一种存储区域网络虚拟化管理方法
专利汇可以提供一种存储区域网络虚拟化管理方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开一种存储区域网络虚拟化管理方法，其特征在于，该系统包括有，各种类型的前端主机、元数据 服务器 、存储设备、光纤交换机，所述各种类型的前端主机，即 应用服务器 ，它的虚拟化代理模 块 实现虚拟的逻辑卷到实际的物理盘的转换以及从下述元数据服务器读取相应虚拟卷的元数据。本发明适用于多种平台的存储区域网络存储网络系统的存储资源虚拟化的方法，实现物理上分散存储资源逻辑上的共享以及统一管理，向前端主机提供虚拟卷，本发明的重点在于元数据服务器的设计以及虚拟化元数据的表示方法和元数据服务器和虚拟化代理之间的通信模式。，下面是一种存储区域网络虚拟化管理方法专利的具体信息内容。
1.一种存储区域网络虚拟化管理方法，其特征在于，该系统包括有，各种类型的前端主机、元数据服务器、存储设备、光纤交换机，所述各种类型的前端主机，即应用服务器，它的虚拟化代理模块实现虚拟的逻辑卷到实际的物理盘的转换以及从下述元数据服务器读取相应虚拟卷的元数据，所述元数据服务器，它有一台或多台，它按照TCP/IP协议经以太网与上述各前端主机相连， 它把存储区域网络中不同公司、不同介质的存储资源统一构建成物理卷即虚拟卷、存储池和逻辑卷，并为上述各前端主机提供虚拟卷，实现存储资源的管理和配置,所述存储设备，它的头部保存着元数据，每个存储设备有一个唯一的通用标识，用全局唯一 标识表示，所述光纤交换机，它通过光纤总线适配器即人，与上述各前端主机和元数据服务器相连， 同时也通过光纤接口与上述存储设备相连。
2.根据权利要求1所述的一种存储区域网络虚拟化管理方法，所述存储区域网络虚拟化管理方法依次含有以下步骤：
步骤1：构造软件模块
虚拟化代理即agent模块，它是各前端主机上文件系统/数据库层和底层驱动之间的一个层，也算内核模块，负责逻辑地址到物理地址的映射，它通过配置的通信接口和上述元数据服务器的通信接口以控制流的形式通信，从上述元数据服务器获取虚拟卷的配置信息并把虚拟卷呈现给上层文件系统/数据库；当文件系统/数据库发出对虚拟卷的I/O操作时，它截取该 I/O操作，把逻辑地址映射成物理地址，形成数据流后，再把I/O操作发送到底层驱动器，
元数据服务器的软件，它运行在Linux系统上，由一组用户空间程序组成，它包括以下模块：
管理接口，它给管理员提供执行管理命令的界面，其中含有创建存储池、虚拟卷，授予一个前端主机对虚拟卷的使用权限的命令，另外它也给管理员提供所需的虚拟卷和存储池的配置信息，它是通过下述元数据管理模块提供的API实现的；
主机接口，它负责和上述各前端主机上的通信接口按照TCP/IP协议来通信，当前端主机启动要求载入元数据服务器内虚拟卷的元数据，或者当虚拟存储的配置发生改变时，元数据服务器通过通信接口把元数据的信息通知虚拟代理模块，该模块也通过主机接口向下述监控模块报告自身状态和对虚拟卷的使用情况；
元数据管理模块，它执行对元数据的操作任务，它把多个物理卷组织成存储池，管理物理卷上的剩余空间，根据虚拟卷的映射方式生成虚拟卷的元数据，再把元数据的信息记录在物理卷上，它还有一组供其他模块调用的API，所述的元数据使用段组织，它含有：逻辑起始扇区、扇区数目、目标段类型和目标段描述符，所述的目标段对应逻辑卷上的一段连续扇区；所述目标段类型分为线性和条带两种，一个完整的虚拟卷元数据由虚拟卷头、段头和若干段组成，
监控模块，它实时监控所述管理系统的各个组成部分的状态信息并通知元数据管理模，同时还监控各类故障并采取适当的恢复措施；
步骤2：初始化虚拟化代理模块
上述元数据管理服务器把虚拟化代理所需的所有存储设备的全局唯一标识通过创建物理卷命令的方式发送给虚拟化代理模块，该代理模块再扫描存储区域网络中的所有存储设备，通过读取设备指定位置的全局唯一标识信息来定位它所需的存储设备，并建立全局唯一标识和内核中表示设备的设备号的对应关系，保存在一个表中以备后查，完成存储设备注册，主机启动后，该代理模块给元数据服务器发回主机唯一的主机标识和验证码，并写入本地文件中；
步骤3：元数据服务器根据管理员的命令把所需的虚拟卷即逻辑卷分配给主机使用；
步骤3.1：元数据服务器根据管理员的命令把主机所需的物理卷的全局唯一标识信息发送给虚拟化代理模块；
步骤3.2：虚拟化代理模块根据步骤3.1提供的全局唯一标识请求扫描磁盘，找到对应的物理卷，在内核中建立相应的物理卷的列表，并向元数据服务器发送应答；
步骤3.3：元数据服务器把分配给主机的逻辑卷的元数据信息发送给虚拟化代理模块，该代理模块根据所述元数据信息在内核中构造出虚拟设备，并给元数据服务器发出应答；
步骤3.4：主机使用步骤3.3提供的相应的虚拟设备，并使用从元数据服务器得到的元数 据对发往逻辑卷的I/O命令重新定向；
步骤4：在多台前端主机使用虚拟设备时，若配置的操作需要在线改变该虚拟卷即逻辑卷的元数据时，按以下步骤执行：
步骤4.1：元数据服务器根据元数据来确定使用这个虚拟卷的前端主机，向这些前端主机的虚拟化代理模块发送加锁该虚拟卷的请求；
步骤4.2：相应的虚拟化代理模块收到步骤4.1所述的加锁请求后，把所有I/O命令队列 中已经被重新定向但还未完成的I/O命令发往底层存储设备执行，所有后续的对该虚拟卷的 I/O命令被推迟执行，并且不再重新定向；并向元数据服务器发送应答；
步骤4.3：元数据服务器在收到所有的加锁虚拟卷的成功响应后，它的元数据管理模块按需生成新的元数据，再向拥有该虚拟卷使用权限的前端主机发送重置虚拟卷的请求；
步骤4.4：虚拟化代理模块收到步骤4.3所述的请求后，把虚拟卷的旧的元数据替换为新的元数据；
步骤4.5：元数据服务器在收到所有的重置虚拟卷的成功响应后，向虚拟化代理模块发送解锁请求；
步骤4.6：虚拟化代理模块把所有被推迟的I/O命令用新的元数据重新定向并执行。
一种存储区域网络虚拟化管理方法
技术领域
背景技术
发明内容
虚拟化代理即agent模块，它是各前端主机上文件系统/数据库层和底层驱动之间的一个层，也算内核模块，负责逻辑地址到物理地址的映射，它通过配置的通信接口和上述元数据服务器的通信接口以控制流的形式通信，从上述元数据服务器获取虚拟卷的配置信息并把虚拟卷呈现给上层文件系统/数据库；当文件系统/数据库发出对虚拟卷的I/O操作时，它截取该 I/O操作，把逻辑地址映射成物理地址，形成数据流后，再把I/O操作发送到底层驱动器，
元数据服务器的软件，它运行在Linux系统上，由一组用户空间程序组成，它包括以下模块：
管理接口，它给管理员提供执行管理命令的界面，其中含有创建存储池、虚拟卷，授予一个前端主机对虚拟卷的使用权限的命令，另外它也给管理员提供所需的虚拟卷和存储池的配置信息，它是通过下述元数据管理模块提供的API实现的；
主机接口，它负责和上述各前端主机上的通信接口按照TCP/IP协议来通信，当前端主机启动要求载入元数据服务器内虚拟卷的元数据，或者当虚拟存储的配置发生改变时，元数据服务器通过通信接口把元数据的信息通知虚拟代理模块，该模块也通过主机接口向下述监控模块报告自身状态和对虚拟卷的使用情况；
元数据管理模块，它执行对元数据的操作任务，它把多个物理卷组织成存储池，管理物理卷上的剩余空间，根据虚拟卷的映射方式生成虚拟卷的元数据，再把元数据的信息记录在物理卷上，它还有一组供其他模块调用的API，所述的元数据使用段组织，它含有：逻辑起始扇区、扇区数目、目标段类型和目标段描述符，所述的目标段对应逻辑卷上的一段连续扇区；所述目标段类型分为线性和条带两种，一个完整的虚拟卷元数据由虚拟卷头、段头和若干段组成，
监控模块，它实时监控所述管理系统的各个组成部分的状态信息并通知元数据管理模，同时还监控各类故障并采取适当的恢复措施；
步骤2：初始化虚拟化代理模块
上述元数据管理服务器把虚拟化代理所需的所有存储设备的全局唯一标识通过创建物理卷命令的方式发送给虚拟化代理模块，该代理模块再扫描存储区域网络中的所有存储设备，通过读取设备指定位置的全局唯一标识信息来定位它所需的存储设备，并建立全局唯一标识和内核中表示设备的设备号的对应关系，保存在一个表中以备后查，完成存储设备注册，主机启动后，该代理模块给元数据服务器发回主机唯一的主机标识和验证码，并写入本地文件中；
步骤3：元数据服务器根据管理员的命令把所需的虚拟卷即逻辑卷分配给主机使用；
步骤3.1：元数据服务器根据管理员的命令把主机所需的物理卷的全局唯一标识信息发送给虚拟化代理模块；
步骤3.2：虚拟化代理模块根据步骤3.1提供的全局唯一标识请求扫描磁盘，找到对应的物理卷，在内核中建立相应的物理卷的列表，并向元数据服务器发送应答；
步骤3.3：元数据服务器把分配给主机的逻辑卷的元数据信息发送给虚拟化代理模块，该代理模块根据所述元数据信息在内核中构造出虚拟设备，并给元数据服务器发出应答；
步骤3.4：主机使用步骤3.3提供的相应的虚拟设备，并使用从元数据服务器得到的元数 据对发往逻辑卷的I/O命令重新定向；
步骤4：在多台前端主机使用虚拟设备时，若配置的操作需要在线改变该虚拟卷即逻辑卷的元数据时，按以下步骤执行：
步骤4.1：元数据服务器根据元数据来确定使用这个虚拟卷的前端主机，向这些前端主机的虚拟化代理模块发送加锁该虚拟卷的请求；
步骤4.2：相应的虚拟化代理模块收到步骤4.1所述的加锁请求后，把所有I/O命令队列 中已经被重新定向但还未完成的I/O命令发往底层存储设备执行，所有后续的对该虚拟卷的 I/O命令被推迟执行，并且不再重新定向；并向元数据服务器发送应答；
步骤4.3：元数据服务器在收到所有的加锁虚拟卷的成功响应后，它的元数据管理模块按需生成新的元数据，再向拥有该虚拟卷使用权限的前端主机发送重置虚拟卷的请求；
步骤4.4：虚拟化代理模块收到步骤4.3所述的请求后，把虚拟卷的旧的元数据替换为新的元数据；
步骤4.5：元数据服务器在收到所有的重置虚拟卷的成功响应后，向虚拟化代理模块发送解锁请求；
步骤4.6：虚拟化代理模块把所有被推迟的I/O命令用新的元数据重新定向并执行。
附图说明
具体实施方式
目标段类型有两种：线性（linear）和条分（striped）。每个后面都带有各自的目标段描述符，其组织格式如下：
线性：
(目标设备标识，起始扇区）
比如：linear /dev/ada 0
条分：
(条分数，条带大小，目标设备1，起始扇区1，目标设备2，起始扇区2，……)比如：striped 2 32 /dev/ada 0/dev/sdb 0将按照如下原则映射第一个16K大小的逻辑块(chunk)：
LV chunk 1-> sda,chunk 1
LV chunk 2-> sda,chunk 1
LV chunk 3-> sda,chunk 2
LV chunk 4-> sda,chunk 2
综合起来，一个可能的虚拟卷的元数据表如下：
0 1028160 linear/dev/sda 0
1028160 3903762 1106 inear/dev/ada 0
上述的虚拟卷元数据表是将sda和sdb线性的连接起来。或者 0 2056320 striped 2
32/dev/sda 0 /dev/sdb 0
2056320 2875602 linear/dev/sdb 1028160
上述的虚拟卷元数据表是将逻辑块0-2056320条分映射到磁盘sda和磁盘sdb上，条带大小为16K。而逻辑块2056320-2875602则是线性映射到磁盘sdb从1028160扇区开始的819282个扇区。
RQST _LOGOUT 主机从元数据服务器退出
RQST _SETPV 设置主机所需的物理卷
RQST _SETLV 设置主机的虚拟卷的元数据
RQST _RESETLV 重新设置虚拟卷的元数据
RQST _LOCKLV 锁定虚拟卷
RQST _UNLOCKLV 解锁虚拟卷
一台主机要加入虚拟化存储系统中，需要向元数据服务器注册。主机启动后，虚拟化代 理自动发送注册包给元数据服务器返回给主机一个唯一的主机标识，即Host ID，和一个验证码，即host key虚拟化代理可将该标识存入本地文件。以后的所有该主机和元数据服务器交互，都以主机标识来区分主机。
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