一种协议无关的网络文件服务管理系统和方法
【专利摘要】一种协议无关的网络文件服务管理系统和方法，涉及云计算领域，网络文件服务管理系统包括配置管理器、控制器和类型映射器；网络文件服务管理方法包括以下步骤：创建网络文件服务，获取并保存网络文件服务类型到虚拟机类型和存储类型的映射匹配关系；根据所述网络文件服务类型到虚拟机类型和存储类型的映射匹配关系控制运行在云主机上的网络文件服务。本发明能以任意一种基础设施云为基础，提供多种协议的网络文件服务，同时保证文件服务的稳定性。
【专利说明】
一种协议无关的网络文件服务管理系统和方法
技术领域
[0001] 本发明涉及云计算领域，特别涉及云计算系统中，如何利用第三方基础设施云自 动为平台即服务和软件即服务提供网络文件服务。
【背景技术】
[0002] 随着云计算技术在社会经济的各行各业越来越普及，基础设施云技术和产品越来 越成熟，平台即服务和软件即服务的解决方案越来越得到重视。网络文件服务，作为一种重 要的平台服务，对于大多典型的平台即服务和软件即服务解决方案来说，都是必不可少的 服务t吴块。
[0003] 目前存在的诸多种类的网络文件服务，虽然在不同平台上上有不同质量和不同程 度的支持，但均仅适用于特定文件服务协议，基于特定的服务平台和特定文件系统，不能方 便用户使用。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种协议无关的网络文件管理系统和方法，从而解决现有 技术中存在的前述问题。
[0005] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种协议无关的网络文件服务 管理系统，包括配置管理器、控制器和类型映射器，所述配置管理器用于接收请求，在云主 机镜像中部署所述控制器，并向所述控制器发送管理配置命令和向所述类型映射器发送指 令;所述控制器用于控制运行在云主机上的网络文件服务;所述类型映射器用于管理网络 文件服务类型到虚拟机类型和存储类型的映射匹配关系。
[0006] 优选的，所述控制器包括控制服务模块，主控制模块，文件服务监控模块，至少一 个文件系统适配器和至少一个网络文件服务适配器；
[0007] 所述控制服务模块用于接收来自所述配置管理器的命令并且发送给所述主控制 丰旲块；
[0008] 所述主控制模块用于通过所述网络文件服务适配器启动网络文件服务，通过所述 文件系统适配器启动文件系统，启动所述文件服务监控模块；
[0009] 所述文件服务监控模块用于监控文件服务所需的后台服务，所述后台服务包括虚 拟机系统挂载的块设备，文件系统和网络文件服务。
[0010] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种协议无关的网络文件服务 管理方法，包括以下步骤：
[0011] 创建网络文件服务，获取并保存网络文件服务类型到虚拟机类型和存储类型的映 射匹配关系；
[0012] 根据所述网络文件服务类型到虚拟机类型和存储类型的映射匹配关系控制运行 在云主机上的网络文件服务。
[0013] 具体的，所述创建网络文件服务，获取并保存网络文件服务类型到虚拟机类型和 存储类型的映射匹配关系，包括按顺序执行以下步骤：
[0014] 创建网络文件服务；
[0015] 解析所述文件服务类型；
[0016] 映射所述文件服务类型到虚拟机类型和存储类型；
[0017] 准备文件服务；
[0018] 从所述准备文件服务结果读取计算资源地址、块存储资源地址和网络文件服务地 址；
[0019] 保存所述计算资源地址、块存储资源地址和网络文件服务地址到存储；
[0020] 调用控制服务检查所述文件服务状态。
[0021 ]更具体的，所述准备文件服务为利用基础设施云编排服务准备文件服务，或者 [0022]利用基础设施云计算服务和块存储服务准备文件服务。
[0023]再具体的，所述利用基础设施云编排服务准备文件服务，包括按顺序执行以下步 骤：
[0024]利用基础设施云编排服务编排一个云计算服务栈；
[0025]将文件服务控制器关联到所述云计算服务栈；
[0026] 启动所述云计算服务栈同时启动所述文件服务控制器；
[0027] 启动网络文件服务和控制服务。
[0028] 再具体的，所述利用基础设施云计算服务和块存储服务准备文件服务，包括按顺 序执行以下步骤：
[0029] 利用基础设施云块存储服务创建指定类型指定容量块存储；
[0030] 调用基础设施云计算服务找到指定类型计算镜像；
[0031] 将块存储资源与所述计算镜像关联，并且将文件服务控制器关联到计算镜像启动 脚本；
[0032] 启动云计算镜像节点同时启动所述文件服务控制器；
[0033]启动网络文件服务和控制服务。
[0034]再具体的，所述启动网络文件服务和控制服务，包括按顺序执行以下步骤：
[0035]启动文件服务监控模块；
[0036]启动文件系统适配器；
[0037]挂载块存储创建文件系统；
[0038]启动网络文件服务适配器；
[0039] 将文件系统挂载为网络文件服务；
[0040] 启动网络文件服务控制服务模块。
[0041] 具体的，所述控制运行在云主机上的网络文件服务为更改网络文件服务容量，按 顺序具体为：
[0042] 从存储读取块存储资源地址和计算资源地址；
[0043]调用基础设施云块存储服务更改块存储容量；
[0044] 根据所述计算资源地址计算文件服务控制器地址；
[0045] 对用文件服务控制器更改文件系统容量；
[0046]更新云服务状态。
[0047]具体的，所述控制运行在云主机上的网络文件服务为删除网络文件服务，所述删 除网络文件服务为利用基础设施云编排服务删除所述网络文件服务，或者利用基础设施云 块存储服务和计算服务删除所述网络文件服务。
[0048]本发明的有益效果是：
[0049] 本发明提出一种协议无关的网络文件服务管理系统和方法，使得平台即服务和软 件即服务的提供商可以利用该系统和方法，以任意一种基础设施云为基础，提供多种协议 的网络文件服务，同时保证文件服务的稳定性。
【附图说明】
[0050] 图1是本发明与网络文件服务客户端以及第三方基础设施云之间的关系图；
[0051] 图2是本发明三个模块之间的关系以及网络文件服务控制器的构成；
[0052] 图3是依据本发明创建网络文件服务的过程；
[0053]图4是依据本发明创建网络文件服务过程中的子流程，即利用基础设施云计算服 务和块存储服务准备文件服务的过程；
[0054]图5是依据本发明创建网络文件服务过程中的子流程，即利用基础设施云编排服 务准备文件服务的过程；
[0055] 图6是依据本发明创建网络文件服务过程中的子流程，即在虚拟机上启动网络文 件服务和控制服务的流程；
[0056] 图7是本发明更改文件服务容量的过程；
[0057] 图8是本发明删除文件服务的过程。
【具体实施方式】
[0058] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进 行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的【具体实施方式】仅仅用以解释本发明，并不用于 限定本发明。
[0059] 与本发明相关的重要技术概念包括以下名词。
[0060] 云计算:是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式，通常涉及通过互联网 来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源。狭义云计算指IT基础设施的交付和使用模式， 指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需资源;广义云计算指服务的交付和使用模式，指 通过网络以按需、易扩展的方式获得所需服务。这种服务可以是IT和软件、互联网相关，也 可是其他服务。
[0061] 基础设施云:也就是基础设施即服务IaaS(Infrastructure as a Service)，主要 为云计算用户提供虚拟化的云计算基础设施资源服务，包括虚拟计算资源，虚拟存储资源 和虚拟网络资源，其中虚拟计算资源主要包括CHJ资源和内存资源。典型的基础设施云有 AWS 和 Openstack 等。
[0062] 平台即服务:平台即服务也就是PaaS(Platform as a Service)，是指将软件研发 的平台作为一种云计算服务提供给用户，其中可能包括软件开发，构建，测试，运行所需要 的工具，中间件和基本服务等。
[0063] 软件即服务:软件即服务5335(5〇代￥3代-38-3-561^；^6)，是将应用软件作为一种 云计算服务提供给用户，使得用户可以直接通过网络使用自己的软件，满足所需业务需求， 而不需要自己安装维护软件。
[0064]镜像：即云主机镜像文件，是把跟云主机相关的所有文件，包括所有云主机安装的 软件，虚拟资源配置信息打包成一个文件。
[0065] 云主机:即云计算环境中的虚拟主机。
[0066] 网络文件服务：指使用户可以通过网络共享文件和目录的网络服务。典型的网络 文件服务开辟一段共享的文件系统空间，在网络上发布某种服务，使不同的用户可以通过 某种网络协议管理文件系统空间的目录和文件。流行的网络文件服务协议和软件包括NFS (Network File System)，CIFS(Common Internet File System)，FTP(File Transfer Protocol)和HFS(HTTP File Server)等。
[0067] 如图1所示，本发明提出的网络文件服务，基于已有的第三方基础设施云构建，可 能利用基础设施云的三种服务:基础设施云编排服务，基础设施云块存储服务和基础设施 云计算服务。其中，云编排服务为可选服务；即根据本发明，只利用块存储和云计算服务也 可以提供相应的网络文件服务；另一方面，使用云编排服务的方法可以使本发明的实施更 为简单。
[0068]本发明主要包括网络文件服务配置管理器，网络文件服务控制器和网络文件服务 类型映射器3个部分。配置管理器主要负责接收来自管理员和其他云计算平台的请求，部署 控制器，向控制器发送管理配置命令和向类型映射器发送指令。控制器被部署到云主机镜 像中，在云主机被启动的时候控制器也自动被启动，负责控制运行在云主机上的网络文件 服务。
[0069] 类型映射器负责管理网络文件服务类型到虚拟机类型和存储类型的映射匹配关 系;客户端根据网络服务的类型请求创建网络服务，而类型映射器根据网络服务类型找到 匹配的虚拟机类型和存储类型。
[0070] 配置管理器可由通用的Web服务框架实现。
[0071 ]如图2所示，控制器包括:控制服务模块，主控制模块，文件服务监控模块，若干文 件系统适配器，若干网络文件服务适配器。控制服务模块在虚拟机上启动后，负责接收来自 配置管理器的命令发送给主控制模块;主控制模块负责通过网络文件服务适配器启动特定 网络文件服务，通过文件系统适配器启动特定文件系统，启动文件服务监控模块;文件服务 监控模块负责监控文件服务所需要的所有后台服务，包括虚拟机系统挂载的块设备，文件 系统和网络文件服务。针对不同的特定文件系统，有特定文件系统的适配器，提供启动，挂 载，改变容量和报告健康状态的功能;针对不同的特定网络文件服务，有特定网络文件服务 适配器，提供启动，挂载，报告健康状态的功能。特定文件系统适配器和特定网络文件服务 适配器的实现不在本发明范围内。
[0072] 类型映射器维护网络服务类型与虚拟机类型和存储类型之间的匹配关系。网络服 务主要根据网络服务的性能指标划分不同的类型，例如:根据文件服务的稳定性和吞吐量 可分为经济型，通用型，高可用型和高吞吐量型。表1是一个网络文件类型的案例。针对网络 文件类型的特性，虚拟机类型和存储类型有相应的匹配，从高可用性和高吞吐量性上，有相 应的匹配，如表2中所示。
[0073]
[0076] 表2网络文件服类型到虚拟机类型和存储类型的映射
[0077] 如图3所示，依据本发明创建网络文件服务的流程，包括以下步骤：
[0078] 开始创建网络文件服务;解析文件服务类型和容量;判断容量是否在该类型能力 范围内，如果容量不在该类型的能力范围内，那么就拒绝创建文件服务并报错，然后更新云 服务状态;如果容量在该类型的能力范围内，那么就映射文件服务类型到虚拟机类型和存 储类型。判断是否利用基础设施云编排服务，如果利用基础设施云编排服务准备文件服务， 那么就从编排服务结果读取计算资源地址、块存储资源地址和网络文件服务地址；如果利 用基础设施云块存储服务和计算服务准备文件服务，那么就从计算服务结果读取计算资源 地址、网络文件服务地址和从块存储服务读取块存储资源地址。以上为两种不同的准备文 件服务的方式，两种方式都可以读取到所要的地址信息。读取到所要的地址信息后保存所 有资源地址到存储。然后调用控制服务检查文件服务状态，最后更新云服务状态。
[0079] 如图4所示，利用基础设施云计算服务和云块存储服务准备文件服务的具体流程 为：
[0080] 调用基础设施云块存储服务创建指定类型指定容量块存储；
[0081 ]调用基础设施云计算服务找到指定类型计算镜像；
[0082]将块存储资源与所述计算镜像关联，并且将文件服务控制器关联到计算镜像启动 脚本；
[0083]启动云计算镜像节点同时启动所述文件服务控制器；
[0084]启动网络文件服务和控制服务。
[0085] 如图5所示，利用基础设施云编排服务准备文件服务的具体流程为：
[0086] 利用基础设施云编排服务编排一个云计算服务栈，服务栈中包括以下配置:块存 储，计算节点，块存储跟计算节点的关联；
[0087] 将文件服务控制器关联到所述云计算服务栈；
[0088] 启动所述云计算服务栈同时启动所述文件服务控制器；
[0089] 启动网络文件服务和控制服务；
[0090] 网络文件服务和控制服务可用。
[0091] 如图6所示，图4和图5中有一个共同的处理流程，即启动文件网络服务和控制服 务，具体流程为：
[0092]启动文件服务监控模块；
[0093] 启动文件系统适配器；
[0094] 挂载块存储创建文件系统；
[0095]启动网络文件服务适配器；
[0096] 将文件系统挂载为网络文件服务；
[0097] 启动网络文件服务控制服务模块。
[0098]如图7所示，更改网络文件服务容量的流程为：
[0099]从存储读取块存储资源地址和计算资源地址；
[0100]调用基础设施云块存储服务更改块存储容量；
[0101 ]根据所述计算资源地址计算文件服务控制器地址；
[0102] 对用文件服务控制器更改文件系统容量；
[0103] 更新云服务状态。
[0104] 如图8所示，删除网络文件服务的流程为：
[0105] 首先判断该文件服务是否仍在被客户端使用，如果该文件服务仍在被客户端使用 那么就拒绝删除文件服务并报错;如果该文件服务没有在被客户端使用，那么就开始删除 文件服务，删除文件服务有两种方式，一种是利用基础设施云编排服务删除与文件服务相 关的资源，另一种是利用基础设施云块存储服务和计算服务删除相关资源，删除文件服务 后更新云服务状态。
[0106] 本发明的一个实施例为:依据本发明的一个实施例，网络文件服务为NFS服务器， 基础设施云采用Openstack，基础设施云计算服务采用Openstack的计算服务Nova服务，基 础设施云块存储服务采用Openstack的块存储服务Cinder服务，基础设施云编排服务采用 Openstack的编排服务Heat服务。
[0107]通过采用本发明公开的上述技术方案，得到了如下有益的效果:本发明提出一种 协议无关的网络文件服务管理系统和方法，使得平台即服务和软件即服务的提供商可以利 用该系统和方法，以任意一种基础设施云为基础，提供多种协议的网络文件服务，同时保证 文件服务的稳定性。
[0108]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人 员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应 视本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种协议无关的网络文件服务管理系统，其特征在于，包括配置管理器、控制器和类 型映射器， 所述配置管理器用于接收请求，在云主机镜像中部署所述控制器，并向所述控制器发 送管理配置命令和向所述类型映射器发送指令； 所述控制器用于控制运行在云主机上的网络文件服务； 所述类型映射器用于管理网络文件服务类型到虚拟机类型和存储类型的映射匹配关 系。2. 根据权利要求1所述的网络文件服务管理系统，其特征在于，所述控制器包括控制服 务模块，主控制模块，文件服务监控模块，至少一个文件系统适配器和至少一个网络文件服 务适配器； 所述控制服务模块用于接收来自所述配置管理器的命令并且发送给所述主控制模块； 所述主控制模块用于通过所述网络文件服务适配器启动网络文件服务，通过所述文件 系统适配器启动文件系统，启动所述文件服务监控模块； 所述文件服务监控模块用于监控文件服务所需的后台服务，所述后台服务包括虚拟机 系统挂载的块设备，文件系统和网络文件服务。3. -种协议无关的网络文件服务管理方法，其特征在于，包括按顺序执行以下步骤： 创建网络文件服务，获取并保存网络文件服务类型到虚拟机类型和存储类型的映射匹 配关系； 根据所述网络文件服务类型到虚拟机类型和存储类型的映射匹配关系控制运行在云 主机上的网络文件服务。4. 根据权利要求3所述的协议无关的网络文件服务管理方法，其特征在于，所述创建网 络文件服务，获取并保存网络文件服务类型到虚拟机类型和存储类型的映射匹配关系，包 括按顺序执行以下步骤： 创建网络文件服务； 解析所述文件服务类型； 映射所述文件服务类型到虚拟机类型和存储类型； 准备文件服务； 从所述准备文件服务的结果读取计算资源地址、块存储资源地址和网络文件服务地 址； 保存所述计算资源地址、块存储资源地址和网络文件服务地址到存储； 调用控制服务检查所述文件服务状态。5. 根据权利要求4所述的协议无关的网络文件服务管理方法，其特征在于，所述准备文 件服务为利用基础设施云编排服务准备文件服务，或者 利用基础设施云计算服务和块存储服务准备文件服务。6. 根据权利要求5所述的协议无关的网络文件服务管理方法，其特征在于，所述利用基 础设施云编排服务准备文件服务，包括按顺序执行以下步骤： 利用基础设施云编排服务编排一个云计算服务栈； 将文件服务控制器关联到所述云计算服务栈； 启动所述云计算服务栈同时启动所述文件服务控制器； 启动网络文件服务和控制服务。7. 根据权利要求5所述的协议无关的网络文件服务管理方法，其特征在于，所述利用基 础设施云计算服务和块存储服务准备文件服务，包括按顺序执行以下步骤： 调用基础设施云块存储服务创建指定类型指定容量块存储； 调用基础设施云计算服务找到指定类型计算镜像； 将块存储资源与所述计算镜像关联，并且将文件服务控制器关联到计算镜像启动脚 本； 启动云计算镜像节点同时启动所述文件服务控制器； 启动网络文件服务和控制服务。8. 根据权利要求6或7所述的协议无关的网络文件服务管理方法，其特征在于，所述启 动网络文件服务和控制服务，包括按顺序执行以下步骤： 启动文件服务监控模块； 启动文件系统适配器； 挂载块存储创建文件系统； 启动网络文件服务适配器； 将文件系统挂载为网络文件服务； 启动网络文件服务控制服务模块。9. 根据权利要求4至7中任意一项所述的协议无关的网络文件服务管理方法，其特征在 于，所述控制运行在云主机上的网络文件服务为更改网络文件服务容量，按顺序具体为： 从存储读取块存储资源地址和计算资源地址； 调用基础设施云块存储服务更改块存储容量； 根据所述计算资源地址计算文件服务控制器地址； 对用文件服务控制器更改文件系统容量； 更新云服务状态。10. 根据权利要求4至7中任意一项所述的协议无关的网络文件服务管理方法，其特征 在于，所述控制运行在云主机上的网络文件服务为删除网络文件服务，所述删除网络文件 服务为利用基础设施云编排服务删除所述网络文件服务，或者 利用基础设施云块存储服务和计算服务删除所述网络文件服务。
【文档编号】H04L29/08GK105897865SQ201610187059
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年3月29日
【发明人】郑阳, 沈寓实, 于家伟, 王昕 , 绍长钰
【申请人】北京轻元科技有限公司