分布式内存磁盘群集储存系统运作方法
【技术领域】
[0001]本发明系关于一种分布式内存磁盘群集储存系统运作方法，特指一种具备快速多对多传输、高扩充性及稳定性等多特征之网路信息交流储存系统。
【背景技术】
[0002]在近年来中，随着网路应用的快速普及与行动装置的网路需求增长，让企业讯息系统有了很大的改变。计算器资源的需求从未达到如此的高度，在面对同时间暴增的用户量下，以目前的储存设备是无法应付这样庞大数量用户的连线与带宽需求。
[0003]首先，现有技术中的网路处理服务器硬件系统中，电子信息需透过网路桥接做为彼此之间相互对传之途径，然而于信息量位于正常水平之时，网路传输量虽然足以应付，但在信息量突增之时，因为网路桥接传输之传输率有其上限值，因此无论服务器计算器本身硬件等级为何，亦无法增加庞大信息之处理速度，而会使大众使用网路系统时面对信息延迟或者中断等等窘境，此为一目前技术之缺失。
[0004]此外，于现有技术中，因为内存之技术发展未至现今之高度，因此其储存量受限之故，仅能做为暂存之用，故传统之服务器主机硬件规格皆是以硬盘设备做为主要之储存以及主运作系统之配置空间。
[0005]而于硬件与硬件间之信息传输而言，处理单元与内存之信息对传速度远远高于处理单元与硬盘设备间之传输速度，亦即，习知技术中以硬盘设备为主要储存空间来做运算的支持，是一导致处理效能无法达到最佳之主因，尤其于处理信息量大时此问题更是突显放大，此外更遑论硬盘设备于使用寿命上更是远远不能与内存相比，透过硬盘设备做为主要的储存方式对于整体系统而言，于应用上之保障有限，非为一最佳之模式。
[0006]综上可知，于现有技术中网路信息之处理设备处理庞大的信息时，其效能无法发挥处理器之真实处理效率之问题可見一斑，故综观前所述，本发明之发明人思索并设计一种分布式内存磁盘群集储存系统运作方法，以期针对现有技术之缺失加以改善，进而增进产业上之实施利用。
【发明内容】
[0007]有鉴于前述之现有技术的不足点，本发明系设计一种具备新颖性、进步性及产业利用性等专利要件之分布式内存磁盘群集储存系统运作方法，以期克服现有技术之难点。
[0008]为达到上述目的，本发明所采用的技术手段为设计一种分布式内存磁盘群集储存系统运作方法，其为:首先做分散内存式储存设备之建置，其系包含将复数台的计算机单元组成群集架构而形成群集内存磁盘；而后在计算机单元安装系统虚拟机平台操作系统，藉此安装令计算机单元形成多个虚拟机，而该计算机单元设定利用操作系统或程序软件来设定内存容量占用之方式，将该内存规划成储存装置，做成复数个区块内存磁盘；进而将每一个档案拆成一到多份的资料，保持一到多份的复本复制平均分散在所有区块内存磁盘上，并使用多信道的内存汇流排平行存取内存模块，而将内存模块之容量规划成磁盘使用，而其中该内存模块之存取支持所有操作系统文件格式，并且采用分布式存放架构，将资料能够复制复本一份以上；当虚拟机之操作系统在内存模块中直接由CPU存取需要的档案，处理资料后存回内存模块中，虚拟机做计算使用的内存也在内存模块中，计算完依然直接存回在所存放虚拟机操作系统的内存模块位置，让这个储存系统内资料能够在计算机单元中以平行运算的方式在区块内存磁盘处理资料；其他没有在计算机单元的资料系透过网路卡连接一连接埠群组现用链以存取其他计算机单元的区块内存磁盘；而各计算机单元进一步依功能性区分为一第一资料中心、至少一个第二资料中心及一备份中心；其中该第一资料备份中心系以一虚拟群集资料主控站控管，其中各该第二资料中心系以一虚拟群集资料备份站控管，且其中该备份中心系以虚拟群集资料备份站控管，而其中该第一资料中心与该第二资料中心共同形成一分布式内存文件系统；此外，更进一步是为形成堆栈架构扩展储存容量架构，其使用网路层接口的存取方式将一台计算机单元中多个区块内存磁盘规划成一个群集概念的群集内存磁盘单元资源池，同步使用所有区块内存磁盘取得资料；当群集架构产生后，每一个群集架构都能够独立使用，并且能够将每一个群集架构当作分散内存式储存设备单元，同时使用网路层接口堆栈，能够将每个分散内存式储存设备单元仿真成大型的内存磁盘，并采用新的群集资料主控站与群集资料备份站来控制资料的处理量分散在所有大型的内存磁盘。
[0009]其中，各该区块内存磁盘系分别电性连接于至少一硬盘储存装置，该硬盘储存装置系可于一间隔时间将该区块内存磁盘之资料做备份。
[0010]其中，所有的计算机单元中的区块内存磁盘，都会使用连续资料保护方式，无间断的连续将资料备份到统一的大型物理硬盘群集磁盘阵列中备份。
[0011]其中，该计算机单元系俱备了 CPU、内存、硬盘、网路卡、主板、I/O适配卡、连接线、外壳之计算器设备。
[0012]其中，每份复本都能够采用1-4096位AES与RSA混用加密资料存放在内存上，每当要存取资料时，资料在内存与CPU之间流动，虚拟机系以档案形式存在于内存模块中，虚拟内存所规划使用的内存容量也在同一区块。
[0013]其中，各该区块内存磁盘透过一监控单元来做其运作情况之监控，该侦测单元利用Splunk或者是其他搜索引擎之软件程序来监控之，当检测到问题时更能够配置重新启动应用程序服务，达到一回复之功能。
[0014]其中，虚拟机平台操作系统采用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。其中虚拟机操作系统米用 Linux、FreeBSD、OpenSolaris 或 MacOS X。
[0015]其中，虚拟机之内存间系使用存储区域网路架构运行，采取软件虚拟出来的网路层接口，将所有的区块内存磁盘连接在一起协同运作。
[0016]其中，该网路层接口，系使用SAN、SAN iSCS1、SAN FC、SAN FCoE、NFS、NAS、JB0D、CIFS或FUSE接口进行服务器和磁盘驱动器设备之间的通信，并且开发有RAMSTORAGE API作为应用程序支持用。其中该RAMSTORAGE API系采用REST、Restful、C++、PHP、Python、Java.Perl或Javascript程序开发软件所形成的RAMSTORAGE □ API，存取分散内存式储存设备单元API功能，其包含容错、备份、移转、快速布署虚拟机、管理磁盘大小、自动依照实际需求容量自动增加区块内存磁盘、区块间资料负载平衡移转、备份回复的功能、连续资料保护、快照、监控资源等。
[0017]其中，未使用的CPU、内存、实际物理硬盘的资源，系使用虚拟机平台操作系统将所有资源规划成统一的资源池，令每一个所需要计算机资源，能够调整移转到其他资源较充裕的计算机单元。
[0018]其中，多个分散内存式储存设备单元之连接方式依照实体的网路协议传送，并且采用SSL VPN、VPN或加密演算方式传送封包，每当网路连线不通时，每个区域都能够单独运作，当连线回复时，资料将完整同步到每个分散内存式储存设备单元中的每个区块内存磁盘。
[0019]其中，该CPU 系为 x86、x86-64、IA-64、Alpha、ARM、SPARC32and64、PowerPC、MIPS、Tilera其中之丨种处理器。
[0020]其中，该计算机单元之内存使用方式是直接由CPU的内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内存资料。
[0021]其中，内存容量为1MB至16ZB。其中所采用的内存种类为动态异步内存DRAM、动态同步内存DRAM、动态移动平台内存、动态绘图处理内存、动态Rambus内存、静态随机存取存储器、唯读内存或闪存。
[0022]其中，动态异步内存DRAM为FPM RAM或EDO RAM。其中动态同步内存DRAM为SDRAM、DDR SDRAM、DDR2SDRAM、DDR3SDRAM、DDR4SDRAM 或 DDR5SDRAM。
其中动态移动平台内存为LPDDR、LPDDR2、LPDDR3或LPDDR4。其中动态绘图处理内存为 VRAM、WRAM、MDRAM、SGRAM、SDRAM、a)DR、ffl)DR2、a)DR3、a)DR4、a)DR5、a)DR6 或⑶DR7。其中动态 Rambus 内存为 RDRAM、XDR DRAM 或 XDR2DRAM。其中闪存为 NOR Flash、NAND Flash、3D NAND Flash、V-Flash、SLC、MLC、eMMC 或 TLC。
[0023]其中，硬盘储存装置为传统磁头、磁盘的硬盘、固态硬盘、网路硬盘、SAS接口硬盘、SATA接口硬盘、mSATA接口硬盘、mPCIE接口硬盘、FC接口硬盘、SCSI接口硬盘、ΑΤΑ接口硬盘、NAND Flash外接卡或FCoE接口硬盘。
[0024]其中，网路卡为以太网路、快速以太网路、千兆以太网路、光纤、令牌环网、InfiniBand、FCoE 或无线网路。
[0025]其中，网路速度采用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 以上的网路速度。
[0026]其中，主板兼容X86、x86-64, IA-64, Alpha、ARM、SPARC32and64, PowerPC、MIPS、Tilera中任何一种处理器。
[0027]其中，操作系统文件格式是AdvFS、BFS、Btrfs、Coda、CrossDOS、DFS、Episode、EFS、exFAT、ext、FAT、GFS、HFS、HFS Plus、高性能文件系统、IBM通用并列文件系统、JFS、Macintosh 文件系统、MINIX、NetWare 文件系统、NILFS、Novell 储存服务、NTFS、QFS、QNX4FS、ReiserFS、SpadFS、UBIFS、Unix 文件系统、Veritas VxFS、VFAT、WAFL、XFS、Xsan、ZFS、CHFS、FFS2、F2FS、JFFS、JFFS2、LogFS、NVFS、YAFFS、UBIFS、DCE/DFS、MFS、CXFS、GFS2、Google 文件系统、OCFS、0CFS2、QFS、Xsan、AFS、OpenAFS、AFP、M