分而創(chuàng)建虛擬根的示例框圖300。如圖3中所示，框圖300包括具有多個存儲盤304A-304M的存儲池302。存儲池302由包括相關(guān)聯(lián)的可伸縮文件系統(tǒng)模塊(諸如圖1中所示的可伸縮文件系統(tǒng)模塊104A-104N或圖2中所示的可伸縮文件系統(tǒng)模塊204A-204N)和分布式鎖管理器(DLM)(諸如圖1中所示的DLM 106A-106N或圖2中所示的DLM 206A-206N)的一個或多個節(jié)點/控制器(諸如圖1中所示的節(jié)點/控制器102A-102N或圖2中所示的節(jié)點/控制器202A-202N)服務(wù)?？缮炜s文件系統(tǒng)模塊中的每一個從DLM獲取與文件系統(tǒng)308A-308L中的每一個相關(guān)聯(lián)的一個或多個鎖統(tǒng)計量。另外，存儲盤304A-304M包括一個或多個文件系統(tǒng)，諸如文件系統(tǒng)308A。此外，存儲池302還維護指向一個或多個文件系統(tǒng)308A-308L的根目錄的根標簽306A-306K。另外，節(jié)點/控制器在存儲池302中創(chuàng)建多個可分離安裝的文件系統(tǒng)。
[0009]在示例性場景中，如果與文件系統(tǒng)308A相關(guān)聯(lián)的節(jié)點/控制器接收到訪問文件系統(tǒng)308A的增加數(shù)目的輸入/輸出(I/O)請求，則節(jié)點/控制器由于過度沖突鎖請求(即通過多個節(jié)點和/或控制器對相同鎖的過度請求)可能未能處置I/O請求，這可以導(dǎo)致一個或多個節(jié)點中的緩存失效。每個緩存失效可能造成盤輸入/輸出，即寫和讀二者。例如，寫可以發(fā)生在已經(jīng)修改了緩存中的內(nèi)容(其必須寫回到盤)的節(jié)點中，并且讀可以發(fā)生在需要來自盤的新鮮數(shù)據(jù)的節(jié)點中。在這種情況中，相關(guān)聯(lián)的節(jié)點/控制器中的可伸縮文件系統(tǒng)模塊從DLM獲取存儲池302中的所有文件系統(tǒng)的鎖統(tǒng)計量。鎖統(tǒng)計量獲取自DLM中維護的統(tǒng)計量，諸如節(jié)點/控制器相似性、節(jié)點/控制器的訪問模式、節(jié)點/控制器中央處理單元(CPU)利用等。在示例場景中，可伸縮文件系統(tǒng)模塊周期性地獲取由DLM維護的統(tǒng)計量。
[0010]當獲取到文件系統(tǒng)的鎖統(tǒng)計量時，可伸縮文件系統(tǒng)模塊標識要求過剩資源的文件系統(tǒng)308A并且執(zhí)行將文件系統(tǒng)308A邏輯拆分成一個或多個子文件系統(tǒng)，諸如文件系統(tǒng)308B-308L。另外，文件系統(tǒng)308A是對子文件系統(tǒng)308B-308L的虛擬根。為文件系統(tǒng)304A分配根標簽306A以便跨存儲池302中的文件系統(tǒng)而標識文件系統(tǒng)308A。另外，以存儲池級別向文件系統(tǒng)308A分配根標簽306A以避免在根標簽分配期間的爭用。另外，根標簽306A指向文件系統(tǒng)308A的根目錄，其進而引向文件系統(tǒng)308A的名稱空間。在示例中，子文件系統(tǒng)308B-308L經(jīng)由虛擬根(文件系統(tǒng)304A)可訪問。
[0011]另外，可伸縮文件系統(tǒng)模塊從相應(yīng)DLM獲取每一個節(jié)點/控制器的訪問模式。與鎖定相關(guān)聯(lián)的訪問模式是節(jié)點多次以共享和排他模式調(diào)用鎖和解鎖請求。在不同節(jié)點之中的連結(jié)的情況下，所做出的多個排他鎖請求用于打破連結(jié)。另外，可伸縮文件系統(tǒng)模塊標識能夠托管一個或多個文件系統(tǒng)的一個或多個節(jié)點/控制器。此外，當邏輯拆分在虛擬根(文件系統(tǒng)308A)上執(zhí)行時，虛擬根的所有權(quán)在所標識的節(jié)點/控制器之中劃分。換言之，從虛擬根創(chuàng)建的子文件系統(tǒng)部署在所標識的節(jié)點/控制器上。
[0012]現(xiàn)在參考圖4，其為圖示了通過執(zhí)行一個或多個文件系統(tǒng)的物理拆分而創(chuàng)建各自具有相應(yīng)根標簽的多個可分尚安裝的文件系統(tǒng)的不例框圖400。如圖4中所不,框圖400包括存儲池402。存儲池402包括多個存儲盤404A-404M。存儲池402由包括相關(guān)聯(lián)的可伸縮文件系統(tǒng)模塊(諸如圖1中所示的可伸縮文件系統(tǒng)模塊104A-104N或圖2中所示的可伸縮文件系統(tǒng)模塊204A-204N)和分布式鎖管理器(DLM)(諸如圖1中所示的DLM 106A-106N或圖2中所示的DLM 206A-206N)的一個或多個節(jié)點/控制器(諸如節(jié)點/控制器102A-102N或圖2中所示的節(jié)點/控制器202A-202N)服務(wù)?？缮炜s文件系統(tǒng)模塊中的每一個從相關(guān)聯(lián)的DLM獲取與文件系統(tǒng)408A-408L中的每一個相關(guān)聯(lián)的一個或多個鎖統(tǒng)計量。此外，存儲盤404A-404M包括一個或多個文件系統(tǒng)，諸如文件系統(tǒng)408A。另外，存儲池402還維護指向一個或多個文件系統(tǒng)的根目錄的根標簽406A-406L。另外，節(jié)點/控制器在存儲池402中創(chuàng)建多個可分離安裝的文件系統(tǒng)。
[0013]在示例性場景中，如果與文件系統(tǒng)408A相關(guān)聯(lián)的節(jié)點/控制器接收到對于訪問文件系統(tǒng)408A的增加數(shù)目的I/O請求，則節(jié)點/控制器由于過度沖突的鎖請求而可能未能處置I/O請求。在這種情況中，相關(guān)聯(lián)的節(jié)點/控制器中的可伸縮文件系統(tǒng)模塊從相關(guān)聯(lián)的DLM獲取存儲池402中的所有文件系統(tǒng)的鎖統(tǒng)計量。鎖統(tǒng)計量獲得自DLM中維護的統(tǒng)計量，諸如節(jié)點/控制器相似性、節(jié)點/控制器的訪問模式、節(jié)點/控制器CPU利用等。在示例性場景中，可伸縮文件系統(tǒng)模塊周期性地獲取由DLM維護的統(tǒng)計量。
[0014]當獲取到文件系統(tǒng)的鎖統(tǒng)計量時，可伸縮文件系統(tǒng)模塊標識要求過剩資源的文件系統(tǒng)408A并且執(zhí)行將文件系統(tǒng)408A物理拆分成一個或多個子文件系統(tǒng)，諸如文件系統(tǒng)408B-408L。在示例中，一個或多個子文件系統(tǒng)是可分離安裝的文件系統(tǒng)。文件系統(tǒng)408A充當針對子文件系統(tǒng)408B-408L的根文件系統(tǒng)。為物理拆分中牽涉的所有文件系統(tǒng)分配根標簽。例如