[发明专利]一种分布式存储系统的快照方法及装置

说明书

本发明实施例公开了一种分布式存储系统的快照方法，首先对分布式存储系统CEPH的源卷进行快照，以获取当前源卷的快照卷；然后对该快照卷进行克隆，并将克隆卷设置为当前操作卷，以用于对后续数据执行读写操作。对CEPH进行快照时，采用RBD的快照和克隆的有序操作方式，创建快照后，后续的数据每次写入操作直接写入克隆卷，仅涉及一次写克隆卷的操作，减少了一次读源卷和一次写快照的操作，有利于降低磁盘压力，不仅提高了CEPH快照时写操作性能，还提高了读操作性能，从而提升云平台的用户使用体验此外，本发明实施例还提供了相应的实现装置，进一步使得所述方法更具有实用性，所述装置具有相应的优点。

技术领域

本发明实施例涉及存储技术领域，特别是涉及一种分布式存储系统的快照方法及装置。

背景技术

CEPH为一种扩展性高、可靠性高、性能高的分布式存储系统，支持文件系统，块存储，对象存储；借助于OpenStack快速的发展和其开源特性，吸引了越来越多的开发者在生产环境实践和探索。CEPH依靠其提供的统一存储系统，被广泛应用于云数据中心建设中，其中块存储以其稳定性被生产系统所部署。CEPH提供通过内核模块或者用户态调用librbd库两种用法使用其块存储，CEPH中的块设备的表现为一个RBD(Rados Block Device)image，其中rbd是Linux驱动和QEMU/KVM操作RBD image的用户态工具。

快照为云数据中心的基本业务之一，它是记录虚拟机某一运行时刻的状态集合，用于后续的快照恢复操作。对于快照原理，可划分为COW(copy on write，写时复制)和ROW(redirect on write，写时重定向)两类：COW的基本原理是一次快照操作后，后续写入数据前先将要写入空间对应原始数据拷贝到新的文件中，然后才写入新数据，即新数据的写入均发生在原始镜像，当恢复到某一快照时刻时，将该快照对应的快照文件数据拷贝至原始镜像上；ROW的基本原理是一次快照操作后，后续写入数据写入全部写在新的文件上，即对写入操作进行重定向，新文件的父节点链接到老文件，同时老文件置为只读，当恢复到某一个快照时刻时，新建一个文件链接到快照文件的父文件，后续写入发生在新建文件上，但是读操作会首先从本快照文件上读取，读取不到则从其父节点读取。

CEPH提供RBD块设备的快照，即rbd的snap操作，采用的是COW机制。与此相对应的是CEPH也支持一个非常好的特性，以COW的方式从rbd snap创建克隆，在CEPH中被称为快照分层技术，类似链接克隆操作。分层特性允许用户创建多个CEPH RBD克隆实例。这些特性应用于OpenStack等云平台中，快照为只读的，克隆可以进行写操作，可用于多次孵化实例，对云平台来说是非常有用的。

现有技术中的CEPH的快照方法如下所述，CEPH集群中存在一个源卷(baseimage)，在该卷上的1，2，3，4，5的位置分别写有数据；对base image做快照snap1，更新位置1的数据，此时会从base image的位置1读取数据并拷贝至快照snap1中，然后更新数据才写入base image中，可见，CEPH快照为一次读操作(读base image)和2次写操作(snap1和baseimage)，对于写频繁的场景，带来的磁盘压力是可想而知的；接着进行快照恢复，首先会将snap1中位置1的数据拷贝至base image的位置1，完成恢复，CEPH快照方法的恢复会涉及数据的回填，即将snap1中的数据全量拷贝至base image，当snap1中数据量较大时，拷贝导致的磁盘写入压力会使得恢复耗时较长，严重影响用户体验；由于快照是只读的，CEPH快照方法也提供了一种分层机制，即clone，clone是可写的。对snap1做克隆，首先需要设置snap为保护状态，目的是为了保护snap的误删除导致以该snap为父节点的链接克隆卷数据缺失，克隆后clone1是一个可写卷，为snap1的复制文件，但是clone1可执行写操作，这个特性在云硬盘场景可以快速创建和分发磁盘，在位置2的数据更新直接写入了clone1中。