載平衡裝置
[0041]41,42儲(chǔ)存資源裝置
[0042]410塊儲(chǔ)存網(wǎng)關(guān)模塊
[0043]412伺服模塊
[0044]414維護(hù)模塊
[0045]416近端存取模塊
[0046]5云端儲(chǔ)存系統(tǒng)
[0047]50負(fù)載平衡裝置
[0048]51、52儲(chǔ)存資源裝置
[0049]53儲(chǔ)存節(jié)點(diǎn)母集
【具體實(shí)施方式】
[0050]以下在實(shí)施方式中敘述本發(fā)明的詳細(xì)特征，其內(nèi)容足以使任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員了解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，且依據(jù)本說(shuō)明書所公開的內(nèi)容、權(quán)利要求書的范圍及附圖，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員可輕易地理解本發(fā)明相關(guān)的目的及優(yōu)點(diǎn)。以下實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的諸方面，但非以任何方面限制本發(fā)明的范疇。
[0051]請(qǐng)參見圖1A。圖1A是依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的關(guān)于塊儲(chǔ)存網(wǎng)關(guān)模塊和儲(chǔ)存資源裝置的方框圖。如圖1A所示，塊儲(chǔ)存網(wǎng)關(guān)模塊10屬于儲(chǔ)存資源裝置I并包含接收單元101、編解碼單元103和存取單元105。存取單元105耦接儲(chǔ)存陣列2。儲(chǔ)存資源裝置I另外還包含伺服模塊12。在此實(shí)施例中，伺服模塊12、接收單元101、存取單元105與儲(chǔ)存陣列2形成一條不中斷的指令鏈(chain of co_and),而編解碼單元103是為存取單元105取用的功能區(qū)塊，但在另一實(shí)施例中，如圖1B所示，塊儲(chǔ)存網(wǎng)關(guān)模塊11中亦可以是接收單元111耦接編解碼單元113，而后者再耦接存取單元115。
[0052]在實(shí)際操作的儲(chǔ)存資源裝置I的計(jì)算機(jī)所運(yùn)行的操作系統(tǒng)中，接收單元101可以是插入性的(hooked或injected)—個(gè)核心模塊(kernel module),用以接收伺服模塊12為了在本機(jī)存取某個(gè)儲(chǔ)存體產(chǎn)生的系統(tǒng)呼叫。儲(chǔ)存體可以是邏輯卷(logical volume)等虛擬化的儲(chǔ)存，在計(jì)算機(jī)中不一定實(shí)體存在，而此系統(tǒng)呼叫原應(yīng)由操作系統(tǒng)內(nèi)建的其他核心模塊或驅(qū)動(dòng)程序處理，但被接收單元101攔截，并產(chǎn)生相應(yīng)的近端存取指令給存取單元105。換句話說(shuō)，接收單元101擴(kuò)展或部分取代了操作系統(tǒng)中用來(lái)處理關(guān)聯(lián)于前述儲(chǔ)存體的系統(tǒng)呼叫的目的碼(object code)、可執(zhí)行文件(executable)或機(jī)器碼(machine code)等。在接收單元101前、中或后操作系統(tǒng)內(nèi)建的程序代碼仍可被執(zhí)行。
[0053]插入接收單元101的一種方式是在操作系統(tǒng)的系統(tǒng)呼叫表(system call table,在Linux中可能是叫做syscall_table.S的文件)中使指示此系統(tǒng)呼叫如何處理的條目指向接收單元101所在的文件路徑或存儲(chǔ)器地址。在沒有明顯系統(tǒng)呼叫表的操作系統(tǒng)中，插入接收單元101可能涉及直接以接收單元101覆蓋內(nèi)建程序代碼所在的輸入輸出區(qū)域(input/output area),并選擇性地事先備份內(nèi)建程序代碼。
[0054]在一實(shí)施例中，前述近端存取指令是輸入輸出控制，如Linux或Mac操作系統(tǒng)中的 1ctl,或 Microsoft 的 Windows 應(yīng)用程序接口(applicat1n programming interface,簡(jiǎn)稱API)中的Device1Control,而存取單元105部分或全位于使用者空間(user space或userland)。在另一實(shí)施例中，近端存取指令是接收單元101對(duì)與之同在核心空間(kernel space)中且從屬于存取單元105的驅(qū)動(dòng)程序的進(jìn)程間通信(inter-processcommunicat1n,簡(jiǎn)稱IPC)。近端存取指令用以指示存取單元105存取其所稱接的儲(chǔ)存陣列2。此處的存取被稱為近端存取，因?yàn)榇嫒卧?05和儲(chǔ)存陣列2間可能是總線、纜線(cable)或局域網(wǎng)絡(luò)。存取單元105與儲(chǔ)存陣列2的近端關(guān)系請(qǐng)參見圖1C。圖1C是依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的關(guān)于儲(chǔ)存陣列的方框圖。如圖1C所示，儲(chǔ)存陣列2是任意數(shù)量的直接附加儲(chǔ)存(direct-attached storage,簡(jiǎn)稱 DAS)節(jié)點(diǎn) 21、網(wǎng)絡(luò)附加儲(chǔ)存(network-attachedstorage,簡(jiǎn)稱NAS)節(jié)點(diǎn)23或儲(chǔ)存局域網(wǎng)絡(luò)(storage area network,簡(jiǎn)稱SAN) 25的任意組合，其中網(wǎng)絡(luò)附加儲(chǔ)存節(jié)點(diǎn)23通過(guò)有線或無(wú)線的網(wǎng)絡(luò)31耦接存取單元105。作為儲(chǔ)存陣列2的基本單元，儲(chǔ)存節(jié)點(diǎn)可以是塊裝置，如直接附加儲(chǔ)存節(jié)點(diǎn)21或構(gòu)成儲(chǔ)存局域網(wǎng)絡(luò)25。請(qǐng)注意儲(chǔ)存陣列2對(duì)應(yīng)于前述儲(chǔ)存體或儲(chǔ)存資源裝置1，為存取單元105或塊儲(chǔ)存網(wǎng)關(guān)裝置10所見，而存取單元115或塊儲(chǔ)存網(wǎng)關(guān)模塊11看到的可能是另外一個(gè)儲(chǔ)存陣列。當(dāng)然儲(chǔ)存陣列可以彼此分離或至少部分重疊，它們是本發(fā)明提及的所有儲(chǔ)存節(jié)點(diǎn)的一個(gè)采集(collect1n)或集方矣(family of sets)。
[0055]近端存取對(duì)應(yīng)前述系統(tǒng)呼叫所指示的對(duì)儲(chǔ)存體的本機(jī)存?。粨Q句話說(shuō)，兩種存取的操作本質(zhì)是一樣的，如若伺服模塊12的目的是將某筆原始數(shù)據(jù)寫入儲(chǔ)存體，則依據(jù)接收單元101的指令轉(zhuǎn)換，存取單元105責(zé)成編解碼單元103產(chǎn)生原始數(shù)據(jù)的可容錯(cuò)版本，并將之寫入儲(chǔ)存陣列2，或者編解碼單元113產(chǎn)生可容錯(cuò)版本的數(shù)據(jù)，并將之與近端存取指令轉(zhuǎn)交給存取單元115處理。
[0056]即使儲(chǔ)存陣列2中部分節(jié)點(diǎn)損壞或失效，由于寫入的是可容錯(cuò)數(shù)據(jù)，在大多情況下不會(huì)影響伺服模塊12后續(xù)可能對(duì)原始數(shù)據(jù)的提取(retrieval)?？扇蒎e(cuò)通常意味著在原始數(shù)據(jù)中引入一定程度的冗余(redundancy)。具體而言,在一實(shí)施例中，編解碼單元103執(zhí)行原始數(shù)據(jù)的前向錯(cuò)誤更正(forward error correct1n,簡(jiǎn)稱FEC),或者說(shuō)編解碼單元103以某種錯(cuò)誤更正碼(error-correcting code,簡(jiǎn)稱ECC)對(duì)原始數(shù)據(jù)編碼。錯(cuò)誤更正碼種類繁多，本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)能自由使用或設(shè)計(jì)。以抹除碼(erasure code)為例，請(qǐng)參見圖2A。圖2A是依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的提供對(duì)塊儲(chǔ)存的存取的方法的部分流程圖。如圖2A所示，在接收單元101攔截指示將原始數(shù)據(jù)寫入儲(chǔ)存體的系統(tǒng)呼叫(步驟S10)并產(chǎn)生近端存取指令(步驟S12)后，在步驟S14中，編解碼單元103依據(jù)原始數(shù)據(jù)和所用的抹除碼產(chǎn)生正整數(shù)m個(gè)數(shù)據(jù)塊。數(shù)據(jù)塊可能是部分的原始數(shù)據(jù)、用來(lái)更正錯(cuò)誤的冗余或兩者的組合。接著，存取單元105在步驟S16中選擇儲(chǔ)存陣列2的某些節(jié)點(diǎn)，并分別將數(shù)據(jù)塊(和其他必要信息)寫入這些節(jié)點(diǎn)。視節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)塊的相對(duì)數(shù)量，儲(chǔ)存陣列2中可能有節(jié)點(diǎn)并未儲(chǔ)存m個(gè)數(shù)據(jù)塊中的任何一個(gè)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都恰儲(chǔ)存m分之一的可容錯(cuò)版本，或某些節(jié)點(diǎn)儲(chǔ)存了 m個(gè)中不只一個(gè)數(shù)據(jù)塊。
[0057]依據(jù)抹除碼的原理，只要有小于m的任正整數(shù)k個(gè)前述數(shù)據(jù)塊，就可還原出原始數(shù)據(jù)；也就是說(shuō)，假設(shè)儲(chǔ)存陣列2中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都儲(chǔ)存著m分之一的可容錯(cuò)數(shù)據(jù)，當(dāng)損壞或失效的節(jié)點(diǎn)不多于m-k個(gè)時(shí)，原始數(shù)據(jù)的完整和正確性無(wú)虞。對(duì)應(yīng)圖2A，請(qǐng)參見圖2B。圖2B是另一張依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的提供對(duì)塊儲(chǔ)存的存取的方法的部分流程圖。如圖2B所示，在接收單元101攔截指示自儲(chǔ)存體讀取原始數(shù)據(jù)的系統(tǒng)呼叫(步驟Sll)并產(chǎn)生近端存取指令(步驟S13)后，在步驟S15中，存取單元105自儲(chǔ)存陣列2中儲(chǔ)存有m個(gè)數(shù)據(jù)塊其中之一的節(jié)點(diǎn)讀取至少k個(gè)數(shù)據(jù)塊。接著，編解碼單元103在步驟S17中依據(jù)所讀取的數(shù)據(jù)塊(和其他必要信息)還原出原始數(shù)據(jù)。
[0058]請(qǐng)參見圖3。圖3是依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的關(guān)于儲(chǔ)存中介系統(tǒng)的方框圖。如圖3所示，儲(chǔ)存中介系統(tǒng)4包含儲(chǔ)存資源裝置41、42，以及負(fù)載平衡裝置40。儲(chǔ)存資源裝置41包含塊儲(chǔ)存網(wǎng)關(guān)模塊410、伺服模塊412、維護(hù)模塊414與近端存取模塊416。儲(chǔ)存資源裝置41可以就是圖1中的儲(chǔ)存資源裝置1，因此伺服模塊412就是伺服模塊12，塊儲(chǔ)存網(wǎng)關(guān)模塊410和塊儲(chǔ)存網(wǎng)關(guān)模塊10同樣在存取單元105耦接儲(chǔ)存陣列2。伺服模塊412與可以網(wǎng)絡(luò)耦接的用戶端32溝通，尤其是自用戶端32接收其對(duì)于儲(chǔ)存資源裝置41的遠(yuǎn)程訪問(wèn)指令。伺服模塊412和用戶端32的通信可以遵守因特網(wǎng)小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口(InternetSmall Computer System Interface,簡(jiǎn)稱 iSCSI)或其以太網(wǎng)絡(luò)對(duì)應(yīng)(HyperSCSI)、光纖波道(Fibre Channel)或其以太網(wǎng)絡(luò)或因特網(wǎng)協(xié)議上的(Internet Protocol,簡(jiǎn)稱IP)變形(Fibre Channel over Ethernet (以太網(wǎng)絡(luò)上的光纖通道)或 Fibre Channel over IP(IP上的光纖通道))或以太網(wǎng)絡(luò)上的先進(jìn)技術(shù)附件(ΑΤΑ over Ethernet, ATA是AdvancedTechnology Attachment的縮寫)等網(wǎng)絡(luò)儲(chǔ)存協(xié)議。在iSCSI的術(shù)語(yǔ)中，儲(chǔ)存資源裝置41和42可以代表同樣的儲(chǔ)存標(biāo)的(target)，而伺服模塊412可以是等候SCSI指令的常駐程序(daemon),如常見的tgtd。
[0059]仍以iSCSI為例，用戶端32、負(fù)載平衡裝置40和儲(chǔ)存資源裝置41、42的互動(dòng)請(qǐng)參見圖4A。圖4A是本實(shí)施例中儲(chǔ)存中介方法的流程圖