基于容器的存储系统及容器处理方法与流程

1.本发明实施例涉及数据存储领域，尤其涉及一种基于容器的存储系统及容器处理方法。


背景技术：

2.随着信息化的飞速发展，各行各业对数据存储的需求爆发式增长，各种存储系统应运而生，不同架构的存储系统正承载着海量的数据。
3.目前，主流的存储架构有两种：集中式存储和分布式存储，其中，集中式存储具有集中性，整个存储是集中在一个系统中的一个或多个设备上，技术成熟，部署简单。对于集中式存储，以服务或者功能模块的形式将各功能融合进一个存储系统中，各项服务或功能模块之间相互依赖、紧密结合。在这种强耦合模式下，任何一个服务或者模块出问题都可能导致整个存储系统崩溃，影响系统可靠性，也正是因为这种强耦合状态，单个服务或功能模块的补丁修复、功能更新都需要对整个存储系统进行更新，无法只针对某个服务或模块单独更新，这就使得更新的工作量大、时间长，各服务和模块在一个存储系统中相互依赖、争抢资源，需要解决众多依赖和冲突关系，对各模块的开发维护有很大的限制，影响整体的开发维护效率。


技术实现要素：

4.鉴于此，为解决上述集中式存储中各服务或模块之间相互依赖的技术问题，本发明实施例提供一种基于容器的存储系统及容器处理方法。
5.第一方面，本发明实施例提供一种基于容器的存储系统，包括：
6.底层操作模块和多个功能模块容器；
7.所述底层操作模块提供api接口与多个所述功能模块容器通信，为多个所述功能模块容器提供运行条件；
8.所述底层操作模块为存储系统处理软硬件资源；
9.多个所述功能模块容器用于为所述存储系统提供存储服务。
10.在一个可能的实施方式中，所述功能模块容器至少包括驱动模块容器、存储池模块容器、卷模块容器、主机模块容器、监控模块容器、高级功能模块容器、管理模块容器以及权限模块容器。
11.在一个可能的实施方式中，所述驱动模块容器用于管理存储系统的驱动程序，其中，所述驱动程序至少包括fc驱动、sas驱动、iscsi驱动、ntb驱动、ip驱动以及多路径驱动；
12.所述存储池模块容器用于管理存储系统的存储池；
13.所述卷模块容器用于管理存储系统中的存储卷，其中，所述存储卷至少包括基本卷、精简卷、压缩卷。
14.在一个可能的实施方式中，所述主机模块容器用于存储系统中的主机管理，其中，主机至少包括fc主机和iscsi主机；
15.所述监控模块容器用于监控存储系统的多项功能；
16.所述管理模块容器用于为存储系统提供管理接口，其中，所述管理接口至少包括cli接口、gui接口和restful接口；
17.所述权限模块容器用于管理存储系统的用户权限。
18.在一个可能的实施方式中，所述高级功能模块容器包括多个子容器，每个子容器用于在接收到不同功能授权时，启动对应服务。
19.第二方面，本发明实施例提供一种容器处理方法，包括：
20.在确定硬件自检成功的情况下，控制底层操作模块执行启动操作；
21.在确定所述底层操作模块启动完成的情况下，按照预设顺序启动各个功能模块容器；
22.监测各个功能模块容器的启动结果；
23.在启动结果指示各个功能模块容器启动成功的情况下，存储系统提供存储服务。
24.在一个可能的实施方式中，所述方法还包括：
25.基于各个功能模块容器在运行中的性能，动态调整各个功能模块对应分配的资源。
26.第三方面，本发明实施例提供一种容器处理装置，包括：
27.控制模块，用于在确定硬件自检成功的情况下，控制底层操作模块执行启动操作；
28.启动模块，用于在确定所述底层操作模块启动完成的情况下，按照预设顺序启动各个功能模块容器；
29.监测模块，用于监测各个功能模块容器的启动结果；
30.接口提供模块，用于在启动结果指示各个功能模块容器启动成功的情况下，存储系统提供存储服务。
31.第四方面，本发明实施例提供一种计算机设备，包括：处理器和存储器，所述处理器用于执行所述存储器中存储的容器处理程序，以实现上述第二方面中所述的容器处理方法。
32.第五方面，本发明实施例提供一种存储介质，包括：所述存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现上述第二方面中所述的容器处理方法。
33.本发明实施例提供的基于容器的存储系统，包括：底层操作模块和多个功能模块容器；所述底层操作模块提供api接口与多个所述功能模块容器通信，为多个所述功能模块容器提供运行条件；所述底层操作模块为存储系统处理软硬件资源；多个所述功能模块容器用于为所述存储系统提供存储服务，相比于现有技术中的集中式存储架构的整个存储是集中在一个系统中的一个或多个设备上，各服务和模块在一个存储系统中相互依赖、争抢资源，需要解决众多依赖和冲突关系，对各模块的开发维护有很大的限制，影响整体的开发维护效率的问题，由本存储系统可以将存储系统的各个功能模块分别部署到容器中，各模块间没有任何依赖关系，任一容器出现问题时也不会影响整个存储系统的性能，提高系统的开发运维效率，提升用户体验。
34.本发明实施例提供的容器处理方案，通过在确定硬件自检成功的情况下，控制底层操作模块执行启动操作；在确定所述底层操作模块启动完成的情况下，按照预设顺序启
动各个功能模块容器；监测各个功能模块容器的启动结果；在启动结果指示各个功能模块容器启动成功的情况下，存储系统提供存储服务，相比于现有技术中的集中式存储架构的整个存储是集中在一个系统中的一个或多个设备上，各项服务或功能模块之间相互依赖、紧密结合，任何一个服务或者模块出问题都可能导致整个存储系统崩溃，影响系统可靠性的问题，由本方案，在系统启动运行过程中，可以持续对整个存储系统的各个容器进行探测监控，当发现有任何容器异常时，触发容器重新启动或重新部署，快速恢复对应的容器服务，不影响其他容器的正常运行，提高存储系统的开发运维效率。
附图说明
35.图1为本发明实施例提供的一种基于容器的存储系统的系统架构图；
36.图2为本发明实施例提供的一种容器处理方法的流程示意图；
37.图3为本发明实施例提供的一种基于容器的存储系统的启动流程图；
38.图4为本发明实施例提供的一种基于容器的存储系统的关闭流程图；
39.图5为本发明实施例提供的一种容器处理装置的结构示意图；
40.图6为本发明实施例提供的一种计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
41.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
42.为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例做进一步的解释说明，实施例并不构成对本发明实施例的限定。
43.图1为本发明实施例提供的一种基于容器的存储系统的系统架构图，如图1所示，该存储系统具体包括：底层操作模块和多个功能模块容器；其中，底层操作模块提供api接口与多个功能模块容器通信，为多个功能模块容器提供运行条件；该底层操作模块为存储系统处理软硬件资源，即该底层操作系统负责软硬件资源的管理、调度、分配、回收等事务；相应的，可以使用kubernetes架构负责各个容器的管理工作。
44.可选的，多个功能模块容器用于为存储系统提供存储服务。多个功能模块容器包括但不限于：驱动模块容器、存储池模块容器、卷模块容器、主机模块容器、监控模块容器、高级功能模块容器、管理模块容器以及权限模块容器。
45.可选的，驱动模块容器用于管理存储系统的各种驱动程序，其中，驱动程序至少包括fc驱动、sas驱动、iscsi驱动、ntb驱动、ip驱动以及多路径驱动；通过api接口与底层操作模块通信，为整个存储系统提供各类驱动支持。
46.可选的，存储池模块容器用于管理存储系统的存储池，管理内容包括但不限于：存储池的创建、修改、删除以及raid的创建、修改、删除等功能。
47.可选的，卷模块容器用于管理存储系统中的存储卷，其中，存储卷至少包括基本卷、精简卷、压缩卷；对存储卷的管理内容包括但不限于：存储卷的创建、修改、删除以及卷映射等。
48.可选的，主机模块容器用于存储系统中的主机管理，其中，主机至少包括fc主机和iscsi主机；对主机的管理内容包括但不限于：主机创建、修改、删除以及主机卷映射等。
49.可选的，监控模块容器用于监控存储系统的多项功能；包括但不限于：硬件监控、系统告警、告警接口、日志报表、性能报表等。
50.可选的，管理模块容器用于为存储系统提供各类管理接口，其中，管理接口包括但不限于：cli接口、gui接口和restful接口等。
51.可选的，权限模块容器用于管理存储系统的用户权限。权限模块容器为存储系统提供用户管理、角色管理、系统认证、授权管理等，管理内容包括但不限于用户、角色的创建、修改、删除、赋权以及本地、域认证管理，功能模块授权管理等。
52.可选的，高级功能模块容器包括多个子容器，每个子容器用于在接收到不同功能授权时，启动对应服务。不同的子容器负责不同的高级功能，当激活不同的高级功能授权时，对应的子容器被创建并启动以提供对应的服务，服务包括但不限于：存储双活、远程复制、本地复制、存储虚拟化、自动分层、nas、智能缓存、压缩去重等。
53.本发明实施例提供的基于容器的存储系统，包括：底层操作模块和多个功能模块容器；所述底层操作模块提供api接口与多个所述功能模块容器通信，为多个所述功能模块容器提供运行条件；所述底层操作模块为存储系统处理软硬件资源；多个所述功能模块容器用于为所述存储系统提供存储服务，相比于现有技术中的集中式存储架构的整个存储是集中在一个系统中的一个或多个设备上，各服务和模块在一个存储系统中相互依赖、争抢资源，需要解决众多依赖和冲突关系，对各模块的开发维护有很大的限制，影响整体的开发维护效率的问题，由本存储系统可以将存储系统的各个功能模块分别部署到容器中，各模块间没有任何依赖关系，任一容器出现问题时也不会影响整个存储系统的性能，提高系统的开发运维效率，提升用户体验。
54.图2为本发明实施例提供的一种容器处理方法的流程示意图，如图2所示，该方法具体包括：
55.s21、在确定硬件自检成功的情况下，控制底层操作模块执行启动操作。s22、在确定所述底层操作模块启动完成的情况下，按照预设顺序启动各个功能模块容器。
56.以下对s21-s22进行统一说明：
57.本发明实施例提供的容器处理方法应用于图1实施例的基于容器的存储系统，主要对存储系统的启动、运行、关闭过程中的各个容器进行处理。
58.如图3所示，为存储系统的启动流程图，存储系统加电，开始启动，首先，可以进行硬件自检，硬件自检完成后底层操作模块开始启动，当底层操作模块启动完成后，各项硬件资源已经准备就绪，存储系统按照图3所示指定顺序启动各个功能模块容器；底层操作模块使用kubernetes架构开始启动各个功能模块容器，各个功能模块容器的启动顺序可以为：驱动模块容器启动-》监控模块容器启动-》管理模块容器启动-》权限模块容器启动-》存储池模块容器启动-》卷模块容器启动-》主机模块容器启动-》根据授权信息，启动相应的高级功能模块容器-》监控模块容器报告各功能模块容器启动完成并运行正常-》管理模块容器对外提供管理功能-》系统启动完成。各功能模块容器启动完成后，整个存储系统进入正常运行状态。
59.s23、监测各个功能模块容器的启动结果。
60.本发明实施例中，通过监控模块容器监控各个功能模块容器的启动结果，可选的，在各个功能模块容器启动过程中可能出现某一个或多个功能模块容器启动失败，此时，可以触发启动失败的容器重新启动或重新部署，快速恢复对应的容器服务，本系统中，各功能模块在独立的容器中，当需要对某个功能模块进行故障修复或者升级更新时，只需要对对应的功能模块容器进行开发升级即可，升级完成后还是以容器的形式在存储系统中运行，不会因某个功能模块的修改引起整个存储系统的兼容性问题；同时，当某个容器发生故障时，存储系统能第一时间对该容器进行重启或重新部署，避免某个功能模块故障导致整个存储系统崩溃，节省大量的故障修复时间。
61.s24、在启动结果指示各个功能模块容器启动成功的情况下，存储系统提供存储服务。
62.本发明实施例中，通过监控模块容器监控各个功能模块容器的启动均正常时，表征各个功能模块容器启动成功，此时管理模块提供对外管理接口，包括但不限于cli、gui、restful接口等，整个存储系统进入正常运行状态，存储就绪。
63.可选的，存储系统在运行过程中还可以灵活调整各功能模块容器所需的硬件资源，当某个功能模块容器性能不足时，例如，内存不足，可动态调整各容器分配的硬件资源，或部署多个相同功能的容器构建服务集群，共同提供相同的服务以提高存储系统的服务性能。
64.可选的，图4为本发明实施例提供的一种基于容器的存储系统的关闭流程图，如图4所示，存储系统关闭过程如下：
65.存储系统接收到关闭指令-》检测数据落盘完成-》关闭主机模块容器-》关闭高级功能模块容器-》关闭管理模块容器-》关闭权限模块容器-》关闭卷模块容器-》关闭存储池模块容器-》关闭监控模块容器-》关闭驱动模块容器-》检测各容器是否关闭完成-》关闭底层操作模块-》存储系统关闭完成。
66.本发明实施例提供的容器处理方法，通过在确定硬件自检成功的情况下，控制底层操作模块执行启动操作；在确定所述底层操作模块启动完成的情况下，按照预设顺序启动各个功能模块容器；监测各个功能模块容器的启动结果；在启动结果指示各个功能模块容器启动成功的情况下，存储系统提供存储服务，相比于现有技术中的集中式存储架构的整个存储是集中在一个系统中的一个或多个设备上，各项服务或功能模块之间相互依赖、紧密结合，任何一个服务或者模块出问题都可能导致整个存储系统崩溃，影响系统可靠性的问题，由本方法，在系统启动运行过程中，可以持续对整个存储系统的各个容器进行探测监控，当发现有任何容器异常时，触发容器重新启动或重新部署，快速恢复对应的容器服务，不影响其他容器的正常运行，提高存储系统的开发运维效率。
67.图5为本发明实施例提供的一种容器处理装置的结构示意图，具体包括：
68.控制模块501，用于在确定硬件自检成功的情况下，控制底层操作模块执行启动操作；
69.启动模块502，用于在确定所述底层操作模块启动完成的情况下，按照预设顺序启动各个功能模块容器；
70.监测模块503，用于监测各个功能模块容器的启动结果；
71.接口提供模块504，用于在启动结果指示各个功能模块容器启动成功的情况下，存
储系统提供存储服务。
72.在一个可能的实施方式中，所述监测模块503，还用于基于各个功能模块容器在运行中的性能，动态调整各个功能模块对应分配的资源。
73.本实施例提供的容器处理装置可以是如图5中所示的容器处理装置，可执行如图2中容器处理方法的所有步骤，进而实现图2所示容器处理方法的技术效果，具体请参照图2相关描述，为简洁描述，在此不作赘述。
74.图6为本发明实施例提供的一种计算机设备的结构示意图，图6所示的计算机设备600包括：至少一个处理器601、存储器602、至少一个网络接口604和其他用户接口603。计算机设备600中的各个组件通过总线系统605耦合在一起。可理解，总线系统605用于实现这些组件之间的连接通信。总线系统605除包括数据总线之外，还包括电源总线、控制总线和状态信号总线。但是为了清楚说明起见，在图6中将各种总线都标为总线系统605。
75.其中，用户接口603可以包括显示器、键盘或者点击设备(例如，鼠标，轨迹球(trackball)、触感板或者触摸屏等。
76.可以理解，本发明实施例中的存储器602可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(read-only memory，rom)、可编程只读存储器(programmable rom，prom)、可擦除可编程只读存储器(erasable prom，eprom)、电可擦除可编程只读存储器(electrically eprom，eeprom)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(random access memory，ram)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的ram可用，例如静态随机存取存储器(static ram，sram)、动态随机存取存储器(dynamic ram，dram)、同步动态随机存取存储器(synchronous dram，sdram)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(double data rate sdram，ddrsdram)、增强型同步动态随机存取存储器(enhanced sdram，esdram)、同步连接动态随机存取存储器(synch link dram，sldram)和直接内存总线随机存取存储器(direct rambus ram，drram)。本文描述的存储器602旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。
77.在一些实施方式中，存储器602存储了如下的元素，可执行单元或者数据结构，或者他们的子集，或者他们的扩展集：操作系统6021和应用程序6022。
78.其中，操作系统6021，包含各种系统程序，例如框架层、核心库层、驱动层等，用于实现各种基础业务以及处理基于硬件的任务。应用程序6022，包含各种应用程序，例如媒体播放器(media player)、浏览器(browser)等，用于实现各种应用业务。实现本发明实施例方法的程序可以包含在应用程序6022中。
79.在本发明实施例中，通过调用存储器602存储的程序或指令，具体的，可以是应用程序6022中存储的程序或指令，处理器601用于执行各方法实施例所提供的方法步骤，例如包括：
80.在确定硬件自检成功的情况下，控制底层操作模块执行启动操作；
81.在确定所述底层操作模块启动完成的情况下，按照预设顺序启动各个功能模块容器；
82.监测各个功能模块容器的启动结果；
83.在启动结果指示各个功能模块容器启动成功的情况下，存储系统提供存储服务。
84.在一个可能的实施方式中，所述方法还包括：
85.基于各个功能模块容器在运行中的性能，动态调整各个功能模块对应分配的资源。
86.上述本发明实施例揭示的方法可以应用于处理器601中，或者由处理器601实现。处理器601可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器601中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器601可以是通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现成可编程门阵列(field programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件单元组合执行完成。软件单元可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器602，处理器601读取存储器602中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
87.可以理解的是，本文描述的这些实施例可以用硬件、软件、固件、中间件、微码或其组合来实现。对于硬件实现，处理单元可以实现在一个或多个专用集成电路(application specific integrated circuits，asic)、数字信号处理器(digital signal processing，dsp)、数字信号处理设备(dspdevice，dspd)、可编程逻辑设备(programmable logic device，pld)、现场可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)、通用处理器、控制器、微控制器、微处理器、用于执行本技术所述功能的其它电子单元或其组合中。
88.对于软件实现，可通过执行本文所述功能的单元来实现本文所述的技术。软件代码可存储在存储器中并通过处理器执行。存储器可以在处理器中或在处理器外部实现。
89.本实施例提供的计算机设备可以是如图6中所示的计算机设备，可执行如图2中容器处理方法的所有步骤，进而实现图2所示容器处理方法的技术效果，具体请参照图2相关描述，为简洁描述，在此不作赘述。
90.本发明实施例还提供了一种存储介质(计算机可读存储介质)。这里的存储介质存储有一个或者多个程序。其中，存储介质可以包括易失性存储器，例如随机存取存储器；存储器也可以包括非易失性存储器，例如只读存储器、快闪存储器、硬盘或固态硬盘；存储器还可以包括上述种类的存储器的组合。
91.当存储介质中一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现上述在计算机设备侧执行的容器处理方法。
92.所述处理器用于执行存储器中存储的容器处理程序，以实现以下在计算机设备侧执行的容器处理方法的步骤：
93.在确定硬件自检成功的情况下，控制底层操作模块执行启动操作；
94.在确定所述底层操作模块启动完成的情况下，按照预设顺序启动各个功能模块容器；
95.监测各个功能模块容器的启动结果；
96.在启动结果指示各个功能模块容器启动成功的情况下，存储系统提供存储服务。
97.在一个可能的实施方式中，所述方法还包括：
98.基于各个功能模块容器在运行中的性能，动态调整各个功能模块对应分配的资源。
99.专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
100.结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
101.以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。