对并行存储的块级访问制造技术

本公开涉及用于将与远程文件数据相关联的块级输入/输出并行化的一个或多个并行存储组件。基于映射方案，文件数据被划分成多个块，其中各个块大小可相等。并行存储的转换器组件可以确定多个块与多个存储节点之间的映射，使得多个块的至少一部分可被并行访问。这样的映射例如可将每一个块置于不同的存储节点中，从而允许多个块被同时且以其整体来被检索。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】对并行存储的块级访问背景企业需要针对它们的日益增长的信息和计算需求的新颖解决方案。常规企业级计算系统采用瘦客户机，这严重依赖于麻烦的多层硬件基础结构(例如，服务器)来完成传统的计算机功能性。瘦客户机与被设计成在本地执行计算的传统计算机形成对比。最常见类型的现代瘦客户机是能够向最终用户提供图形用户界面但不提供很多其他的低端计算机终端。其余功能性，尤其是操作系统，由服务器提供。这样的技术通常具有归因于实现分层联网体系结构(例如，本地接入网(LAN))的等待时间以及昂贵的计算成本的负担。其他计算技术从传统联网/存储体系结构过渡到扁平体系结构。对于大型数据中心，例如，常见的分层联网体系结构由于高等待时间成本和复杂的软件而不再适于大型数据中心。典型的扁平体系结构(例如，微软FlatDatacenterStorage)被并行化(表示从分层体系结构的主要转移)，并跨交换以太网结构来互连虚拟机和虚拟存储卷。一些现有扁平体系结构将虚拟存储卷分布在各节点上，其中数据被存储在这些节点上且在某一时刻通过网络传送以在别处处理。其他体系结构被配置成在本地访问所存储的数据并将计算任务分布在各计算节点之间，以避免通过网络传送数据。尽管扁平体系结构提供了许多益处，但企业级计算系统与大型数据中心不同，呈现了没有被当前技术满足的不同需求集合。例如，这样的系统需要满足不同的最终用户性能标准(例如，更严格水平的可接受性能和最终用户满意度)。当前趋势指示企业级计算系统往往受传统分层体系结构的刚性的限制且正朝着实现扁平体系结构来转移。因为这样的扁平体系结构是针对大型数据中心来设计的，所以本机接口不适用于所存储的数据与最终用户计算设备之间的块级输入/输出。概述提供本概述以便以简化形式介绍将在以下的详细描述中进一步描述的一些代表性概念的选集。本概述不旨在标识出所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在以限制所要求保护的主题的范围的任何方式来使用。简言之，本文描述的主题的各方面涉及为企业级计算系统实现块级输入/输出功能性，并且因此向最终用户计算设备提供对并行存储的块级访问。在一个方面，并行存储可以与如下扁平体系结构相对应：该扁平体系结构使现有软件程序具有以等于或大于与本地存储相关联的平均数据传输率的速率对所存储的数据的读/写访问。在一个方面，并行存储的转换器组件将文件数据划分成块。转换器组件可以使用映射方案来将文件数据的各块分派给存储节点内的块级地址/位置。基于这些位置，在处理输入/输出操作时，转换器组件可以并行访问这些块中的一个或多个。在一个方面，输入/输出操作可被定向到虚拟存储区，其中相邻分区映射到与存储节点相关联的地址空间内的不相邻的块级地址。因此，转换器组件可并发地检索各相邻部分中的至少一部分。在另一方面，在最终用户计算设备上运行的接口组件可以与操作系统对接。接口组件可以访问块级地址以寻找二进制大对象内的字节序列。在软件程序发起定向到该字节序列的文件系统输入/输出操作时，操作系统使用接口组件来将这些操作转换成块级、并行的输入/输出操作。接口组件可以通过数据网络将块级、并行的输入/输出操作传递给存储机制。结合附图阅读以下具体实施方式，本专利技术的其他优点会变得显而易见。附图说明作为示例而非限制，在附图中示出了本专利技术，附图中相同的附图标记指示相同或相似的元素，附图中：图1是根据一个示例实现的示出用于提供对来自并行存储的文件数据的块级访问的示例系统的框图。图2是根据一个示例实现的示出用于并行存储访问的示例体系结构的框图。图3是根据一个示例实现的用于虚拟存储区的示例映射方案的表示。图4是根据一个示例实现的示出用于提供对文件数据的块级访问的示例步骤的流程图。图5是根据一个示例实现的示出用于将定向到文件数据的输入/输出并行化的示例步骤的流程图。图6是表示示例性非限制联网环境的框图，其中可实现本文所描述的各种实施例。图7是表示示例性非限制计算系统或运行环境的框图，其中可实现本文所描述各种实施例的一个或多个方面。具体实施方式本文描述的技术的各方面一般涉及向计算设备提供对所存储的文件数据的并行化块级访问的一个或多个并行存储组件。在一个示例实现中，计算设备发起定向到文件级地址(例如，字节序列位置)的文件级输入/输出。一个并行存储组件将这些地址转换成块级地址，以将文件级输入/输出作为块级输入/输出来处理。并行存储组件可通过返回所请求的数据(例如，响应于读操作)和/或已完成输入/输出的通知(例如，响应于写操作或转储清除操作)来进行响应。如本文所描述的，示例并行存储组件可以支持商用软件程序，如未经修改的(例如，桌面)软件应用和其他现有软件/硬件组件(例如，操作系统组件)。在并行存储组件将本地地址空间覆盖在多个盘的对应块位置上之后，本地文件系统驱动程序可指令该示例并行存储组件在所存储的远程文件数据上执行并行化块级输入/输出。另一示例并行存储组件可以允许联网的计算设备将已知文件系统驱动程序(如二进制大对象(BLOB)存储上的现有POSIX文件系统)装载在并行存储上，同时实现改进的输入/输出性能。其他并行存储组件(在本文中也可被称为存储设备驱动程序)可以生成盘接口，如串行ATA(SATA)，商用软件程序通过该盘接口可传递定向到远程盘的文件级输入/输出。文件系统驱动程序或另一操作系统组件可以传递文件级输入/输出操作，请求从虚拟存储区(例如，虚拟硬盘文件)读取数据和/或向虚拟存储区写入数据。一个或多个并行存储组件可以将该文件级输入/输出操作转换成并行化块级输入/输出操作，以供跨多个存储节点执行。经由该一个或多个并行存储组件，操作系统组件可以使用虚拟存储区来对计算设备(如物理计算机或虚拟机)进行网络引导。该一个或多个并行存储组件可通过使用因特网小型计算机系统接口(iSCSI)或以太网ATA(AoE)获取一个或多个操作系统组件并随后装载虚拟存储区以访问应用程序二进制文件和个人用户数据来进行网络引导。另一示例实现可以采用微软Windows预安装环境(WinPETM)的经修改版本。并行存储一般指的是其中数据存储/检索任务并发地分布在各存储节点之间并被执行的体系结构。示例并行存储体系结构将计算设备的全对分带宽网络与统计上多路复用的盘组合在一起，使得与本地盘相比，块级输入/输出实现相同或更好的传输率。计算设备(例如，台式计算机)和统计上多路复用的盘可占据同一地理区域或物理地点(例如，校园)。为了示出一个示例实施例，办公建筑或任何等效结构形成物理边界，在该物理边界内，计算设备和统计上多路复用的盘基本上共处一处。这样的体系结构可造成计算设备的改进的吞吐量或等待时间。在另一示例实施例中，并行存储可以指配置成为(例如，台式)计算机群(通常是围绕结构(例如，部门)和/或功能边界来形成的)实现细粒度、并行化输入/输出的体系结构。并行存储的一个实施例可以指基于二进制大对象(BLOB)的存储系统，如本文描述的微软扁平数据中心存储(FDS)，其中远程盘用作其他计算设备的本地存储。一个或多个并行存储组件可以将包括虚拟存储区和映射方案的逻辑字节序列转换成表示存储节点内的各单独块位置的地址空间。该一个或多个并行存储组件可以基于该地址空间将与虚拟存储区相关联的文件级地址转换成块级地址。使用这些块级地址本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在计算环境中至少部分地在至少一个处理器上执行的方法，包括：将与文件数据相关联的输入/输出操作并行化，包括：将所述文件数据划分成多个块；为所述多个块标识多个存储节点，所述多个存储节点与并行存储相关联；将对应于所述多个块的地址转换成对应于所述多个存储节点的块级地址；以及在处理所述输入/输出操作时，使用所述块级地址来并行地访问所述多个块的一个或多个块序列。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.08.30 US 13/598,9901.一种在计算环境中至少部分地在至少一个处理器上执行的方法，包括：将与二进制大对象内的文件数据相关联的输入/输出操作并行化，多个存储节点与所述二进制大对象的各部分的并行存储相关联并且每一存储节点能在一个处理周期中提供所述二进制大对象的所述各部分中的一部分；将所述文件数据划分成多个块；将与所述多个块中的偏移相对应的文件级地址转换成与由每一存储节点提供的所述部分中的偏移相对应的块级地址；以及在处理所述输入/输出操作时，使用所述块级地址来在所述处理周期内检索所述多个块。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括将所述多个块映射到所述多个存储节点提供的所述二进制大对象的所述各部分内的随机位置。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括以等于至少本地数据存储速率的速率将所述多个块传递到计算设备以及传递所述多个块来为计算设备恢复所述文件数据中的至少一者。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括生成包括所述多个块的块级地址的文件数据表示，以及将所述文件数据表示提供给使用所述文件数据表示来通过局域网发起文件系统操作的计算设备。5.一种在计算环境中的系统，包括：耦合到多个存储节点并能用于并行化与二进制大对象内的文件数据相关联的输入/输出操作的转换器组件，所述多个存储节点与所述二进制大对象的各部分的并行存储相关联并且每一存储节点能在一个处理周期中提供所述二进制大对象的所述各部分中的一部分，所述转换器组件进一步能将所述文件数据划分成多个块，将与所述多个块中的偏移相对应的文件级地址转换成与由每一存储节点提供的所述部分中的偏移相对应的块级地址，以及在处理所述输入...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·范，A·卡达夫，E·B·南丁格尔，J·E·埃尔森，R·F·拉时得，J·W·米肯斯，
申请(专利权)人：微软公司，
类型：发明
国别省市：美国;US