[发明专利]结构封装的弹性存储

说明书

结构封装的弹性存储是硬件辅助的弹性存储，其中存储服务器的可靠性能力通过主机结构接口（HFI）到交换机透明地抽象和管理。交换机将存储服务器的可靠性能力抽象为弹性级别的层级中的弹性级别。弹性级别作为存储服务器的可量化特性是由客户端可以访问的。响应于客户端请求以指定的弹性级别存储对象，交换机结构使用弹性级别来筛选哪些存储服务器存储对象。

技术领域一般涉及存储系统，尤其涉及弹性存储系统。

背景技术

在企业和云计算的环境中使用的分布式存储基础架构中，与高性能和集群可扩展性并肩，可靠性和防止数据丢失/不一致是关键要求。

为了满足这些关键要求，弹性存储系统维护信息的冗余副本(复制品)，特别是对于操作上关键的数据。当复制的信息从多于一个存储元件可用时，存储被认为是弹性的，到存储元件的路径具有独立的故障模式，并且对存储在存储元件上的对象的更新是一致且持久的。

现有的弹性存储系统通常要求专有的硬件-软件存储区域网络(SAN)和/或网络附属存储(NAS)设备。在每个SAN/NAS接入点处，数据被组织成各种结构，诸如表、命名空间、卷、文件系统等，并且最低级别的原始存储块被统称为同质池化资源。结构使用存储管理软件层(诸如多应用编程接口(API)、访问、协议、安全性规定等)来包含所要求的弹性特性以最小化对于软件的上层的存储管理的复杂性。

附图说明

所描述的实施例在附图的图中通过示例而非限制的方式来示出，其中相同的附图标记指示类似的元件，并且其中：

图1是示出了结构封装的弹性存储系统的一个实施例的框图；

图2是示出了根据如图1所示的结构封装的弹性存储器的一个实施例可以被使用的存储的注册和状态数据的示例的框图；

图3是更详细地示出了如图1所示的结构封装的弹性存储的一个实施例的框图；

图4是示出了根据如图1所示的结构封装的弹性存储的实施例的在交换机中执行的过程的实施例的流程图；

图5-7是示出了根据如图1所示的结构封装的弹性存储的实施例的示例消息流的消息流图；以及

图8示出了典型计算机系统的示例，其中可以全部或部分地实现如本文描述的结构封装的弹性存储的实施例。

所描述的实施例的其他特征从附图和从随后的详细描述将是显而易见的。

具体实施方式

在现有的存储系统中，添加新的存储容量而不将其置于存储管理软件层的权限内是特别麻烦的。因此，当基础设施老化、容量要求增大和/或升级变得必要时，这种SAN/NAS提供的分布式存储的批量更换或大量翻新通常都是唯一可行的选择。

除了不灵活之外，使用存储管理软件层提供的弹性存储的另一个缺点是在确定存储可靠性中缺乏透明度。通常，存储装置的可靠性在硬盘驱动器(HDD)之间和固态驱动器(SSD)之间变化都很大。例如，研究表明两种类型的存储驱动中的磁盘错误率随着时间并且关于不同的写入压力级别而变化。因此，可以理解的是，从一个应用到另一个、以及从对象的一个子集到另一个并且考虑到其他因素(诸如，运行时度量)，需要被应用以便实现期望的可用性级别的复制程度可能随时间而极大变化，这取决于所使用的存储装置的类型(例如，SSD，硬盘)。

另外，存储管理软件通常在决定将给定对象存储到何处之前监控集群中所有存储服务器的可靠性级别。虽然那种方法对于静态系统是行得通的，但对于较大或动态的横向扩展系统来说是不可行的。特别是动态系统是一种对于不断增长的集群存储容量的非常流程行且廉价的解决方法并导致存储服务器的数量和类型的频繁变化，这使得很难(即使不是不可能)事先决定在具体可靠性级别将给定对象存储到何处。

为了解决现有的软件存储管理系统中存在的灵活性和透明度的缺乏，所描述的实施例提供了硬件辅助存储管理系统，本文称为结构封装的弹性存储。