【文章內(nèi)容簡介】 供全局鎖機(jī)制，保證不同節(jié)點(diǎn)訪問相同文件系統(tǒng)相同文件并發(fā)訪問的一致性，通過細(xì)粒度的鎖設(shè)計(jì)，保證系統(tǒng)的并發(fā)性，如圖13所示。圖 13 集群多節(jié)點(diǎn)并發(fā)訪問技術(shù)當(dāng)不同節(jié)點(diǎn)訪問文件F1的不同區(qū)域時(shí)，通過該文件的所有者(Owner)進(jìn)行仲裁，如果沒有其他節(jié)點(diǎn)訪問對應(yīng)區(qū)域，則允許該節(jié)點(diǎn)讀寫數(shù)據(jù)；如果發(fā)現(xiàn)有其他節(jié)點(diǎn)訪問該區(qū)域，則出現(xiàn)沖突，該所有者就會讓新請求等待，直到讀寫該區(qū)域的請求完成，然后通知等待該區(qū)域的節(jié)點(diǎn)競爭鎖。通過此機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了集群多節(jié)點(diǎn)范圍內(nèi)的一致鎖所處理；同時(shí)，通過細(xì)粒度的區(qū)域鎖設(shè)計(jì)，保證高并發(fā)。 技術(shù)特點(diǎn)N8500集群存儲系統(tǒng)采用全Active、全共享設(shè)計(jì)。文件系統(tǒng)為所有引擎節(jié)點(diǎn)共享而不是與特定節(jié)點(diǎn)綁定，所有引擎節(jié)點(diǎn)可以并發(fā)訪問同一文件系統(tǒng)，不存在負(fù)荷熱點(diǎn)問題。N8500所有引擎節(jié)點(diǎn)互為備份，某一節(jié)點(diǎn)故障時(shí)，故障節(jié)點(diǎn)原來承擔(dān)的應(yīng)用可以切到其它在線節(jié)點(diǎn)。N8500所有節(jié)點(diǎn)提供業(yè)務(wù)，互為備用，具有更高的系統(tǒng)可靠性和資源利用率。 快照技術(shù) 技術(shù)背景N8500集群NAS存儲系統(tǒng)中的文件系統(tǒng)快照，支持生成源文件系統(tǒng)在某個時(shí)間點(diǎn)上的一致性映像，在不中斷正常業(yè)務(wù)的前提下，快速得到一份與源文件系統(tǒng)一致的數(shù)據(jù)副本。副本生成之后立即可用，并且對副本的讀寫操作不再影響源文件系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)。因此通過文件系統(tǒng)快照技術(shù)就可以解決如在線備份、數(shù)據(jù)分析、應(yīng)用測試等難題。用戶可以通過多種方法使用存儲檢查點(diǎn)。例如，它們可用于：■ 創(chuàng)建可以備份到磁帶的文件系統(tǒng)的穩(wěn)定映像?！?提供源文件系統(tǒng)的磁盤備份，在意外刪除情況下，最終用戶可以恢復(fù)自己的文件。■ 在安裝修補(bǔ)程序之前，創(chuàng)建應(yīng)用程序的二進(jìn)制副本，以允許出現(xiàn)問題時(shí)進(jìn)行還原?！?創(chuàng)建文件系統(tǒng)的磁盤備份，可用作傳統(tǒng)的基于磁帶備份的補(bǔ)充，從而提供更快的備份和恢復(fù)功能。 技術(shù)原理N8500的文件系統(tǒng)快照采用了寫前拷貝（copyonwrite）技術(shù)方式來實(shí)現(xiàn)，其實(shí)現(xiàn)原理如下： 在文件系統(tǒng)未進(jìn)行任何快照前，數(shù)據(jù)寫入動作與未創(chuàng)建快照的文件系統(tǒng)一樣：對數(shù)據(jù)的任何修改操作，會直接寫入文件系統(tǒng)中對原有數(shù)據(jù)進(jìn)行覆蓋，原有數(shù)據(jù)不會被保留。 為文件系統(tǒng)創(chuàng)建快照時(shí)，首先會凍結(jié)該文件系統(tǒng)，創(chuàng)建一個沒有任何實(shí)際數(shù)據(jù)的快照文件集，快照文件集僅包含指向主文件系統(tǒng)的一組指針。由于不需要拷貝數(shù)據(jù)，因此整個過程耗時(shí)極少，從一秒以內(nèi)到數(shù)秒不等，與文件系統(tǒng)中的文件數(shù)量有關(guān)。N8500中的快照文件集與主文件系統(tǒng)共同使用文件系統(tǒng)空間，無需單獨(dú)為快照分配特定的空間。圖 14 主文件系統(tǒng)及其快照文件集 剛創(chuàng)建的快照不包含任何實(shí)際數(shù)據(jù)，只包含指向主文件系統(tǒng)的一組指針，當(dāng)用戶訪問快照時(shí)，實(shí)際上訪問的是主文件系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)。當(dāng)主文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)發(fā)生變化后，首先舊數(shù)據(jù)被拷貝到快照文件集中，然后新數(shù)據(jù)才會寫到主文件系統(tǒng)中（即copyon write）。圖 15 新生成快照圖 16 主文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)更新 隨著主文件系統(tǒng)不斷被更新，原有的數(shù)據(jù)塊會逐漸的拷貝到快照文件集中，但如果需要更新的塊已經(jīng)被快照文件集保存過一次，這時(shí)就不會發(fā)生拷貝操作，只更新主文件系統(tǒng)即可，因?yàn)榭煺瘴募诚竦闹皇巧煽煺諘r(shí)刻的主文件系統(tǒng)映像。 當(dāng)用戶需要恢復(fù)出快照點(diǎn)時(shí)刻的數(shù)據(jù)時(shí)，可通過快照數(shù)據(jù)的回滾快速實(shí)現(xiàn)，通過回滾，文件系統(tǒng)可將數(shù)據(jù)恢復(fù)到快照點(diǎn)時(shí)刻，從而避免了快照點(diǎn)后因?yàn)槿藶榈腻e誤或者病毒的入侵等引起的源文件系統(tǒng)損壞造成的數(shù)據(jù)丟失。需要說明的是，快照的回滾是不可逆的，回滾只能將數(shù)據(jù)恢復(fù)到某一特定的時(shí)間點(diǎn)，但該時(shí)間點(diǎn)到故障點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)將會丟失。如果僅僅是特定的幾個文件被損壞、誤修改、誤刪除，則無需進(jìn)行整個文件系統(tǒng)的回滾，直接從特定時(shí)間的快照文件集中將這些文件恢復(fù)到主文件系統(tǒng)中即可。 當(dāng)快照被刪除后，指向主文件系統(tǒng)的指針和寫入時(shí)拷貝數(shù)據(jù)都將被清空，快照創(chuàng)建時(shí)間點(diǎn)的數(shù)據(jù)變?yōu)椴豢捎谩?從上面的過程可以看到，當(dāng)快照創(chuàng)建后，無論后續(xù)的數(shù)據(jù)怎樣的讀寫和改變，只要快照不被刪除，我們均能夠及時(shí)的獲取到快照創(chuàng)建時(shí)間點(diǎn)的數(shù)據(jù)。 技術(shù)特點(diǎn)216。 可寫快照N8500中的文件系統(tǒng)快照可以為用戶提供讀寫業(yè)務(wù)，用戶可通過創(chuàng)建快照方便的重定義數(shù)據(jù)用途，實(shí)現(xiàn)諸如測試、備份、歸檔等各類操作。對快照的修改操作，需要說明的是，如果對某一快照執(zhí)行了寫操作，那么該快照將不再是快照創(chuàng)建時(shí)間點(diǎn)的一致性映像，不能使用該快照進(jìn)行文件系統(tǒng)回滾。圖 17 對快照進(jìn)行數(shù)據(jù)更新216。 快速數(shù)據(jù)恢復(fù)對于傳統(tǒng)的離線備份，備份數(shù)據(jù)無法直接在線讀取，必須經(jīng)過較長時(shí)間的數(shù)據(jù)恢復(fù)過程才能夠獲得原數(shù)據(jù)在備份時(shí)間點(diǎn)的可用副本，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的還原。N8500的文件系統(tǒng)快照可以直接從快照中恢復(fù)出快照時(shí)間點(diǎn)的數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)了方便的數(shù)據(jù)回滾。216。 循環(huán)定時(shí)快照，實(shí)現(xiàn)持續(xù)數(shù)據(jù)保護(hù)N8500對同一文件系統(tǒng)支持多個時(shí)間點(diǎn)的快照，用戶可以定制策略定時(shí)自動進(jìn)行快照的創(chuàng)建操作。當(dāng)多個時(shí)間點(diǎn)的快照采用循環(huán)的方式沿時(shí)間軸向前推進(jìn)自動操作時(shí)，就非常方便且低成本的實(shí)現(xiàn)了持續(xù)數(shù)據(jù)保護(hù)。216。 快照對性能的影響在文件系統(tǒng)中使用快照并非對系統(tǒng)性能沒有影響。在文件系統(tǒng)中創(chuàng)建快照后，讀操作的性能不會受到影響，但卻增加了寫操作的復(fù)雜度。當(dāng)原文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)更新較大時(shí)，寫操作增加，系統(tǒng)性能有一定的降低。 動態(tài)分級存儲技術(shù) 技術(shù)背景N8500動態(tài)分級存儲特性的主要價(jià)值是降低平均聯(lián)機(jī)存儲硬件成本，而又不會相應(yīng)地增加管理的復(fù)雜性。重要的文件放置在高可用性、高性能（相應(yīng)地，成本也非常高）的存儲設(shè)備上；不太重要的文件放置在成本較低的、性能和可用性規(guī)格較低的設(shè)備上。N8500動態(tài)分級存儲特性可自動將文件重定位到正確類型的存儲設(shè)備上，而不更改它們在文件系統(tǒng)命名空間中的邏輯位置。由于物理重定位的文件保留在相同的邏輯位置上，因此使用動態(tài)分級存儲特性可以不需要對應(yīng)用程序配置和操作步驟進(jìn)行更改。對于應(yīng)用程序和用戶而言，動態(tài)分級存儲中的文件重定位是透明的。N8500動態(tài)分級存儲包括兩部分：支持多卷文件系統(tǒng)，以及在由文件系統(tǒng)管理的存儲內(nèi)基于策略自動遷移文件。 技術(shù)原理216。 多卷文件系統(tǒng)的屬性N8500可以構(gòu)建多個文件系統(tǒng)，并讓這些文件系統(tǒng)的邏輯命名空間分布在多個存儲卷上。構(gòu)建文件系統(tǒng)所使用的各個卷被稱作該文件系統(tǒng)的卷集。卷集中的各個卷是從單個存儲單元中的 LUN 配置的。事實(shí)上，占用多個卷的文件系統(tǒng)對于應(yīng)用程序是透明的。該文件系統(tǒng)中的所有文件都是同一命名空間的一部分，在訪問和處理這些文件時(shí)就如同它們?nèi)空加脝蝹€卷一樣。基于文件系統(tǒng)的卷存儲層相對于基于硬件的多層存儲方法有一個重要的優(yōu)點(diǎn)。與基于硬件的解決方案（它的各個層都基于由磁盤陣列提供的 LUN）不同的是，N8500卷可以是任何需要的容量和配置，如果有 I/O 性能或容錯需要，甚至可以跨接多個N8500存儲單元。N8500動態(tài)分級存儲特性所使用的文件系統(tǒng)必定是多卷文件系統(tǒng)。216。 使用放置級別以管理文件位置多卷文件系統(tǒng)的管理員可以通過定義文件放置策略（可控制初始文件位置和重定位現(xiàn)有文件的環(huán)境）來控制卷集內(nèi)的文件位置。文件放置策略由一些規(guī)則組成，這些規(guī)則將文件的位置限制為由管理員定義的、文件系統(tǒng)卷集中各個卷的子集。這些子集被稱為放置級別。通常，用存儲層來標(biāo)識放置級別。根據(jù)策略規(guī)則，將在指