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数据存储系统和数据存储控制方法技术方案

技术编号:13778130 阅读:50 留言:0更新日期:2016-10-01 04:43
存储系统导出被配备为存储对象的逻辑存储卷。这些存储对象由连接的计算机系统通过在存储系统中配置的用于协议流量的逻辑端点、使用标准协议比如SCSI和NFS而按需访问。为了便于创建和管理逻辑存储卷,已经开发具体应用编程接口(API)。该具体API包括用于创建逻辑存储卷、绑定、解绑定和重新绑定逻辑存储卷、扩展逻辑存储卷的大小、克隆逻辑存储卷以及移动逻辑存储卷的命令。

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请号为201280041437.9、申请日为2012年08月23日、2014年02月25日进入国家阶段、专利技术名称为“数据存储系统和数据存储控制方法”的中国专利申请的分案申请。
技术介绍
随着计算机系统扩展至企业级,特别是在支持大规模数据中心的背景中,下层数据存储系统经常运用存储区域网(SAN)或者网络附着存储(NAS)。如在常规上适当理解的那样,SAN或者NAS提供诸多技术能力和操作益处,这些技术能力和操作益处基本上包括数据存储设备的虚拟化、具有透明的容许故障的故障恢复和故障保护控制的物理设备的冗余性、在地理上分布和复制的存储以及从以客户端为中心的计算机系统管理去耦合的集中式监督和存储配置管理。在架构上,在SAN存储系统中的存储设备(例如盘阵列等)通常连接到网络交换机(例如光纤信道交换机等),这些网络交换机然后连接到服务器或者“主机”,这些服务器或者“主机”需要访问存储设备中的数据。在SAN中的服务器、交换机和存储设备通常使用小型计算机系统接口(SCSI)协议来通信,该SCSI协议在盘数据块级跨越网络传送数据。对照而言,NAS设备通常是如下设备,该设备内部包含一个或者多个存储驱动并且通过网络协议、比如以太网连接到主机(或者中间交换机)。除了包含存储设备之外,NAS设备还已经根据基于网络的文件系统、比如网络文件系统(NFS)或者通用互联网文件系统(CIFS)而预先格式化它的存储设备。这样,如与SAN(该SAN将盘(被称为LUN并且以下进一步具体描述)向主机公开,这些盘然后需要根据主机利用的文件系统来格式化然后挂载)相反,NAS设备的基于网络的文件系统(该系统需要由主机的操作系统支持)使NAS设备向主机的操作系统表现为文件服务器,该文件服务器然后挂载或者映射NAS设备例如为操作系统可访问的网络驱动。应当认识,随着存储系统销售商不断创新和发布新产品,在SAN与NAS存储系统之间的清晰差别继续减弱而实际存储系统实现方式经常表现二者的特性、在相同系统中赋予文件级协议(NAS)和块级协议(SAN)二者。例如在备选NAS架构中,NAS“头”或者“网关”设备联网到主机而不是传统NAS设备。这样的NAS网关设备本身未包含存储驱动、但是使外部存储设备能够(例如经由光纤信道接口等)连接到NAS网关设备。这样的被主机以相似方式感知为传统NAS设备的NAS网关设备提供一种用于显著增加基于NAS的存储架构的容量(例如在更传统上由SAN支持的存储容量级)同时保持文件级存储访问的简单性的能力。SCSI和其它基于块协议的存储设备、比如图1A中所示存储系统30利用代表一个或者多个编程的存储处理器的存储系统管理器31以聚合存储设备中的存储单元或者驱动并且将它们呈现为各自具有唯一可标识编号的一个或者多个LUN(逻辑单元编号)34。LUN 34由一个或者多个计算机系统10通过网络20(例如光纤信道等)上的物理主机总线适配器(HBA)11来访问。在计算机系统10内和在HBA 11以上,将存储访问抽象通过从低级设备驱动器层12开始并且在操作系统专属文件系统层15中结束的系列软件层有特点地实施。实现对LUN 34的基本访问的设备驱动器层12通常专属于由存储系统所使用的通信协议(例如SCSI等)。在设备驱动器层12以上实施数据访问层13以支持通过HBA 11以及其它数据访问控制和管理功能可见的LUN 34的多路径合并。通常在数据访问层13与常规操作系统文件系统层15之间所实施的逻辑卷管理器14支持通过HBA 11可访问的LUN 34的面向卷的虚拟化和管理。可以在逻辑卷管理器14的控制之下将多个LUN 34一起聚集和管理为卷以用于向文件系统层15呈现并且由文件系统层15用作逻辑设备。存储系统管理器31实施在存储系统30中驻留的、在图1A中称为纺锤体(spindle)32的、通常基于盘驱动的物理存储单元的虚拟化。从逻辑观点来看,这些纺锤体32中的每个纺锤体可以视为固定大小的盘区(extent)的有序阵列。存储系统管理器31通过向连接的计算机系统、比如计算机系统10公开连续逻辑存储空间(该逻辑存储空间被划分成被称为LUN 34的虚拟SCSI设备的集合)来抽象化掉使读取和写入操作以盘驱动的实际纺锤体和盘区的地址为目标的复杂性。每个LUN借助存在这样的LUN并且向计算机系统10呈现这样的LUN来代表被指派用于由计算机系统10使用的某个容量。存储系统管理器31维护元数据,该元数据包括用于每个这样的LUN到盘区的有序列表的映射,其中每个这样的盘区可以被标识为纺锤体-盘区对<纺锤体#,盘区#>并且因此可以位于各种纺锤体32中的任何纺锤体中。图1B是经由网络21(例如因特网)上的网络接口卡(NIC)11’连接到一个或者多个计算机系统10的基于NAS或者文件级的常规存储系统40的框图。存储系统40包括代表一个或者多个编程的存储处理器的存储系统管理器41。存储系统管理器41在存储系统40中驻留的、在图1B中称为纺锤体42的通常基于盘驱动的物理存储单元上面实施文件系统45。从逻辑观点来看,这些纺锤体中的每个纺锤体可以视为固定大小的盘区43的有序阵列。文件系统45通过向连接的计算机系统、比如计算机系统10公开包括目录和文件(这些目录和文件可以被组织成文件系统级卷44(下文称为“FS卷”),这些FS卷通过它们的相应挂载点来访问)的命名空间来抽象化掉使读取和写入操作以盘驱动的实际纺锤体和盘区的地址为目标的复杂性。即使有以上描述的存储系统进步,仍然已经广泛地认识它们未足够可扩展以满足虚拟化的计算机系统的特定需要。例如服务器机器群集可能服务于多达10,000个虚拟机(VM),每个VM使用多个“虚拟盘”和多个“快照”,每个虚拟盘和快照可以例如被存储为特定LUN或者FS卷上的文件。即使按比例缩减的估计为每VM有2个虚拟盘和2个快照,如果VM直接连接到物理盘(即每物理盘有1个虚拟盘或者快照),这仍然总计为存储系统支持60,000个不同的盘。此外,已知在这一规模的存储设备和拓扑管理有困难。作为结果,开发了比如在通过引用而并入于此的、名称为“Providing Multiple Concurrent Access to a File System”的美国专利7,849,098中描述的数据存储库这一概念,在这些数据存储库中,将VM复用到物理存储实体(例如基于LUN的VMFS群集文件系统或者FS卷)的更小集合上。在运用LUN或者FS卷的常规存储系统中,来自多个VM的工作量通常由单个LUN或者单个FS卷服务。作为结果,来自一个VM工作量的资源需求将影响在相同LUN或者FS卷上向另一VM工作量提供的服务水平。用于存储的效率测量、比如延时和每秒输入/输出操作(IO)或者IOPS因此根据在给定的LUN或者FS卷中的工作量数目变化并且不能被保障。因而,不能在每VM基础上执行用于运用LUN或者FS卷的存储系统的存储策略,并且不能在每VM基础上给定服务水平协定(SLA)保障。此外,在LUN或者FS卷的粒度而不是在VM的虚拟盘的粒度而提供存储系统销售商提供的数据服务、比如快照、复制、加密和去重复。作为结果,可以使用存储系统销售商提供的数据服务来为整个LUN或者整个FS卷创建快照本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在经由输入‑输出命令(IO)路径和非IO路径连接到存储系统的计算机系统中为所述计算机系统中运行的应用重新配备逻辑存储卷的方法,所述方法包括:经由非IO路径向所述存储系统发出请求,以增加在选择的逻辑存储容器中所配备的所述逻辑存储卷的大小;从所述存储系统接收对增加所述大小的确认;以及更新与所述逻辑存储卷关联的元数据文件以指示所增加的大小。

【技术特征摘要】
2011.08.26 US 13/219,3921.一种用于在经由输入-输出命令(IO)路径和非IO路径连接到存储系统的计算机系统中为所述计算机系统中运行的应用重新配备逻辑存储卷的方法,所述方法包括:经由非IO路径向所述存储系统发出请求,以增加在选择的逻辑存储容器中所配备的所述逻辑存储卷的大小;从所述存储系统接收对增加所述大小的确...

【专利技术属性】
技术研发人员:K·德塞S·B·瓦哈尼
申请(专利权)人:威睿公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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