[发明专利]一种面向虚拟集群的共享存储系统

摘要

本发明提供了一种面向虚拟集群的共享存储系统，属于计算机存储技术领域。该系统主体部分由通过网络互连的两台主机组成。主机主要包括用于组成共享存储空间的共享存储模块，若干虚拟机以及为虚拟机提供相关服务的虚拟机服务模块。虚拟机主要包括一个虚拟设备，在内核空间的设备驱动模块以及供应用程序调用的访问接口模块。本发明提供了一种新颖的分布式共享存储系统，它的独特之处在于为不同物理机上虚拟机的信息传递提供一种机制，从而使共享存储编程语义可以在云端的虚拟集群中得以实现。该发明为用户层提供一个用户态可编程的共享存储空间，既可以保证对共享存储读写效率，同时并没有干预客户机内核层和虚拟机监控层。

主权项

一种面向虚拟集群的共享存储系统，其特征在于，所述共享存储系统由两台网络互连的物理主机组成，所述物理主机中包括多个虚拟机、共享存储空间和虚拟机服务模块；所述虚拟机包括虚拟设备、设备驱动模块和用户编程接口模块；所述虚拟机服务模块包括虚拟机监控模块、消息转发模块和系统锁管理模块；其中：(1)所述物理主机中：(1.1)所述虚拟机是由命令行启动的；(1.2)所述共享存储空间是posix语义的共享存储空间；(1.3)所述虚拟机服务模块，用于监控物理机上虚拟机的启动和退出：当有虚拟机启动时，向新启动的虚拟机通告共享存储空间和一个在主机上唯一的虚拟机编号，当有虚拟机退出时，向其它虚拟机通告退出情况；所述虚拟机服务模块还用于负责整个系统协议的消息转发；所述虚拟机服务模块还用于负责和另一台主机上的虚拟机服务模块的通信以及和本地物理机上的虚拟机设备中通信模块的通信；所述虚拟机服务模块负责参与维护系统共享存储访问的一致性，包括更改共享存储的页状态，从共享存储空间读出请求页，向共享存储空间写入请求页；其中一台主机上的虚拟机服务模块同时还负责管理系统的锁，负责处理锁请求和锁释放消息；(2)所述虚拟机中：(2.1)所述虚拟设备是由软件模拟的虚拟设备，包括共享存储映射模块、寄存器模块、通信模块和同步模块；(2.2)所述设备驱动模块用于驱动虚拟设备；(2.3)所述用户编程接口模块用于为用户提供一个统一共享存储空间的访问接口，访问接口通过对虚拟设备寄存器的读写操作来传递应用层的访问请求，该编程接口实现了一种基于锁的编程语义；(3)所述虚拟设备中：(3.1)所述共享存储映射模块用于将主机上监控模块提供的共享存储空间映射至虚拟设备的存储空间，供上层应用程序使用；(3.2)所述寄存器模块用于探测应用层通过编程接口发送的请求，包括应对系统的初始化参数设置和读取请求，对共享存储空间的访问请求，锁释放和锁申请请求；(3.3)所述通信模块负责与主机上的虚拟机服务模块的通信流程，用于接收和发送系统消息，所述通信模块还负责处理寄存器模块探测到的来自应用层的消息的处理以及负责来自主机上虚拟机服务模块的消息的处理，保证对共享存储访问的一致性和正确性；(3.4)所述同步模块负责系统的同步机制，所述同步机制包括异步中断机制和全局等待机制。