[发明专利]物件导向储存装置的磁盘配置方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种物件导向储存装置(Object-Based Storage Device，OSD) 的磁盘配置(Disk Layout)方法。

背景技术

现行使用的网络储存架构的下有网络磁盘机(Network-attached Storage，NAS)及储存区域网络(Storage Area Network，SAN)，NAS的问题 在于元数据(metadata)都放在文档伺服器上，当大量的使用者存取时，会造 成伺服器本身的效能低落，因此在SAN所提供了比NAS更多的优点的同 时，却又产生了网络安全性上的问题。因此OSD被提出来做为网络储存上 效能及安全性的一个解决方案。

OSD为一种在网络储存架构下能够提供自我管理、分享及安全性储存 的一种储存方法，其将部份较低阶的功能如空间管理由文档系统移至磁盘 装置本身，装置的存取则为标准物件界面。此外，在此OSD架构下，又定 义了物件存取的内容及方法，其特殊的架构及规格也必须要有相对应的磁 盘输出方法搭配。目前针对OSD架构的实作方式有两类，第一类为利用传 统文档系统模拟，如Linux下的第二延伸文档系统(Second Extended File System，Ext2)；第二类为相关于OSD的磁盘配置新方法的研究，例如， 物件导向文档系统(Object-Based File System，OBFS)及其衍生的物件导向 储存装置文档系统(Object-based Storage Device File System，OSDFS)，其 架构Ext2大致相同，不同的部份只在其设计为可变区块的大小及索引方式， 然而其设计有其限制所在。以下针对此二类方法作说明。

该磁盘配置非针对OSD的物件特性而设计。

OSD是以物件为基础并以唯一的识别码(ID)做为识别物件的根据。 物件又分成根(Root)、分区(Partition)、收集(Collection)及使用者(User) 四种类型，而这四种物件类型又分别有不同的属性配置。因此，为了要针 对其特殊规格而设计，必须要有特别的物件描述方式储存在实体装置中。

图1是显示Ext2的磁盘配置的示意图。如图1所示，在一磁盘分割 (Partition)中，除了记录文档系统信息的超级区块(Superblock)之外， 依照分割区的大小划分多个区块群组(Block Group)。在Superblock中记 录了区块的总数量、已经使用及未使用的区块、inode数量...等等。每一区 块群组包括一群组信息，其记录对应区块群组的已使用区块、未使用区块、 inode以及真正存放数据的数据区块。文档与目录的相关信息皆存放在inode 中，其中目录被视为一种特殊形式的文档，可据以建立阶层关系。

图2是显示OBFS的磁盘配置的示意图。参考图2，OSDFS(以OBFS 为基础)的整体架构与Ext2大致相同，其将整个磁盘分割成同样大小的大 范围的区域(Region)，例如，256MB。区域的大小视需要来分配，此外， 可以依文档大小需求，再将每一区域划分成全部都是大区块或小区块。每 一区域中会有记录已使用或未使用的区块信息，以及真正存放数据的数据 区块。每一区域的元数据(Metadata)存放在onode中，其中元数据是用来 存放每一个物件的状态，其利用区域识别码(Region ID)及物件识别码来 进行索引。

目前大部份的OSD文档系统技术是利用现行传统的文档系统(例如， ext2、ext3...等)来模拟。传统上Linux操作系统的磁盘配置是以内节点 (inode)为基础，因为其metadata(如建立时间等)没办法完整的描述一 个物件，只能以模拟物件的方式进行，与OSD所欲表达的精神与特性实有 不同。此外，一些新的OSD的磁盘配置方法(例如，OBFS或OSDFS)是 结合现行的文档系统及OSD的部份特性而设计，并非完全专门针对OSD 的规格中的特性而开发，其未提供完整的属性的储存，所以其描述物件的 能力也相对不足。

此外，在网络储存架构下的物件可携性问题、硬盘空间使用无弹性且 无法充份利用、无法配合现行操作系统架构、无法有效索引物件以及无整 体性等问题。因此，现今文档系统的存取方式无法完整有效的将OSD的特 性显露出来，此外，尚需通过其它的辅助的方式才能展现物件的附属关系。

发明内容