[发明专利]在共享存储上实现逻辑卷动态分配的方法

摘要

本发明公开了一种在共享存储上实现逻辑卷动态分配的方法及系统，涉及云计算领域。该系统包括若干服务器、共享存储设备和网络交换机，每台服务器上都安装有虚拟磁盘的驱动程序、服务程序和命令行工具，其中一台服务器为主节点，其他服务器为从节点。用户通过命令行工具发出创建虚拟磁盘的命令，将该命令发送给主节点的服务程序，主节点的服务程序调用驱动程序，创建虚拟磁盘，在虚拟磁盘的保留空间内保存对应的配置、映射数据，将创建结果返回给命令行工具，命令行工具更新本地数据，并使用驱动程序在本地加载对应的虚拟磁盘。本发明无需购买昂贵的高端存储设备，低成本、低消耗、高性能、高可用，实现存储空间的动态按需分配。

主权项

1.一种在共享存储上实现逻辑卷动态分配的方法，应用在云计算数据中心，其特征在于，该方法包括以下步骤：在所有服务器上安装虚拟磁盘的驱动程序、服务程序和命令行工具，其中一台服务器为主节点，其他的服务器为从节点；用户通过命令行工具发出创建虚拟磁盘的命令，命令行工具将该命令发送给主节点的服务程序，主节点的服务程序根据参数调用驱动程序，创建虚拟磁盘，同时在虚拟磁盘的保留空间内保存对应的配置、映射数据，然后将创建结果返回给命令行工具，命令行工具更新本地数据，并使用驱动程序在本地加载对应的虚拟磁盘；此时驱动程序仅给用户分配一个要求大小的虚拟磁盘，实际上却只分配了使用者要求大小的1％到10％的存储空间，这一点对用户是透明的，用户以为分配了全部的空间；当用户对该虚拟磁盘进行写入时，驱动程序如果发现被写入的存储空间还没有被分配，则通知主节点的服务程序分配额外的存储空间，并更新保留空间内的映射数据，然后用户在新分配的空间上进行写入，实现存储空间的动态按需分配；当用户对该虚拟磁盘进行读取时，驱动程序如果发现被读取的存储空间还没有被分配，则直接返回全0的数据，不进行实际的存储设备操作；当用户读写已经实际分配存储空间时，驱动程序直接在本地进行数据块映射；当主节点崩溃时，在从节点中任意选一个，设为新主节点，然后向其余节点上的服务程序发送新主节点的相关信息，虚拟磁盘继续正常运行，不间断对外提供服务，实现高可用；同时，当所述云计算数据中心有两台服务器时，其中一个是主节点M，另外一个是从节点S，他们使用同一个共享存储的一个逻辑单元号LUN为1的卷，并在其上使用逻辑卷管理软件创建一个物理卷，然后加入卷组，这种情况下，在主节点M上加载驱动，并以主控模式启动服务程序，然后在从节点S上加载驱动，以主节点M的IP地址为参数，使用从属模式启动服务程序；在任意一个节点上，使用命令行工具创建一个大小为L的虚拟磁盘D，其中需要指定主节点M的IP地址，要使用的卷组，命令行工具将对应的命令发送给主节点M的服务程序执行；所述主节点M的服务程序使用逻辑卷管理软件在卷组上创建一个名称为D‑Base、大小为L‑Base的卷，D‑Base是一个名称，L‑Base是一个变量，L‑Base远小于用户所要求的磁盘大小L，其中包含保留空间R和部分预先分配空间P，即L‑Base＝(R+P)<<L，保留空间仅用于保存虚拟磁盘头信息，数据块映射表，对用户不可见；命令行工具调用驱动程序创建虚拟磁盘D，虚拟磁盘驱动程序加载刚才创建的D‑Base卷，读取其头信息及数据块映射表，建立虚拟磁盘D到D‑Base卷的映射；驱动程序根据指定参数将磁盘D和D‑Base拆分成大小相等的N个数据块，N为正整数，每个数据块都有一个唯一的序号，从0到N‑1；映射表其实就是一个数组，其索引为磁盘D上的数据块序号，内容为映射到磁盘D‑Base上的数据块序号；如果某个映射表项的内容为‑1，则表明该数据块尚未映射到D‑Base上，即该数据块尚未被分配，创建虚拟磁盘时，映射表的所有内容都是‑1；同时虚拟磁盘头信息中保存当前已经分配的数据块个数U，创建虚拟磁盘时为0，最大为N。