[发明专利]用于高速缓存网络文件系统的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及高速缓存系统，并且更特别地涉及高速缓存文件管理器响应于计算机网络上多协议客户端发送的数据访问请求而服务的数据的存储虚拟化。

背景技术

通常，带有远程位置的机构可能需要复制关键数据，诸如工程应用和程序库到不同的位置。为了使这些关键数据在那些远程位置让用户可得到，而不引起网络延迟，所述机构可消耗大量资源(诸如在文件服务器上执行的文件系统)来管理复杂的复制基础结构和过程。数据复制是已知的技术，其使得可以对通常只读的数据集进行分布式在线访问。传统的数据复制可严重依赖于文件系统镜像法，以创建在分布式服务器上数据集的整体只读副本。

由文件系统镜像法生成的镜像通常需要大量的管理开销。例如，管理员必须确定需要复制什么数据，以及为每个镜像管理物理资源(文件系统、文件服务器等)。随着数据集的增长，这类数据复制变得越来越不实用。此外，复制的基础结构可能需要远程位置处存在服务器，以存储复制的数据，因而阻止了机构将它们的服务器基础结构合并到中心位置。因此，存在这样的需要，即消除该高代价的复制基础结构和过程，而不损失立刻访问关键数据的好处。

数据复制镜像法的一个替换方式是代理高速缓存。通常，代理高速缓存系统用于按照需要来透明地复制数据集。典型的代理高速缓存系统包括耦合到后端存储系统或具有远程存储器的“原始服务器”的前端存储系统或具有本地存储器的“代理设备”，即“高速缓存”。当高速缓存不能满足客户端请求时，将该请求传递给原始服务器。服务器的响应转而传递回做出请求的客户端并且所有关联的数据高速缓存在本地存储器中。这类事务称为“高速缓存未中”。通常，高速缓存未中导致数据，例如文件系统数据，“填充”到高速缓存中。当需要满足客户请求的数据在高速缓存中可得到时，代理设备可构造且发送响应，而不用与其关联的服务器通信。这种事务称为“高速缓存命中”。使用高速缓存未中事务，代理设备允许客户端修改设备上文件系统的状态。与一般的复制相比，这使得可以进行自动复制，而不约束客户端进行只读访问。

传统代理高速缓存解决方案使得可以分布数据，例如文件，到远程位置，而不需要持续地让内行进行管理。这种代理高速缓存解决方案的一个例子在美国专利申请序列号(P01-1509)中描述，标题为Apparatus and Method for a Proxy Cache，申请人为E.Ackaouy且转让给Network Appliance，Inc.Sunnyvale，California。具有高速缓存的代理存储系统或装置连接到服务器存储系统。文件系统管理代理装置提供的文件集合；客户端使用文件系统协议访问这些文件，例如网络文件系统(NFS)和/或公共因特网文件系统(CIFS)协议。在响应中，代理装置使用基于文件句柄的文件索引散列方法提供文件。

概括地叙述，代理装置“倾听”客户端发出的NFS/CIFS数据访问请求并且确定它是否可以使用散列方法来本地服务该请求。为此，代理装置在转到其文件系统以进行高速缓存确定之前将客户端请求转换为唯一的高速缓存名称。在文件句柄上执行的散列函数产生高速缓存名称，文件系统使用该名称以获得高速缓存的文件或者寻找存储标识符以确定文件是否驻留在高速缓存中。如果文件驻留在高速缓存中，则确定客户端请求的所有数据是否都驻留在高速缓存中。如果不是，装置传递请求到服务器。当服务器用请求的数据或应答响应时，装置将服务器响应传递到客户端。代理装置还用服务器的响应“填充”其高速缓存以确保可由装置服务后续的客户端请求。

本发明部分针对改进的高速缓冲系统，其使得能够由客户端多协议访问该系统提供的数据。此外，本发明部分针对改进的高速缓冲系统，其使得能够由客户端有效地访问该系统使用文件系统数据结构和名称提供的数据。而且，本发明部分针对改进的高速缓冲系统，其响应于客户端发出的多协议数据访问请求而提供由系统服务的数据的虚拟存储化。在上下文中，存储虚拟化表示将存储的透明视图呈现给这样的客户端，该客户端涉及通常在网络上协同来自多存储系统的存储资源。

发明内容