[发明专利]一种基于多级缓存的混合云存储系统和方法

权利要求书

1.一种基于多级缓存的混合云存储方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）用户登录时根据其所在的局域网加入一个用户组，向该用户组所在区域的超级节点发送用户名和密码进行用户认证；

（2）超级节点根据接收到的用户名和密码对用户进行认证；

（3）用户接收从超级节点返回的目录视图及其所有文件的元数据信息，将目录视图发送到该用户组的组长节点；

（4）组长节点根据接收到的目录视图判断其组缓存空间中是否包括该目录视图中的文件，若是则将组缓存空间中存储该文件的节点的IP地址反馈给用户，然后进入步骤（5），否则向用户发送空的反馈信息，然后进入步骤（5）；

（5）用户根据接收到的反馈信息确定其目录视图中每一个文件的最优访问路径，形成记录结构，将所有记录结构合并为一个元数据文件，并将该元数据文件缓存到本地；

（6）用户判断是向超级节点、该用户所在用户组内的组员节点还是中心存储发送请求；若是向超级节点发送请求，则转入步骤（7），若是向该用户所在用户组内的组员节点发送请求，则转入步骤（13），若是向中心存储发送请求，则转入步骤（14）；

（7）超级节点判断来自用户的请求是写请求还是读请求，如果是写请求则转入步骤（8），如果是读请求则转入步骤（12）；

（8）超级节点根据来自用户的写请求判断该用户是否有写文件的权限，若有则转入步骤（9），否则向用户反馈无写权限的信息，然后过程结束；

（9）超级节点判断其缓存空间是否已满，若是则转入步骤（10），否则转入步骤（11）；

（10）超级节点采用替换算法将其缓存空间中的部分文件换出该超级节点；

（11）超级节点将来自用户的写请求对应的文件上传到其缓存空间中进行缓存，并在文件上传完成后，更新目录视图和该文件的元数据信息，并将更新后的目录视图和元数据信息反馈给用户，重复执行步骤（3）至（5），然后过程结束；

（12）组员节点根据来自用户的请求，采用P2P技术传输该请求对应的文件，然后过程结束；

（13）超级节点根据来自用户的读请求判断该用户是否有读文件的权限，若有则进行读文件的操作，然后过程结束；否则向用户反馈

（14）中心存储根据来自用户的请求判断该用户是否有读文件的权限，若有则进行读文件的操作，然后过程结束，否则向用户反馈无读权限的信息，然后过程结束。

2.根据权利要求1所述的混合云存储方法，其特征在于，步骤（2）具体为，若认证通过则使用用户名获取该用户的目录视图，然后遍历目录视图中所有文件，取出文件的元数据信息，元数据信息包括文件的副本数目、各个副本的存放位置信息、文件的属性，并将该用户目录视图下所有文件的元数据信息反馈给用户，若认证未通过则给用户发送认证错误信息。

3.根据权利要求1所述的混合云存储方法，其特征在于，步骤（5）具体为，对所有存放该副本的节点的IP地址进行比较，选择一个离用户最近的IP地址作为之后用户访问该文件的目的地，其中IP地址优先级如下：用户组缓存空间IP>超级节点层缓存空间IP>中心存储IP。

4.根据权利要求1所述的混合云存储方法，其特征在于，写请求中的参数包括需上传的文件在本地存放的绝对路径，以及由超级节点的IP和端口号以及用户的目录视图中该文件的绝对路径所组成的URL。读请求中的参数包括需下载的文件在本地存放的绝对路径，以及超级节点或中心存储的IP和端口号以及用户的目录视图中该文件的绝对路径所组成的URL。

5.根据权利要求1所述的混合云存储方法，其特征在于，步骤（10）包括以下子步骤：

（10-1）采用替换算法在缓存空间中查找待替换的文件；

（10-2）依次判断待替换的文件在中心存储是否存在，若是则转入步骤（10-3），否则直接删除该待替换的文件，然后进入步骤（11）；

（10-3）判断该待替换的文件的版本与中心存储中该文件的版本是否一致，若是，则直接删除该待替换的文件，然后进入步骤（11），否则进入步骤（10-4）；

（10-4）将该待替换的文件调度到中心存储进行备份。

6.一种基于多级缓存的混合云存储系统，其特征在于，包括：

第一模块，用于用户登录时根据其所在的局域网加入一个用户组，向该用户组所在区域的超级节点发送用户名和密码进行用户认证；

第二模块，用于超级节点接收到的用户名和密码时对用户进行认证；

第三模块，用于用户接收从超级节点返回的目录视图以及其所有文件的元数据信息，并将目录视图发送到该用户组的组长节点；

第四模块，用于组长节点根据接收到的目录视图判断其组缓存空间中是否包括该目录视图中的文件，若是则将组缓存空间中存储该文件的节点的IP地址反馈给用户，然后进入第五模块，否则向用户发送空的反馈信息，然后进入第五模块；

第五模块，用于用户根据接收到的反馈信息确定其目录视图中每一个文件的最优访问路径，以形成记录结构，将所有记录结构合并为一个元数据文件，并将该元数据文件缓存到本地；

第六模块，用于用户判断是向超级节点、该用户所在用户组内的组员节点还是中心存储发送请求；若是向超级节点发送请求，则转入第七模块，若是向该用户所在用户组内的组员节点发送请求，则转入第十三模块，若是向中心存储发送请求，则转入第十四模块；

第七模块，用于超级节点判断来自用户的请求是写请求还是读请求，如果是写请求则转入第八模块，如果是读请求则转入第十二模块；

第八模块，用于超级节点根据来自用户的写请求判断该用户是否有写文件的权限，若有则转入第九模块，否则向用户反馈无写权限的信息，然后过程结束；

第九模块，用于超级节点判断其缓存空间是否已满，若是则转入第十模块，否则转入第十一模块；

第十模块，用于超级节点采用替换算法将其缓存空间中的部分文件换出该超级节点；

第十一模块，用于超级节点将来自用户的写请求对应的文件上传到其缓存空间中进行缓存，并在文件上传完成后，更新目录视图和该文件的元数据信息，并将更新后的目录视图和元数据信息反馈给用户，重复执行第三模块至第五模块，然后过程结束；

第十二模块，用于组员节点根据来自用户的请求，采用P2P技术传输该请求对应的文件，然后过程结束；

第十三模块，用于超级节点根据来自用户的读请求判断该用户是否有读文件的权限，若有则进行读文件的操作，然后过程结束；否则向用户反馈无读权限的信息，然后过程结束；

第十四模块，用于中心存储根据来自用户的请求判断该用户是否有读文件的权限，若有则进行读文件的操作，然后过程结束，否则向用户反馈无读权限的信息，然后过程结束。