分布式內(nèi)存磁盤群集儲存系統(tǒng)運作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明系關(guān)于一種分布式內(nèi)存磁盤群集儲存系統(tǒng)運作方法，特指一種具備快速多對多傳輸、高擴充性及穩(wěn)定性等多特征之網(wǎng)路信息交流儲存系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在近年來中，隨著網(wǎng)路應(yīng)用的快速普及與行動裝置的網(wǎng)路需求增長，讓企業(yè)訊息系統(tǒng)有了很大的改變。計算器資源的需求從未達到如此的高度，在面對同時間暴增的用戶量下，以目前的儲存設(shè)備是無法應(yīng)付這樣龐大數(shù)量用戶的連線與帶寬需求。
[0003]首先，現(xiàn)有技術(shù)中的網(wǎng)路處理服務(wù)器硬件系統(tǒng)中，電子信息需透過網(wǎng)路橋接做為彼此之間相互對傳之途徑，然而于信息量位于正常水平之時，網(wǎng)路傳輸量雖然足以應(yīng)付，但在信息量突增之時，因為網(wǎng)路橋接傳輸之傳輸率有其上限值，因此無論服務(wù)器計算器本身硬件等級為何，亦無法增加龐大信息之處理速度，而會使大眾使用網(wǎng)路系統(tǒng)時面對信息延遲或者中斷等等窘境，此為一目前技術(shù)之缺失。
[0004]此外，于現(xiàn)有技術(shù)中，因為內(nèi)存之技術(shù)發(fā)展未至現(xiàn)今之高度，因此其儲存量受限之故，僅能做為暫存之用，故傳統(tǒng)之服務(wù)器主機硬件規(guī)格皆是以硬盤設(shè)備做為主要之儲存以及主運作系統(tǒng)之配置空間。
[0005]而于硬件與硬件間之信息傳輸而言，處理單元與內(nèi)存之信息對傳速度遠遠高于處理單元與硬盤設(shè)備間之傳輸速度，亦即，習知技術(shù)中以硬盤設(shè)備為主要儲存空間來做運算的支持，是一導致處理效能無法達到最佳之主因，尤其于處理信息量大時此問題更是突顯放大，此外更遑論硬盤設(shè)備于使用壽命上更是遠遠不能與內(nèi)存相比，透過硬盤設(shè)備做為主要的儲存方式對于整體系統(tǒng)而言，于應(yīng)用上之保障有限，非為一最佳之模式。
[0006]綜上可知，于現(xiàn)有技術(shù)中網(wǎng)路信息之處理設(shè)備處理龐大的信息時，其效能無法發(fā)揮處理器之真實處理效率之問題可見一斑，故綜觀前所述，本發(fā)明之發(fā)明人思索并設(shè)計一種分布式內(nèi)存磁盤群集儲存系統(tǒng)運作方法，以期針對現(xiàn)有技術(shù)之缺失加以改善，進而增進產(chǎn)業(yè)上之實施利用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]有鑒于前述之現(xiàn)有技術(shù)的不足點，本發(fā)明系設(shè)計一種具備新穎性、進步性及產(chǎn)業(yè)利用性等專利要件之分布式內(nèi)存磁盤群集儲存系統(tǒng)運作方法，以期克服現(xiàn)有技術(shù)之難點。
[0008]為達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)手段為設(shè)計一種分布式內(nèi)存磁盤群集儲存系統(tǒng)運作方法，其為:首先做分散內(nèi)存式儲存設(shè)備之建置，其系包含將復數(shù)臺的計算機單元組成群集架構(gòu)而形成群集內(nèi)存磁盤；而后在計算機單元安裝系統(tǒng)虛擬機平臺操作系統(tǒng)，藉此安裝令計算機單元形成多個虛擬機，而該計算機單元設(shè)定利用操作系統(tǒng)或程序軟件來設(shè)定內(nèi)存容量占用之方式，將該內(nèi)存規(guī)劃成儲存裝置，做成復數(shù)個區(qū)塊內(nèi)存磁盤；進而將每一個檔案拆成一到多份的資料，保持一到多份的復本復制平均分散在所有區(qū)塊內(nèi)存磁盤上，并使用多信道的內(nèi)存匯流排平行存取內(nèi)存模塊，而將內(nèi)存模塊之容量規(guī)劃成磁盤使用，而其中該內(nèi)存模塊之存取支持所有操作系統(tǒng)文件格式，并且采用分布式存放架構(gòu)，將資料能夠復制復本一份以上；當虛擬機之操作系統(tǒng)在內(nèi)存模塊中直接由CPU存取需要的檔案，處理資料后存回內(nèi)存模塊中，虛擬機做計算使用的內(nèi)存也在內(nèi)存模塊中，計算完依然直接存回在所存放虛擬機操作系統(tǒng)的內(nèi)存模塊位置，讓這個儲存系統(tǒng)內(nèi)資料能夠在計算機單元中以平行運算的方式在區(qū)塊內(nèi)存磁盤處理資料；其他沒有在計算機單元的資料系透過網(wǎng)路卡連接一連接埠群組現(xiàn)用鏈以存取其他計算機單元的區(qū)塊內(nèi)存磁盤；而各計算機單元進一步依功能性區(qū)分為一第一資料中心、至少一個第二資料中心及一備份中心；其中該第一資料備份中心系以一虛擬群集資料主控站控管，其中各該第二資料中心系以一虛擬群集資料備份站控管，且其中該備份中心系以虛擬群集資料備份站控管，而其中該第一資料中心與該第二資料中心共同形成一分布式內(nèi)存文件系統(tǒng)；此外，更進一步是為形成堆棧架構(gòu)擴展儲存容量架構(gòu)，其使用網(wǎng)路層接口的存取方式將一臺計算機單元中多個區(qū)塊內(nèi)存磁盤規(guī)劃成一個群集概念的群集內(nèi)存磁盤單元資源池，同步使用所有區(qū)塊內(nèi)存磁盤取得資料；當群集架構(gòu)產(chǎn)生后，每一個群集架構(gòu)都能夠獨立使用，并且能夠?qū)⒚恳粋€群集架構(gòu)當作分散內(nèi)存式儲存設(shè)備單元，同時使用網(wǎng)路層接口堆棧，能夠?qū)⒚總€分散內(nèi)存式儲存設(shè)備單元仿真成大型的內(nèi)存磁盤，并采用新的群集資料主控站與群集資料備份站來控制資料的處理量分散在所有大型的內(nèi)存磁盤。
[0009]其中，各該區(qū)塊內(nèi)存磁盤系分別電性連接于至少一硬盤儲存裝置，該硬盤儲存裝置系可于一間隔時間將該區(qū)塊內(nèi)存磁盤之資料做備份。
[0010]其中，所有的計算機單元中的區(qū)塊內(nèi)存磁盤，都會使用連續(xù)資料保護方式，無間斷的連續(xù)將資料備份到統(tǒng)一的大型物理硬盤群集磁盤陣列中備份。
[0011]其中，該計算機單元系俱備了 CPU、內(nèi)存、硬盤、網(wǎng)路卡、主板、I/O適配卡、連接線、外殼之計算器設(shè)備。
[0012]其中，每份復本都能夠采用1-4096位AES與RSA混用加密資料存放在內(nèi)存上，每當要存取資料時，資料在內(nèi)存與CPU之間流動，虛擬機系以檔案形式存在于內(nèi)存模塊中，虛擬內(nèi)存所規(guī)劃使用的內(nèi)存容量也在同一區(qū)塊。
[0013]其中，各該區(qū)塊內(nèi)存磁盤透過一監(jiān)控單元來做其運作情況之監(jiān)控，該偵測單元利用Splunk或者是其他搜索引擎之軟件程序來監(jiān)控之，當檢測到問題時更能夠配置重新啟動應(yīng)用程序服務(wù)，達到一回復之功能。
[0014]其中，虛擬機平臺操作系統(tǒng)采用VMware vSphere ESXi4.1之后的版本、MicrosoftServer2012R2Hyper-V 之后的版本、Citrix XenServer Oracle VM、Oeacle VM、Red Hat KVM或 Linux-Base KVM。其中虛擬機操作系統(tǒng)米用 Linux、FreeBSD、OpenSolaris 或 MacOS X。
[0015]其中，虛擬機之內(nèi)存間系使用存儲區(qū)域網(wǎng)路架構(gòu)運行，采取軟件虛擬出來的網(wǎng)路層接口，將所有的區(qū)塊內(nèi)存磁盤連接在一起協(xié)同運作。
[0016]其中，該網(wǎng)路層接口，系使用SAN、SAN iSCS1、SAN FC、SAN FCoE、NFS、NAS、JB0D、CIFS或FUSE接口進行服務(wù)器和磁盤驅(qū)動器設(shè)備之間的通信，并且開發(fā)有RAMSTORAGE API作為應(yīng)用程序支持用。其中該RAMSTORAGE API系采用REST、Restful、C++、PHP、Python、Java.Perl或Javascript程序開發(fā)軟件所形成的RAMSTORAGE □ API，存取分散內(nèi)存式儲存設(shè)備單元API功能，其包含容錯、備份、移轉(zhuǎn)、快速布署虛擬機、管理磁盤大小、自動依照實際需求容量自動增加區(qū)塊內(nèi)存磁盤、區(qū)塊間資料負載平衡移轉(zhuǎn)、備份回復的功能、連續(xù)資料保護、快照、監(jiān)控資源等。
[0017]其中，未使用的CPU、內(nèi)存、實際物理硬盤的資源，系使用虛擬機平臺操作系統(tǒng)將所有資源規(guī)劃成統(tǒng)一的資源池，令每一個所需要計算機資源，能夠調(diào)整移轉(zhuǎn)到其他資源較充裕的計算機單元。
[0018]其中，多個分散內(nèi)存式儲存設(shè)備單元之連接方式依照實體的網(wǎng)路協(xié)議傳送，并且采用SSL VPN、VPN或加密演算方式傳送封包，每當網(wǎng)路連線不通時，每個區(qū)域都能夠單獨運作，當連線回復時，資料將完整同步到每個分散內(nèi)存式儲存設(shè)備單元中的每個區(qū)塊內(nèi)存磁盤。
[0019]其中，該CPU 系為 x86、x86-64、IA-64、Alpha、ARM、SPARC32and64、PowerPC、MIPS、Tilera其中之丨種處理器。
[0020]其中，該計算機單元之內(nèi)存使用方式是直接由CPU的內(nèi)存控制器直接以三通多或多通道以800MHz到1333MHz以上的速度直接存取內(nèi)存資料。
[0021]其中，內(nèi)存容量為1MB至16ZB。其中所采用的內(nèi)存種類為動態(tài)異步內(nèi)存DRAM、動態(tài)同步內(nèi)存DRAM、動態(tài)移動平臺內(nèi)存、動態(tài)繪圖處理內(nèi)存、動態(tài)Rambus內(nèi)存、靜態(tài)隨機存取存儲器、唯讀內(nèi)存或閃存。
[0022]其中，動態(tài)異步內(nèi)存DRAM為FPM RAM或EDO RAM。其中動態(tài)同步內(nèi)存DRAM為SDRAM、DDR SDRAM、DDR2SDRAM、DDR3SDRAM、DDR4SDRAM 或 DDR5SDRAM。
其中動態(tài)移動平臺內(nèi)存為LPDDR、LPDDR2、LPDDR3或LPDDR4。其中動態(tài)繪圖處理內(nèi)存為 VRAM、WRAM、MDRAM、SGRAM、SDRAM、a)DR、ffl)DR2、a)DR3、a)DR4、a)DR5、a)DR6 或⑶DR7。其中動態(tài) Rambus 內(nèi)存為 RDRAM、XDR DRAM 或 XDR2DRAM。其中閃存為 NOR Flash、NAND Flash、3D NAND Flash、V-Flash、SLC、MLC、eMMC 或 TLC。
[0023]其中，硬盤儲存裝置為傳統(tǒng)磁頭、磁盤的硬盤、固態(tài)硬盤、網(wǎng)路硬盤、SAS接口硬盤、SATA接口硬盤、mSATA接口硬盤、mPCIE接口硬盤、FC接口硬盤、SCSI接口硬盤、ΑΤΑ接口硬盤、NAND Flash外接卡或FCoE接口硬盤。
[0024]其中，網(wǎng)路卡為以太網(wǎng)路、快速以太網(wǎng)路、千兆以太網(wǎng)路、光纖、令牌環(huán)網(wǎng)、InfiniBand、FCoE 或無線網(wǎng)路。
[0025]其中，網(wǎng)路速度采用2Mbit/s、10Mbit/s、llMbit/s、40Mbit/s、54Mbit/s、80Mbit/s、100Mbit/s、150Mbit/s、300Mbit/s、433Mbit/s、1000Mbit/s、lGbit/s、8Gbit/s、10Gbit/s、16Gbit/s、32Gbit/s、40Gbit/s、56Gbit/s、100Gbit/s、160Gbit/s 或 lOOOGbit/s 以上的網(wǎng)路速度。
[0026]其中，主板兼容X86、x86-64, IA-64, Alpha、ARM、SPARC32and64, PowerPC、MIPS、Tilera中任何一種處理器。
[0027]其中，操作系統(tǒng)文件格式是AdvFS、BFS、Btrfs、Coda、CrossDOS、DFS、Episode、EFS、exFAT、ext、FAT、GFS、HFS、HFS Plus、高性能文件系統(tǒng)、IBM通用并列文件系統(tǒng)、JFS、Macintosh 文件系統(tǒng)、MINIX、NetWare 文件系統(tǒng)、NILFS、Novell 儲存服務(wù)、NTFS、QFS、QNX4FS、ReiserFS、SpadFS、UBIFS、Unix 文件系統(tǒng)、Veritas VxFS、VFAT、WAFL、XFS、Xsan、ZFS、CHFS、FFS2、F2FS、JFFS、JFFS2、LogFS、NVFS、YAFFS、UBIFS、DCE/DFS、MFS、CXFS、GFS2、Google 文件系統(tǒng)、OCFS、0CFS2、QFS、Xsan、AFS、OpenAFS、AFP、M