[发明专利]无需专用仲裁器的输入/输出(I/O)隔离

说明书

本发明公开了在无需专用仲裁器的情况下执行输入/输出(I/O)隔离的方法、系统和过程。将协调存储标识符作为元数据存储在存储设备中。协调存储标识符与耦接到存储设备的集群的节点相关联，并且使用协调存储标识符执行I/O隔离操作。

技术领域

本公开涉及集群环境中的分布式存储。具体地讲，本公开涉及在此类集群环境中在无需专用仲裁器的情况下执行输入/输出(I/O)隔离操作。

相关技术描述

集群是一种分布式计算系统，具有多个节点，这些节点通过将处理负载分布在一个以上的节点上以及消除或至少使单点故障最小化而共同工作，以提供处理能力和共享存储资源。因此，尽管集群中的一个节点(或计算设备)出现问题，在多个节点上运行的不同应用程序仍然发挥作用。集群可以在称为装置的计算设备中实现。

装置是具有集成软件(例如，固件)的硬件设备，其被设计成提供一个或多个商业服务。装置还可以配置有硬件和/或软件，使其能够充当客户端和/或服务器。这些客户端和/或服务器的最终用户无需了解运行在装置上的底层操作系统的技术细节，因为硬件和/或软件是(例如，由制造商)预先配置。以这种方式，装置被设计成最终用户(例如，客户)的安全黑匣子。可以将多个独立节点(例如，计算节点)配置为在给定装置中执行，以提供高数据可用性。

输入/输出(I/O)隔离(或简称为隔离)是指当节点发生故障(或疑似故障)时隔离集群的节点和/或保护集群的共享资源的方法。由于在装置中实现的集群可以具有多个计算节点(或简称为节点)，因此存在一个节点可能在某个时刻发生故障的可能性。故障节点可以控制(或至少访问)共享资源，诸如集群中其他节点使用和要求的共享存储。集群必须能够在节点发生故障时采取纠正措施，因为如果位于不同子集群或网络分区中的两个节点试图以不协调的方式控制共享存储，则会发生数据损坏。因此，隔离操作导致隔离(或终止)集群中的一个或多个节点(例如，以防止对共享存储的不协调访问)。

通常，实现称为协调点的外部计算设备可帮助进行隔离操作。协调点是计算设备(例如，服务器或存储设备)，该计算设备提供锁定机制以确定允许哪个节点(或哪些节点)与集群中的其他节点隔离共享存储(例如，数据驱动器)。例如，节点必须从协调点顶出(或卸载)对等节点的注册密钥，然后才允许该节点将对等节点与共享存储隔开。但是，对于在装置中实现的集群，使用协调点执行隔离操作不切实际，因为如上所述，装置被设计成安全且不可修改的黑匣子。

如前所述，装置被设计成只能与设备自己的内部软件和硬件部件(包括存储架)一起使用。通常，在现有装置部署中，将存储架(例如，共享存储设备)配置为备份目标空间，因此在此类计算环境中提供的高可用性解决方案本身无法利用专用仲裁器(例如，协调点)进行隔离操作。另外，由装置提供的内部服务通常不暴露于用户或其他计算设备(例如，外部客户端)(并且不能够由其访问)。因此，在装置内实现的高可用性集群中使用专用仲裁器来执行隔离操作的可能性是不可取的，因为在高可用性计算环境中实现的装置不具有专用仲裁器且不可升级。

发明内容

本发明公开了在无需专用仲裁器的情况下执行输入/输出(I/O)隔离的方法、系统和过程。一种此类方法涉及将将协调存储标识符作为元数据存储在存储设备中。在该示例中，协调存储标识符与耦接到存储设备的集群的节点相关联，并且使用协调存储标识符执行I/O隔离操作。

在一个实施方案中，该方法访问配置文件，该配置文件包括识别协调存储标识符的隔离模式元数据。在该示例中，协调存储标识符识别协调器和数据磁盘，并且协调存储标识符是由节点执行的卷管理器生成的数据密钥。

在一些实施方案中，该方法识别除协调存储标识符之外的一个或多个存储标识符以识别一个或多个数据磁盘，确定除该节点之外的另一个节点已经丢失了隔离竞争，并且确定隔离引擎是否已经从协调器和数据磁盘中顶出数据密钥。在该示例中，如果隔离引擎尚未从协调器和数据磁盘中顶出数据密钥，则该方法从协调器和数据磁盘中顶出数据密钥。