[发明专利]用户态分布式文件系统访问方法、装置和设备

说明书

本发明提供了一种用户态分布式文件系统访问方法、装置和设备，用于提高用户态分布式文件存储系统的访问性能及稳定性。本发明实施例该表在文件服务器侧直接绑定分布式文件系统库客户端实例的方式，文件服务器通过Adaptor接口将针对共享目录或文件的操作请求发送给Adaptor进程，Adaptor进程内仅创建一个分布式文件系统库客户端实例，多个文件服务器可共享Adaptor进程内的客户端实例。文件服务器或其它文件共享服务可通过进程间通信机制或文件共享协议与Adaptor进程通信，通过工作线程使用用户态FUSE文件系统调用客户端实例访问分布式文件系统。减少了服务端的资源占用，提高了分布式文件系统的访问性能。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种用户态分布式文件系统访问方法、装置和设备。

背景技术

NFS-Ganesha是一个用户态的支持网络文件系统(Network File System，NFS)协议的文件服务器，它为Unix和类Unix的操作系统提供了文件系统抽象层(File SystemAbstraction Layer，FSAL)接口，用户通过FSAL层的FSAL_CEPH接口可以访问CPEH文件系统。NFS-Ganesha服务允许用户通过FSAL在用户态访问数据而不需要和内核频繁的交互，大大的减少了数据读取的响应时间。

Ceph是一个PB规模的分布式文件系统。Ceph生态系统可以大致划分为四部分：客户端Clients(数据使用者)、元数据服务器MetaData Server(缓冲及同步分布的元数据)、对象存储集群Object Storage Cluster(以对象方式存储数据与元数据)及集群监控(实现监控功能)。元数据服务器管理数据的位置及新数据的存储位置。

从处理网络文件系统操作(NFS operation)的流程来看，NFS-Ganesha访问Ceph文件系统的层次结构大体可以分为远程过程调用(Remote Procedure Call，RPC)层、NFS层、元数据缓存(Metadata Cache，MDCACHE)层、FSAL层。RPC层主要负责接收NFS客户端的打开、读、写、创建、删除、获取设置属性等文件或目录操作(operation)消息。NFS层主要实现NFS协议消息的处理。MDCACHE层主要将文件的数据和元数据信息缓存下来。FSAL层主要实现对底层文件系统的调用。

当Ganesha对接Ceph文件系统(CEPHFS)时，在Ganesha程序启动后会读取Ganesha配置文件，为配置文件中的每个共享都会创建一系列的输出(export)实例。

图1为目前Ganesha对接Ceph文件系统时为每个共享创建的export实例及其数据结构关系示意图。其中，gsh_export实例对应为Ganesha配置文件中的一条NFS共享，对应的是配置文件中的共享实例。gsh_export实例通过fsal_export成员创建MDCache层的MDCache_fsal_export实例，对应的是共享在MDCACHE层的实现。然后MDCache层的MDCache_fsal_export实例再根据具体的文件系统类型创建一个具体的FSAL层的export实例。在Ganesha对接CEPH FSAL的场景下，会创建一个ceph_export实例。而在创建ceph_export实例的时候，会调用ceph_mount函数创建Ceph文件系统库客户端(libcephfs client)实例，所以每个共享都会创建一个libcephfs client实例。遵循类似操作模式的文件服务还有通用Internet文件系统(Common Internet File System CIFS)等。