一种面向用户的动态分配存储资源的方法

摘要

本发明公开了一种面向用户的动态分配存储资源的方法，该方法可以动态增加存储池，同时可以提供给客户端用户要求的大小的存储空间。该方法包括：(1)存储资源代理向存储资源管理器发送物理卷集合信息；(2)存储资源管理器更新存储资源代理信息链表，周期性地检测存储资源代理的心跳；(3)客户端代理根据用户需求，向存储资源服务器发送物理卷申请信息或是物理卷释放信息；(4)存储资源管理器接收客户端代理的信息：a.如果是物理卷申请信息，则自动为客户端代理分配物理卷，客户端代理自动向分配的物理卷建立起ISCSI连接，以获得存储资源；b.如果是物理卷释放信息，则回收物理卷。本发明的优点在于存储资源管理器能够根据用户需求，自动为客户端代理分配或回收存储资源，不需管理员干预。

说明书

技术领域

本发明属于网络存储领域，尤其涉及一种面向用户的、基于iSCSI协议的动态分配存储资源的方法。

背景技术

ISCSI(internet SCSI)是一套定义在TCP/IP网络上传输SCSI协议的命令，用于在客户端和存储系统之间传送SCSI命令和数据。目前，ISCSI技术已经标准化，并且得到广泛的应用。

ISCSI协议的一个典型应用是，客户端安装一个ISCSI发起方模块，存储服务器端安装一个ISCSI目标方模块。客户端将SCSI命令/数据封装到ISCSI报文中，通过IP网络发送给存储系统。存储服务系统对每个ISCSI报文进行处理，取出其中的数据写入到存储媒介中。

目前，通过ISCSI分配存储资源，通常是将系统设定大小的存储空间分配给客户端。客户端通过ISCSI发起方模块和存储服务器端的目标方模块建立连接，从而使用存储资源。

如果用户不能充分利用已分配的空间，则会造成存储空间的浪费；如果现有存储空间不足，又很难扩展。因此，现有方案基本上不能有效地利用存储资源。

发明内容

本发明的目的在于提供一种面向用户的动态分配存储资源的方法，该方法可以动态增加存储池，同时可以提供给客户端用户要求的大小的存储空间。

本发明提供的一种面向用户的动态分配存储资源的方法，包括下述步骤：

第1步：存储资源代理向存储资源管理器发送存储资源代理端物理卷集合信息；

所述存储资源代理端物理卷集合信息包括存储资源代理IP地址、PV数和存储资源代理端PV个体信息；

第2步：存储资源管理器将第1步得到的存储资源代理端物理卷集合信息加入存储资源代理信息链表；

所述存储资源代理信息链表是指由存储资源代理信息节点建立的链表，存储资源代理信息节点包括下述字段：存储资源代理IP地址，PV数，存储资源代理的心跳以及PV链表；

第3步：客户端管理器根据用户需求，判断客户端管理器空间是否满足用户需要。如果不足，则根据用户需求初始化物理卷申请信息，向资源管理器发送物理卷申请信息，然后转第4步；如果客户端管理器有闲置的物理卷，则释放物理卷，并向存储资源管理器发送物理卷释放信息，然后转第7步；如果客户端管理器空间恰好满足用户需求，转第9步；

所述物理卷申请信息包括客户端管理器IP地址，记为LVip，空间大小，记为size，PV性能；

所述物理卷释放信息包括要释放的PV数，以及要释放的所有的客户端管理器端PV个体信息；

第4步：存储资源管理器接收客户端管理器的物理卷申请信息；

第5步：存储资源管理器为客户端管理器分配物理卷，其过程为：

第5.1步：存储资源管理器接收到客户端管理器的物理卷申请信息后，查询存储资源代理信息链表，在存活的节点中找到满足第3步中物理卷申请信息中PV性能所要求的存储资源管理端的PV节点；

第5.2步：存储资源管理器修改所找到的存储资源管理器端的PV节点，同时，令size＝size-PVspace2，PVspace2是指存储资源管理器端的PV节点的PV空间大小；

第5.3步：判断size＞0是否成立，当size＞0时，表明已经分配的空间尚未达到申请条件，转第5.1步；否则，转第5.4步；

第5.4步：循环结束，进入第6步；

第6步：客户端管理器作为ISCSI的发起方，连接已分配的物理卷，然后转入第9步；

第7步：存储资源管理器接收客户端管理器的物理卷释放信息，物理卷释放信息包括要释放的PV数，以及要释放的所有的客户端管理器端PV个体信息；

第8步：存储资源管理器回收第7步中物理卷释放信息中的客户端管理器PV个体信息所对应的物理卷；

第9步：结束。

本发明的优点在于，存储资源代理周期性的向存储资源管理器发送存储资源代理端物理卷集合信息，形成存储资源集合。客户端管理器根据具体的用户需求，向存储资源管理器发送申请存储设备的物理卷申请信息或是物理卷释放信息。存储资源管理器自动为客户端代理分配和回收存储设备，而无需人工干预。由于在本方法中，客户端管理器可以根据用户需求实时地向存储资源管理器发送请求信息，因此，客户端管理器分配到的存储资源可以达到有效地利用。

附图说明

图1为根据现有技术的基于ISCSI技术的典型应用结构图；

图2为本发明方法所基于的一种系统结构的示意图；

图3为存储资源代理的物理卷属性表；

图4为客户端管理器物理卷申请信息表；

图5为本发明方法的流程图；

图6为基于本发明的分配物理卷的流程图；

图7为基于本发明的回收物理卷的流程图。

具体实施方式

下面通过借助实施例更加详细地说明本发明，但以下实施例仅是说明性的，本发明的保护范围并不受这些实施例的限制。

为了达到本发明的目的，本实例所基于的系统结构包括客户端管理器(Client Agent，CA)、存储资源管理器(Storage Resource Manager，SRM)和存储资源代理(Storage Resource Agent，SRA)三个部分。

客户端管理器(Client Agent，客户端管理器)，即应用服务器。主要功能是向存储资源管理器(Storage Resource Manager，存储资源管理器)申请满足条件的存储设备或是释放闲置的存储设备。

存储资源管理器(Storage Resource Manager，存储资源管理器)，主要功能是把下面所述的存储资源代理(Storage Resource Agent，存储资源代理)组织成一个资源池，为上述客户端管理器提供存储设备。

存储资源代理(Storage Resource Agent，存储资源代理)，由物理卷(容量，性能，可用性等属性)组成，主要功能是向客户端管理器(ClientAgent，客户端管理器)提供存储设备。

具体的实施过程分为四个部分：①存储资源代理向存储资源管理器发送存储资源代理端物理卷集合信息(如图3示)；②存储资源管理器登记存储资源代理端物理卷集合信息，将其加入到存储资源代理信息链表中，形成存储池；③客户端管理器根据用户需求，向存储资源管理器发送物理卷申请信息或是物理卷释放信息；④存储资源管理器接收来自客户端管理器的信息，如果是物理卷申请信息，则根据申请信息，查找存储资源代理信息表，将满足条件的物理卷分配给客户端管理器，然后，客户端管理器作为ISCSI发起方连接分配到的物理卷，如果是物理卷释放信息，则存储资源管理器回收物理卷释放信息中客户端管理器端PV个体信息所对应的物理卷。

以下结合附图详细介绍各个部分，如图5所示：

S1：存储资源代理向存储资源管理器发送存储资源代理端物理卷集合信息

在该阶段，存储资源代理(ISCSI的目标方)周期性的获取本地IP地址，以及存储资源代理端PV个体信息，形成存储资源代理端物理卷集合信息。然后向存储资源管理器发送存储资源代理端物理卷集合信息，为客户端管理器提供存储设备。

存储资源代理端物理卷集合信息：(如图3示)包括存储资源代理IP地址(记为SRAIP)、PV数(记为PVnuml)和存储资源代理端PV个体信息；存储资源代理端PV个体信息包括：PV名(记为PVnamel)，PV空间大小(记为PVspacel)，PV性能(记为Pvperfl)，PV可用性(记为Pvavaill)；

S2：存储资源管理器将S1中的存储资源代理端物理卷集合信息加入存储资源代理信息链表

存储资源代理信息链表是指由存储资源代理信息节点建立的链表，存储资源代理信息节点包括下述字段：存储资源代理IP地址(记为SRAIP)，PV数(记为PVnum2)，SRA的心跳(记为heart)以及PV链表。PV链表是指由存储资源管理器端PV节点建立的链表。存储资源管理器端PV节点包括下述字段：PV空间大小(记为PVspace2)，PV性能，PV可用性，对应客户端管理器的IP地址(记为LVip)。

存储资源管理器接收S1中存储资源代理发送的存储资源代理端物理卷集合信息，首先根据存储资源代理IP地址(记为SRAIP)确定该存储资源代理是否已经存在于存储资源代理信息链表中，如果不存在，则根据S1中存储资源代理发送的存储资源代理端物理卷集合信息初始化为新的存储资源代理信息节点，插入存储资源代理信息链表中；如果存在，则找到与S1中存储资源代理对应的存储资源代理信息节点，将该节点中的心跳值置零，并判断S1中发送的信息中的PV数和该节点中的PV数是否一致，如果一致，则根据S1中存储资源代理发送的存储资源代理端物理卷集合信息对该节点进行更新；否则，删除以前的PV链表，根据S1中存储资源代理发送的存储资源代理端物理卷集合信息重建PV链表。

在存储资源代理信息链表中，存储资源管理器端PV节点中LVip为0时，标识该节点为为未分配状态；否则，为已分配状态。

存储资源管理器周期性的检测存储资源代理的心跳，如果心跳次数达到上限值，则标记为已死，否则加1。

上限值是根据存储资源代理数目以及存储资源管理器的处理能力，所确定的一个值(在本具体实施例中，上限值取值范围通常为6---10)。

S3：客户端管理器根据用户需求，向存储资源管理器发送请求信息

如果客户端管理器空间不足，则根据用户需求初始化物理卷申请信息，向资源管理器发送物理卷申请信息，转S4；如果客户端管理器有闲置的物理卷，则需释放物理卷，并向存储资源管理器发送物理卷释放信息，转S7；如果客户端管理器空间恰好满足用户需求，转S9。

用户需求包括所需的空间大小以及PV性能。物理卷申请信息包括客户端管理器IP地址(记为LVip)，空间大小(记为size)，PV性能(记为Pvperf3)。物理卷释放信息包括要释放的PV数，以及要释放的所有的客户端管理器端PV个体信息。

客户端管理器端PV个体信息包括：该PV所属的存储资源代理的IP地址(记为SRAip)；PV名(记为PVname)，PV容量(记为Pvspace3)，PV性能(记为Pvperf3)，PV可用性(记为Pvavail3)。

S4：存储资源管理器接收客户端管理器的物理卷申请信息

存储资源管理器作为服务方，等待客户端管理器的物理卷申请信息。

S5：存储资源管理器为客户端管理器分配物理卷

存储资源管理器根据客户端管理器的物理卷申请信息，查找存储资源代理信息链表，为客户端管理器分配物理卷。具体步骤如图6所示：

S5-1：存储资源管理器接收到客户端管理器的物理卷申请信息后，查询存储资源代理信息链表。在存活的节点中(即心跳数小于S2中规定的上限值，表示当前的节点是可用的)，找到S3中物理卷申请信息要求性能的存储资源管理端PV节点。

S5-2：存储资源管理器修改所找到的存储资源管理器端PV节点，同时，令size＝size-PVspace2

对于S5-1找到的存储资源管理器端PV节点，修改该节点的LVip信息为S3物理卷申请信息中的LVip，即为已分配状态；同时，size＝size-PVspace2。PVspace2为S5-1找到的存储资源管理器端PV节点的PV空间大小。

S5-3：判断size＞0是否成立

Size是否大于零作为判断循环是否结束的条件。当size＞0时，表明已经分配的空间尚未达到申请条件，转S5-1，继续分配物理卷；否则，表明已经分配了足够的空间，转S5-4。

S5-4：循环结束。

S6：客户端管理器作为ISCSI的发起方，连接已分配的物理卷，然后转入S9

在客户端管理器接收到来自存储资源管理器的物理卷分配信息后，客户端管理器作为ISCSI的发起方，自动向申请到的物理卷发送连接请求。连接成功后，基于分配到的物理卷，创建卷组，然后在卷组上面创建逻辑卷，将逻辑卷挂载到某个目录下，则客户端管理器在挂载目录下可以像访问本地磁盘一样，对远程的物理卷进行读写等操作。

物理卷分配信息是指存储资源管理器为客户端管理器分配的PV数以及为其分配的各客户端管理器端PV个体信息。

S7：存储资源管理器接收客户端管理器的物理卷释放信息

存储资源管理器作为服务方，接收客户端管理器的物理卷释放信息，为回收物理卷做好准备。

S8：存储资源管理器回收S7中物理卷释放信息中的客户端管理器PV个体信息所对应的物理卷，然后进入S9

回收操作的具体步骤如图7所示：

S8-1：存储资源管理器在存储资源代理链表中查找到对应的存储资源代理信息节点

存储资源管理器根据S3中物理卷释放信息中客户端管理器端PV个体信息的存储资源代理的IP地址(记为SRAIP)查找存储资源代理信息链表，找到对应存储资源代理节点，然后根据客户端管理器端PV个体信息的PV名找到相应的存储资源管理器PV节点。

S8-2：修改PV节点为未分配状态

对于S8-1中找到的存储资源管理器端PV节点，将该节点的LVip置0，即标识该PV节点为未分配状态。

S9：结束

在本具体实施例中，可以看到，用户可以根据实际需求，申请或释放物理卷操作，以使存储空间达到有效利用。

以上所述为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应该局限于该实施例和附图所公开的内容。所以凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。