[发明专利]一种分布式对象存储中的逻辑卷实现方法

说明书

本发明公开了一种分布式对象存储中的逻辑卷实现方法，按照以下步骤实施：S1、分布式系统节点的后端磁盘组织形式；S2、分布式系统逻辑卷的组织形式。将逻辑卷在内核态的数据处理转到用户态来操作完成，减轻了内核的处理压力，逻辑卷跨多节点管理后端存储资源的方法，便于扩展。

【技术领域】

本发明属于信息存储技术领域，具体涉及一种分布式对象存储中的逻辑卷实现方法。

【背景技术】

在存储系统中，逻辑卷(Logical Volume)是由逻辑磁盘形成的虚拟盘，也可称为磁盘分区。逻辑卷是存储系统的一种磁盘管理方式，目的是把硬盘空间从物理硬盘的管理方式中跳出来，进行更方便的统一管理分配，逻辑卷可以使用不联系的硬盘空间也可跨几个硬盘，也可动态扩展逻辑卷的大小。在传统存储系统中，逻辑卷管理都是指的linux的LVM(Logical Volume Manager)逻辑卷管理，其工作原理是逻辑卷是将几个磁盘分区(物理卷Physical volume)组织起来形成一个大的扩展分区(卷组Volume group)，该扩展分区不能直接用，需要将其划分成逻辑卷(Logical Volume)才能使用。逻辑卷可以格式化成不同的文件系统，挂载后直接使用，所以逻辑卷是向外提供存储服务的有效途径。

LVM在传统存储DAS(Direct-Attached Storage)、SAN(Storage Area Network)中管理本节点中的存储资源，表现出来优秀的特性。当存储系统发展到了分布式系统的时候，存储节点成百上千，逻辑卷管理需要跨多个节点才管理每个节点上的后端存储资源，LVM就已经不合适了。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种分布式对象存储中的逻辑卷实现方法，旨在解决分布式存储系统中跨多节点管理后端存储资源的方法。

本发明采用以下技术方案：一种分布式对象存储中的逻辑卷实现方法，按照以下步骤实施：

S1、分布式系统节点的后端磁盘组织形式：

每个节点在用户态将其后端存储磁盘组织成一个大的虚拟设备；

S2、分布式系统逻辑卷的组织形式：

逻辑卷被划分成大小相等的逻辑单元，每个逻辑单元就是一个对象，每个对象对应一个对象元数据，对象元数据唯一确定对象的内容和位置，其为二元组结构包括对象逻辑块号和对象哈希值；

逻辑卷通过默克尔树管理对象元数据，默克尔树包括叶子节点和中间节点，叶子节点用于存储对象的哈希值，叶子节点号为对象的逻辑块号，中间节点用于存储的就是以叶子节点哈希值为内容计算出来的哈希值；

逻辑卷的数据读写请求会先挂载到对应的内核虚拟块设备的等待队列上，用户态的线程会从内核驱动的等待队列上获取io请求，在内核态和用户态之间进行数据传递，在用户态计算出对象的元数据二元组，更新到默克尔树的对应叶子节点上。

进一步的，步骤1中虚拟设备的组织形式如下：每个磁盘的头部会被存入固定大小的设备戳信息，用于指定此磁盘是存储系统内的有效磁盘；虚拟设备的实际空间的起始地址在每个磁盘设备戳位置大小的位置处，虚拟设备空间会被划分为三个分区，每个分区都会横向跨所有磁盘。

进一步的，三个分区具体为：

第一个分区虚拟设备分区表，用于记录虚拟设备划分分区的详细情况，位于每个磁盘的设备戳之后；

第二个分区后端存储分区，其大小是虚拟设备的98％，用于存储数据对象，其空间会被划分成大小相等的区块，区块的排序是concat模式；

第三个分区索引交换分区，其大小是虚拟设备的2％，用于存储数据对象的对象记录，其空间被划分成大小相等的块，块的排序是stripe模式。