一种分布式文件系统中支持快照的元数据信息管理方法技术方案

本发明专利技术提供一种分布式文件系统中支持快照的元数据信息管理方法，包括以下步骤：对段资源进行管理；创建文件快照并对创建的文件快照进行修改；对iNode资源进行管理；创建目录快照并对创建的目录快照进行修改。本发明专利技术提供的分布式文件系统中支持快照的元数据信息管理方法，将MDS中iNode信息、段信息分别采用iNode管理器和段管理器进行维护，并通过管理器维护的方法，顺其自然的实现了分布式文件系统的快照。

【技术实现步骤摘要】
一种分布式文件系统中支持快照的元数据信息管理方法
本专利技术涉及一种管理方法，具体讲涉及一种分布式文件系统中支持快照的元数据信息管理方法。
技术介绍
分布式文件系统一般包含客户端，元数据服务器(MetaDataServicer，MDS)和数据服务器(DataServicer，DS)，客户端负责文件数据的访问接口制定，元数据服务器器处理文件的布局及属性，数据服务器器存储文件的数据内容。对于分布式文件系统，快照技术是实现防范数据丢失的有效手段。当存储设备发生应用故障或者文件损坏时，可以利用快照将数据恢复到快照产生时间点的状态；此外，快照为存储用户提供了另一个数据访问通道，当原数据进行在线应用处理时，用户可以访问快照或利用快照进行相关测试工作。写时拷贝(CopyOnWrite，COW)是实现文件快照的基本思想，修改式访问→分裂→重定向修改式访问，是实现COW的基本流程。有些文件系统为了实现快照，额外建立了快照表，每次访问时都会通过快照表检查是否访问了快照项，并决定是否执行分裂处理；还有些文件系统通过额外增加数据块的元数据引用计数表，每次访问时都会通过引用计数表检查是否访问了快照项，并决定是否执行分裂处理。目前的快照技术主要有如下缺点：1)基于快照表/引用计数表检查的技术，虽无需改动原有元数据信息结构，但当快照表/引用计数表非常大时，检查快照表将比较耗时；2)目前分布式文件系统快照实现多局限在文件快照级，缺乏目录级快照的实现方案。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供一种分布式文件系统中支持快照的元数据信息管理方法，将MDS中iNode信息、段信息分别采用iNode管理器和段管理器进行维护，并通过管理器维护的方法，顺其自然的实现了分布式文件系统的快照。为了实现上述专利技术目的，本专利技术采取如下技术方案：本专利技术提供一种分布式文件系统中支持快照的元数据信息管理方法，所述方法包括以下步骤：步骤1：对段资源进行管理；步骤2：创建文件快照并对创建的文件快照进行修改；步骤3：对iNode资源进行管理；步骤4：创建目录快照并对创建的目录快照进行修改。所述步骤1中，段资源的基本属性包括引用计数RC和分裂版本SV；步骤1具体包括以下步骤：步骤1-1：段布局中相应的文件数据内容发生改变时，若引用计数RC＞1，则对段资源进行分裂；步骤1-2：当删除文件时，元数据服务器将修改相应iNode资源引用的所有RC，使RC＝RC-1；如果段资源的RC值为0，则通知数据服务器删除段布局对应的文件，并从段管理器中回收段资源。设ino表示当前修改文件的iNode资源，seg表示当前修改数据内容对应的段资源，元数据服务器对seg进行分裂过程如下：1)如果seg布局相关元数据服务器空间不足，则为seg_new构建新布局；否则，拷贝seg给新段资源seg_new，并设置seg_new属性RC＝1，SV＝0；2)如果seg与seg_new布局一致且相关数据服务器支持数据对象文件的快照，则建立seg中对应对象文件的快照并映射给seg_new对应对象文件；否则，拷贝seg中对应对象文件作为seg_new的对象文件；3)seg属性RC＝RC-1，SV＝SV+1；4)ino引用seg_new。所述步骤2包括以下步骤：步骤2-1：设ino表示文件快照源，ino_snap表示需创建的快照文件，则元数据服务器创建文件快照过程如下：1)拷贝ino中所有段资源引用信息给ino_snap；2)设置ino引用的所有段资源RC属性：RC＝RC+1。步骤2-2：创建文件快照完成后，对文件快照的修改依据段资源管理进行处理。所述步骤3中，所述iNode资源的基本属性包括引用计数RC和分裂版本SV；步骤3具体包括以下步骤：步骤3-1：当客户端需要修改指定路径的文件/目录时，客户端将从根目录开始，向元数据服务器逐级获取该路径上各目录项的iNode资源；若遇目录项的iNode资源属性RC>1，则需要从该目录项开始，执行iNode资源的分裂处理，直到路径上最后一级目录项的iNode资源完成；步骤3-2：当客户端删除指定路径的目录时，元数据服务器执行删除目录流程；步骤3-3：如果客户端删除指定路径的文件时，依据修改目录处理流程，完成文件所在目录的分裂处理；然后依据段资源管理中删除文件的处理流程，完成删除处理。所述步骤3-1中，设ino表示当前目录项的iNode资源，ino_parent表示父目录项的iNode资源，元数据服务器对ino进行分裂的过程如下：1)设置ino属性RC＝RC-1，SV＝SV+1；2)拷贝ino资源信息给新iNode资源ino_new，并设置ino_new属性RC＝1，SV＝0；3)ino_parent引用ino_new；4)由于ino_new与ino引用相同的资源，如果ino是文件类型，则所有引用的段资源属性RC＝RC+1；如果ino是目录类型，则所有引用的iNode资源属性RC＝RC+1。所述步骤3-2包括以下步骤：1)依据修改目录处理流程，完成分裂处理；设ino_parent表示带删除目录项父目录项的iNode资源；2)删除ino_parent中对应ino的目录项，并设置ino属性RC＝RC-1；3)若RC值为0，则从iNode管理器中回收ino。所述4包括以下步骤：步骤4-1：设ino表示目录快照源，ino_snap_parent表示目录快照的父目录，则元数据服务器创建目录快照过程如下：1)在ino_snap_parent中增加目录项，目录项名称为目录快照名称，目录项的iNode引用ino；2)设置ino属性RC＝RC+1；步骤4-2：创建目录快照完成后，对目录快照的修改依据iNode资源管理进行处理。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：1)本专利技术将分布式文件系统中MDS的元数据信息采用了资源化管理方案，为快照的实现奠定了基础；并通过详细介绍段资源管理和iNode资源管理，说明了这种资源管理方法能够自然支持快照；2)与传统快照实现方案相比，本专利技术无需对快照进行特殊处理，同时消除了快照源与快照之间的依赖关系，有效降低了快照实现的复杂度；3)同时，依据分布式文件系统的特点，本专利技术将COW特性在MDS端细化到段的层面，降低了COW单次分裂的代价；4)该专利技术已为一种分布式文件系统实现了快照功能。附图说明图1是创建快照前文件的iNode资源ino_1所引用的段资源示意图；图2是创建文件快照完成后文件和段信息示意图；图3是文件ino_1修改seg_3及文件ino_1_0修改seg_2示意图；图4是删除文件ino_1后文件和段信息示意图；图5是创建目录快照前目录结构及iNode资源信息示意图；图6是创建目录/d_a的快照/snap_d_a示意图；图7是修改/snap_d_a/d_b目录项信息示意图；图8是删除/snap_d_a/d_b_ext目录项示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细说明。本专利技术提供一种分布式文件系统中支持快照的元数据信息管理方法，所述方法包括以下步骤：步骤1：对段资源进行管理；所述步骤1中，段资源的基本属性包括引用计数RC(ReferenceCount)和分裂版本SV(SplitVersion)；步骤1具体包括以下步骤：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分布式文件系统中支持快照的元数据信息管理方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：步骤1：对段资源进行管理；步骤2：创建文件快照并对创建的文件快照进行修改；步骤3：对iNode资源进行管理；步骤4：创建目录快照并对创建的目录快照进行修改。

【技术特征摘要】
1.一种分布式文件系统中支持快照的元数据信息管理方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：步骤1：对段资源进行管理；步骤2：创建文件快照并对创建的文件快照进行修改；步骤3：对iNode资源进行管理；步骤4：创建目录快照并对创建的目录快照进行修改；所述步骤1中，段资源的基本属性包括引用计数RC和分裂版本SV；步骤1具体包括以下步骤：步骤1-1：段布局中相应的文件数据内容发生改变时，若引用计数RC＞1，则对段资源进行分裂；步骤1-2：当删除文件时，元数据服务器将修改相应iNode资源引用的所有RC，使RC＝RC-1；如果段资源的RC值为0，则通知数据服务器删除段布局对应的文件，并从段管理器中回收段资源；设ino表示当前修改文件的iNode资源，seg表示当前修改数据内容对应的段资源，元数据服务器对seg进行分裂过程如下：1)如果seg布局相关元数据服务器空间不足，则为seg_new构建新布局；否则，拷贝seg给新段资源seg_new，并设置seg_new属性RC＝1，SV＝0；2)如果seg与seg_new布局一致且相关数据服务器支持数据对象文件的快照，则建立seg中对应对象文件的快照并映射给seg_new对应对象文件；否则，拷贝seg中对应对象文件作为seg_new的对象文件；3)seg属性RC＝RC-1，SV＝SV+1；4)ino引用seg_new。2.根据权利要求1所述的分布式文件系统中支持快照的元数据信息管理方法，其特征在于：所述步骤2包括以下步骤：步骤2-1：设ino_snap表示需创建的快照文件，则元数据服务器创建文件快照过程如下：1)拷贝ino中所有段资源引用信息给ino_snap；2)设置ino引用的所有段资源RC属性：RC＝RC+1；步骤2-2：创建文件快照完成后，对文件快照的修改依据段资源管理进行处理。3.根据权利要求1所述的分布式文件系统中支持快照的元数据信息管理方法，其特征在于：所述步骤3中，所述iNode资源的基本属性包括引用计数RC和分裂版本SV；步骤3具体包括以下步骤：步骤3-1：当客户端需要修改指定路径的文件/目录时，客...

【专利技术属性】
技术研发人员：季旻，郭照斌，付根希，李博，苗艳超，
申请(专利权)人：无锡城市云计算中心有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32