基于多控存储系统的精简卷元数据处理方法、装置及系统与流程

本发明涉及元数据处理技术领域，更具体地说，涉及一种基于多控存储系统的精简卷元数据处理方法、装置及系统。

背景技术：

随着用户数据量的不断增大，对存储空间的需求不断提高，提高存储空间的利用率是众多产品需要解决的问题。自动精简配置的实现原则是从一个精简存储池中按需提供存储空间给用户使用，自动精简配置，相对于传统非精简配置，无需提前分配用不到的磁盘容量所以存储利用率更高。自动精简配置需要维护大量元数据，对存储系统的资源占用较大，且对于双控及多控存储系统，一个精简卷的io，通过多路径策略会从多个节点下发(n-path)，这对节点间元数据的维护带来了极大难度，如果仅通过一个节点处理，则处理难度较大，如果通过多个节点处理，则会出现节点间数据不一致的情况。

因此，如何对精简卷的元数据进行有效处理，是本领域技术人员需要解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供及一种基于多控存储系统的精简卷元数据处理方法、装置及系统，以实现对精简卷的元数据进行有效处理。

为实现上述目的，本发明实施例提供了如下技术方案：

一种基于多控存储系统的精简卷元数据处理方法，应用于主节点，所述精简卷元数据处理方法包括：

接收与目标精简卷对应的元数据处理请求；其中，每个精简卷均具有对应的主节点和备节点；

执行与所述元数据处理请求对应的处理操作；

判断所述元数据处理请求是否为写请求；

若所述元数据处理请求为写请求，则将与所述元数据处理请求对应的处理结果同步至备节点进行备份。

其中，本方案还包括：

若所述主节点故障，则向所述备节点发送主备节点切换指令，以使所述备节点切换为所述目标精简卷的主节点。

其中，所述将与所述元数据处理请求对应的处理结果同步至备节点进行备份，包括：

将与所述元数据处理请求对应的处理结果，以事件形式同步至所述备节点进行备份。

其中，所述接收与目标精简卷对应的元数据处理请求之前，还包括：

所述备节点接收对所述目标精简卷的数据处理请求；

判断所述数据处理请求是否为元数据处理请求；

若是，则将所述数据处理请求转发至所述主节点。

一种基于多控存储系统的精简卷元数据处理装置，应用于主节点，所述精简卷元数据处理装置包括：

请求接收模块，用于接收与目标精简卷对应的元数据处理请求；其中，每个精简卷均具有对应的主节点和备节点；

操作执行模块，用于执行与所述元数据处理请求对应的处理操作；

判断模块，用于判断所述元数据处理请求是否为写请求；

同步模块，用于在所述元数据处理请求为写请求时，将与所述元数据处理请求对应的处理结果同步至备节点进行备份。

其中，本方案还包括：

切换指令发送模块，用于在所述主节点故障时，向所述备节点发送主备节点切换指令，以使所述备节点切换为所述目标精简卷的主节点。

其中，所述同步模块，具体用于：将与所述元数据处理请求对应的处理结果，以事件形式同步至所述备节点进行备份。

一种基于多控存储系统的精简卷元数据处理系统，包括主节点和备节点；其中，每个精简卷均具有对应的主节点和备节点；

所述主节点，用于接收与目标精简卷对应的元数据处理请求；执行与所述元数据处理请求对应的处理操作；判断所述元数据处理请求是否为写请求；若所述元数据处理请求为写请求，则将与所述元数据处理请求对应的处理结果同步至备节点进行备份。

其中，所述主节点还用于：在所述主节点故障时，向所述备节点发送主备节点切换指令，以使所述备节点切换为所述目标精简卷的主节点。

其中，所述备节点还用于：接收对所述目标精简卷的数据处理请求；判断所述数据处理请求是否为元数据处理请求；若是，则将所述数据处理请求转发至所述主节点。

通过以上方案可知，本发明实施例提供的一种基于多控存储系统的精简卷元数据处理方法，应用于主节点，所述精简卷元数据处理方法包括：接收与目标精简卷对应的元数据处理请求；其中，每个精简卷均具有对应的主节点和备节点；执行与所述元数据处理请求对应的处理操作；判断所述元数据处理请求是否为写请求；若所述元数据处理请求为写请求，则将与所述元数据处理请求对应的处理结果同步至备节点进行备份。

可见，在本实施例中，针对每个精简卷都分配对应的主节点和备节点，通过这种主备之间数据同步的方式，保证主节点和备节点之间的数据同步，从而保证系统的数据的安全性；本发明还公开了一种基于多控存储系统的精简卷元数据处理装置及系统，同样能实现上述技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的一种基于多控存储系统的精简卷元数据处理方法流程示意图；

图2为本发明实施例公开的一种基于多控存储系统的精简卷元数据处理流程整体示意图；

图3为本发明实施例公开的一种基于多控存储系统的精简卷元数据处理装置结构示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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作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。

本发明实施例公开了一种基于多控存储系统的精简卷元数据处理方法、装置及系统，以实现对精简卷的元数据进行有效处理。

参见图1，本发明实施例提供的一种基于多控存储系统的精简卷元数据处理方法，应用于主节点，所述精简卷元数据处理方法包括：

s101、接收与目标精简卷对应的元数据处理请求；其中，每个精简卷均具有对应的主节点和备节点；

具体的，在本方案中，对采用自动精简配置的卷采用主备(owner-backup)的方式来处理元数据，不同的精简配置卷分配不同的主节点owner/备节点backup，分别负责处理元数据处理请求和备份工作。本实施例中的元数据处理方法主要是基于主节点的角度进行描述的。

其中，所述接收与目标精简卷对应的元数据处理请求之前，还包括：所述备节点接收对所述目标精简卷的数据处理请求；判断所述数据处理请求是否为元数据处理请求；若是，则将所述数据处理请求转发至所述主节点。

需要说明的是，由于本方案采用owner-backup方式来处理元数据及数据。主机i/os是n-path的，即可以从集群中所有节点node接收处理和落盘。自精简配置的元数据处理，在一个域内(domain)的两个节点是分owner-backup的，域外节点都是client节点。本方案中的owner主节点负责该自精简卷的元数据的处理请求，包括节点的查询/修改/插入操作；也就是说，backup/client节点的元数据请求会forward到owner节点处理，因此备节点如果判定接收的请求为元处理数据，则将该请求转发给主节点，让主节点来处理该请求。

s102、执行与所述元数据处理请求对应的处理操作；

需要说明的是，针对与精简卷对应的同一个域内的主节点和备节点，主节点负责处理该精简卷的元数据处理请求，因此在本方案中，自动精简配置的卷会通过roundrobin的方式在一个域domain内选择主节点owner来处理元数据，这样可以保障系统中两节点负载均衡，提高系统性能。

s103、判断元数据处理请求是否为写请求；若所述元数据处理请求为写请求，则将与所述元数据处理请求对应的处理结果同步至备节点进行备份。

可以理解的是，主节点根据元数据处理请求执行对应的处理操作时，主要包括读请求和写请求。针对读请求，并不会对元数据造成影响，因此虽然主节点执行该读请求，但不需要进行数据的同步；若该数据处理请求为写请求，这时由于执行修改/插入操作需要修改对应的元数据，为了保证两个节点之间数据的一致性，需要将对元数据的处理结果同步至备节点。

综上可以看出，本方案针对多控存储系统中的自动精简配置的卷，通过owner-backup的方式进行数据处理，即通过owner节点负责元数据的处理请求，backup节点处理请求时，会将相关元数据的请求转移到owner节点进行处理。然后，owner节点会将元数据的修改，同步到backup节点进行备份，保障系统的数据安全。

基于上述实施例，参见图2，本实施例提供了一种基于多控存储系统的精简卷元数据处理流程整体示意图，通过图2可以看出，在一个域domain1内存在node1和node2，node1为主节点node2为从节点，node3以及其他的节点为client节点，结合图2，本方案主要包括如下处理流程：

1、owner节点负责元数据的处理请求，backup节点处理io时，会将相关元数据的请求转移到owner节点处理；

2、owner节点会将元数据的修改，同步到backup节点进行备份；

3、当owner节点发生故障时，owner节点会发生切换，由backup节点接手元数据的处理请求，因为两节点元数据实时同步，所以不会产生数据丢失和不一致问题；当backup节点故障时，对owner节点的处理无影响。

需要说明的是，本方案中的读请求和写请求的执行过程与现有方案中的读请求和写请求的执行过程相同，在此列举如下几种情况：

1、读请求：查询元数据，将查询到的元数据中的物理地址结果返回到发送读请求的各node，然后各node根据物理地址去后端设备读取io，最后完成该读请求；该后端设备即为存储数据的磁盘。

2、写请求：

a)若写请求对应的元数据在缓存中，则首先查询缓存中的元数据，将查询到的元数据中的物理地址结果返回发送该写请求的node，node通过该物理地址向后端设备执行写请求，并更新元数据信息，然后通过mirror元数据到备节点backup。

需要说明的是，若主节点故障，则向所述备节点发送主备节点切换指令，以使所述备节点切换为所述目标精简卷的主节点。也就是说，如果主节点owner出现问题时，主节点可以向备节点发送切换指令，以通过备节点backup继续处理主机io及元数据，保障数据安全。

b)若写请求对应的元数据不在缓存中，也就是说该写请求是对一个新地址执行的写请求，需要新申请对应的元数据执行写操作，然后将元数据的查询及申请元数据结果，以事件transaction的方式同步mirror到backup节点，备份元数据。

需要说明的是，在本实施例中，将与所述元数据处理请求对应的处理结果同步至备节点进行备份时，具体包括：将与所述元数据处理请求对应的处理结果，以事件形式同步至所述备节点进行备份。可以看出，本方案通过事件的形式进行元数据的同步，可以保证该写请求的原子性，也就是说，针对一个写请求，只有将元数据处理结果同步至备节点之后，才代表该写请求执行完，从而保证主节点和备节点之间数据一致性。

综上可以看出，本方案在多控存储系统中自动精简配置，通过owner-backup的方式进行数据处理，backup节点处理io时，会将相关元数据的请求转移到owner节点处理，owner节点负责元数据的处理请求。owner节点会将元数据的修改，同步到backup节点进行备份，保障系统的数据安全。精简卷通过roundrobin的方式将owner节点分配到domain中的两个node中，保障系统节点负载均衡，最大限度发挥节点处理能力，从而提高产品可靠性和处理能力，提升产品竞争力。

下面对本发明实施例提供的数据处理装置进行介绍，下文描述的数据处理装置与上文描述的数据处理方法可以相互参照。

参见图3，本发明实施例提供的一种基于多控存储系统的精简卷元数据处理装置，应用于主节点，所述精简卷元数据处理装置包括：

请求接收模块100，用于接收与目标精简卷对应的元数据处理请求；其中，每个精简卷均具有对应的主节点和备节点；

操作执行模块200，用于执行与所述元数据处理请求对应的处理操作；

判断模块300，用于判断所述元数据处理请求是否为写请求；

同步模块400，用于在所述元数据处理请求为写请求时，将与所述元数据处理请求对应的处理结果同步至备节点进行备份。

其中，本方案还包括：

切换指令发送模块，用于在所述主节点故障时，向所述备节点发送主备节点切换指令，以使所述备节点切换为所述目标精简卷的主节点。

其中，所述同步模块具体用于：将与所述元数据处理请求对应的处理结果，以事件形式同步至所述备节点进行备份。

本发明实施例提供的一种基于多控存储系统的精简卷元数据处理系统，包括主节点和备节点；其中，每个精简卷均具有对应的主节点和备节点；

所述主节点，用于接收与目标精简卷对应的元数据处理请求；执行与所述元数据处理请求对应的处理操作；判断所述元数据处理请求是否为写请求；若所述元数据处理请求为写请求，则将与所述元数据处理请求对应的处理结果同步至备节点进行备份。

其中，所述主节点还用于：在所述主节点故障时，向所述备节点发送主备节点切换指令，以使所述备节点切换为所述目标精简卷的主节点。

其中，所述主节点具体用于将与所述元数据处理请求对应的处理结果，以事件形式同步至所述备节点进行备份。

其中，所述备节点还用于：接收对所述目标精简卷的数据处理请求；判断所述数据处理请求是否为元数据处理请求；若是，则将所述数据处理请求转发至所述主节点。

本发明实施例还公开了一种精简卷元数据处理设备，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上述方法实施例所述的精简卷元数据处理方法的步骤。

本发明实施例还公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述方法实施例所述的精简卷元数据处理方法的步骤。

其中，该存储介质可以包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read-onlymemory，rom)、随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。