[发明专利]分布式文件系统和分布式文件系统的数据备份方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种分布式文件系统和分布式文件系统的数据备份方法。

背景技术

云存储领域中涉及的分布式文件系统与普通文件系统不同，分布式文件系统除了存储实际数据，还要存储标识数据所在副本位置的元数据。这意味着传统的只备份实际数据的方式对分布式文件系统并不适用，以数据块信息为例，数据块信息上标识有磁盘信息与存储节点信息，磁盘信息是唯一的，如果A地机房发生灾难，即使将数据块信息与数据都备份到B地，也无法找到匹配的磁盘，即备份过去的元数据无效；因此，分布式文件系统只能采用内部自有的备份机制对元数据和实际数据进行备份。如图1所示的相关技术中分布式文件系统的架构示意图，其中，图1中的粗实线表示的是控制流的传输，细实线表示的是数据流的传输，各设备描述如下：

文件位置寄存器（FLR，File Location Register）：即元数据服务器，负责管理本文件系统内所有文件的文件名、数据块等元数据信息；并向文件访问客户端（FAC，FileAccess Client）提供元数据写入和查询等操作；

FAC：负责为本文件系统面向的应用程序提供类似于标准文件系统的接口调用服务，例如，发起访问请求，获取数据后返回给应用程序等；

文件访问服务器（FAS，File Access Server）：负责与本文件系统内的存储介质进行交互，进行实际数据块的读写操作；响应文件访问客户端的数据读写请求，从存储媒介上读取数据并返回给文件访问客户端；从文件访问客户端读取数据并写入存储媒介；

存储媒介（即图1中的存储设备集群1，…，n）：磁盘、磁盘阵列等存储设备，用于保存实际数据。

图1中的元数据通过互为主备（或主副）的FLR_A1与FLR_A2进行实时同步，实际数据在进行写操作时默认设置为写双副本，此时保证了系统不会存在单点故障。在容灾方面，如果简单地将备用FLR与存储实际数据副本的文件访问服务器（FAS）布署在B地，在A地发生灾难时，虽然B地的FLR能迅速切换为主FLR，但是此时元数据与实际数据都只剩下一个副本，存在单点故障，即一旦B地再发生故障，元数据和实际数据将永久丢失。

针对相关技术中的分布式系统出现异地容灾时，恢复后的文件系统存在单点故障的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对上述分布式系统出现异地容灾时，恢复后的文件系统存在单点故障的问题，本发明提供了一种分布式文件系统和分布式文件系统的数据备份方法，以至少解决上述问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种分布式文件系统，该系统包括位于第一位置的主分布式子系统和位于第二位置的备分布式子系统；其中，主分布式子系统包括主文件位置寄存器FLR、第一文件访问客户端FAC和主文件访问服务器FAS；备分布式子系统包括备FLR、第二FAC和备FAS，其特征在于，主分布式子系统包括第一休眠FLR和第一替补FAS，备分布式子系统包括第二休眠FLR和第二替补FAS；第一休眠FLR和第二休眠FLR均用于对主FLR或备FLR上的元数据进行备份；第一替补FAS和第二替补FAS均用于在第一FAC或第二FAC接收到写数据操作指示时，与主FAS和备FAS同步对当前的实际数据进行写入操作。

其中，上述第一休眠FLR和第二休眠FLR均包括：休眠通信模块，用于在主FLR和备FLR正常时，通过心跳检测通信方式对主FLR或备FLR上的元数据进行备份。

上述备FLR包括：广播模块，用于确定主FLR重启后，向第一休眠FLR和第二休眠FLR广播主备切换消息；第一休眠FLR和第二休眠FLR均包括：定时通信模块，用于接收到主备切换消息后，按照设定的周期定时与备FLR进行元数据同步。

上述备FLR包括：第一检测模块，用于检测主分布式子系统是否发生灾难故障；通知模块，用于第一检测模块检测到的结果为是时，向第二休眠FLR发送倒换指令；第二休眠FLR包括：重启模块，用于接收到倒换指令后，进行重启；实时同步模块，用于重启后，以备用状态实时与备FLR进行元数据同步。

上述备FLR包括：第二检测模块，用于检测主FLR是否恢复正常；通知模块，用于第二检测模块检测到的结果为是时，向第二休眠FLR发送回切指令；上述第二休眠FLR包括：回切模块，用于接收到回切指令后，将当前的备用状态切换为休眠状态。