來說，元數(shù)據(jù)服務(wù)器映射給虛擬化代理的元數(shù)據(jù)是以虛擬卷為單位。
[0030]元數(shù)據(jù)服務(wù)器傳給虛擬化代理的每個虛擬卷的元數(shù)據(jù)是使用段來組織。一個段將虛擬卷的一段連續(xù)扇區(qū)對應(yīng)到一個目標(biāo)段，一個目標(biāo)段是一個(線性)或多個(條分)存儲設(shè)備上的一段連續(xù)的扇區(qū)。每個段的組織如下:
(邏輯起始扇區(qū)，扇區(qū)數(shù)目，目標(biāo)段類型，目標(biāo)段描述符)
目標(biāo)段類型有兩種:線性(linear)和條分(striped)。每個后面都帶有各自的目標(biāo)段描述符，其組織格式如下:
線性:
(目標(biāo)設(shè)備標(biāo)識，起始扇區(qū))
比如:linear /dev/ada 0條分:
(條分?jǐn)?shù)，條帶大小，目標(biāo)設(shè)備1，起始扇區(qū)1，目標(biāo)設(shè)備2，起始扇區(qū)2，......)
比如:striped 2 32 /dev/ada 0/dev/sdb 0將按照如下原則映射第一個16K大小的邏輯塊(chunk):
LV chunk 1_> sda, chunk 1LV chunk 2_> sda, chunk 1LV chunk 3_> sda, chunk 2LV chunk 4_> sda, chunk 2綜合起來，一個可能的虛擬卷的元數(shù)據(jù)表如下:
0 1028160 linear/dev/sda 01028160 3903762 1106 inear/dev/ada 0
上述的虛擬卷元數(shù)據(jù)表是將sda和sdb線性的連接起來?；蛘? 2056320 striped 232/dev/sda 0 /dev/sdb 02056320 2875602 linear/dev/sdb 1028160
上述的虛擬卷元數(shù)據(jù)表是將邏輯塊0-2056320條分映射到磁盤sda和磁盤sdb上,條帶大小為16K。而邏輯塊2056320-2875602則是線性映射到磁盤sdb從1028160扇區(qū)開始的819282個扇區(qū)。
[0031]元數(shù)據(jù)服務(wù)器發(fā)送給虛擬化代理的一個虛擬卷的元數(shù)據(jù)的完整結(jié)構(gòu)見圖4。
[0032]其中，虛擬卷頭包含虛擬卷的有關(guān)信息，如卷大小，讀寫權(quán)限等；段頭指明了其后所接的段的數(shù)目；每個段的格式如前所述。
[0033]這種分段表示方法和映射表表示方法(把虛擬卷分為若干固定大小的塊，每個塊對應(yīng)一個存儲設(shè)備上相同大小的塊〕相比，大大減少了表示一個虛擬卷所需的元數(shù)據(jù)的長度，縮短了元數(shù)據(jù)在元數(shù)據(jù)服務(wù)器上存儲以及在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)臅r間。
[0034]元數(shù)據(jù)服務(wù)器和虛擬化代理通過各自的通信接口通過以太網(wǎng)進(jìn)行通信。通信以會話為基本單位，一個完整會話由兩個部分組成:
1.請求:由通信模型的一端向另外一端發(fā)送一個請求包，包頭+數(shù)據(jù)(如果有)。
[0035]2.應(yīng)答:在另外一端受到請求的時候，就執(zhí)行這個請求，并返回一個包頭+數(shù)據(jù)(如果有)的執(zhí)行結(jié)果。
[0036]如果在規(guī)定的時間內(nèi)沒有應(yīng)答的化，就認(rèn)為通信失敗，不再等待，認(rèn)為這個通信過程失敗。
[0037]所有的通信的請求都是如RQST_XXXX表示，所有的通信的應(yīng)答都是如RESP_XXXX表示。主要的請求類型包括:
RQST_L0GIN主機(jī)登陸到元數(shù)據(jù)服務(wù)器 RQST_L0G0UT主機(jī)從元數(shù)據(jù)服務(wù)器退出 RQST_SETPV 設(shè)置主機(jī)所需的物理卷 RQST_SETLV 設(shè)置主機(jī)的虛擬卷的元數(shù)據(jù) RQST_RESETLV重新設(shè)置虛擬卷的元數(shù)據(jù) RQST_L0CKLV鎖定虛擬卷 RQSTJJNLOCKLV解鎖虛擬卷
一臺主機(jī)要加入虛擬化存儲系統(tǒng)中，需要向元數(shù)據(jù)服務(wù)器注冊。主機(jī)啟動后，虛擬化代理自動發(fā)送注冊包給元數(shù)據(jù)服務(wù)器返回給主機(jī)一個唯一的主機(jī)標(biāo)識，即Host ID，和一個驗證碼，即host key虛擬化代理可將該標(biāo)識存入本地文件。以后的所有該主機(jī)和元數(shù)據(jù)服務(wù)器交互，都以主機(jī)標(biāo)識來區(qū)分主機(jī)。
[0038]主機(jī)完成注冊后，元數(shù)據(jù)服務(wù)器就可以根據(jù)管理員的命令把邏輯卷分配給主機(jī)使用。元數(shù)據(jù)服務(wù)器首先向虛擬化代理發(fā)送AETPV請求包，把主機(jī)所用到的物理卷的全局唯一標(biāo)識符信息發(fā)送給虛擬化代理。虛擬化代理根據(jù)此請求掃描磁盤，找到對應(yīng)的物理卷，在內(nèi)核中建立所有物理卷的列表，并向元數(shù)據(jù)服務(wù)器發(fā)送響應(yīng)包。然后元數(shù)據(jù)服務(wù)器向虛擬化代理發(fā)送SETLV請求包，把分配給主機(jī)的虛擬卷的元數(shù)據(jù)信息發(fā)送給虛擬化代理。虛擬化代理根據(jù)元數(shù)據(jù)信息在內(nèi)核中構(gòu)造出相應(yīng)的虛擬設(shè)備，并給元數(shù)據(jù)服務(wù)器發(fā)送SETLV響應(yīng)包。之后，主機(jī)就可以對該虛擬設(shè)備進(jìn)行使用了。在使用過程中，虛擬化代理利用從元數(shù)據(jù)服務(wù)器得到的元數(shù)據(jù)對發(fā)往虛擬卷的I/O命令重定向，除非虛擬卷的元數(shù)據(jù)發(fā)生改變，否則虛擬化代理不需要與元數(shù)據(jù)服務(wù)器通信。
[0039]在存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的多前端主機(jī)共享存儲環(huán)境中，一個虛擬卷可能分配給多個前端主機(jī)使用。為了滿足不間斷服務(wù)的需求，當(dāng)配置操作需要改變該虛擬卷的元數(shù)據(jù)(即虛擬卷和物理卷的映射關(guān)系，如虛擬卷擴(kuò)容)時，不能中斷前端主機(jī)提供的服務(wù)。因此該過程中必須對前端主機(jī)對虛擬卷的訪問進(jìn)行控制，以確保數(shù)據(jù)的一致性。虛擬化管理系統(tǒng)釆用一種鎖機(jī)制保證虛擬卷的元數(shù)據(jù)發(fā)生改變時數(shù)據(jù)的一致性。元數(shù)據(jù)服務(wù)器可以向前端主機(jī)的虛擬化代理發(fā)出對虛擬卷的加鎖和解鎖請求。虛擬化代理收到對一個虛擬卷的加鎖請求后，把所有I/o命令隊列中已經(jīng)被重定向但還沒有完成的I/O命令被發(fā)往底層存儲設(shè)備執(zhí)行，所有后續(xù)的對虛擬卷的I/o命令被推遲執(zhí)行，并且不被重定向。虛擬化代理收到對一個虛擬卷的解鎖請求后，把所有被推遲的的I/o命令用新的元數(shù)據(jù)重定向，并重新放入I/O命令隊列中等待執(zhí)行。
[0040]在線改變虛擬卷元數(shù)據(jù)的過程如圖5所示。首先元數(shù)據(jù)服務(wù)器會根據(jù)元數(shù)據(jù)確定這個虛擬卷已經(jīng)分配給哪些前端主機(jī)使用，然后向這些前端主機(jī)的虛擬化代理發(fā)送加鎖該虛擬卷的請求，虛擬化代理收到該請求后執(zhí)行加鎖操作并向元數(shù)據(jù)服務(wù)器發(fā)回響應(yīng)。元數(shù)據(jù)服務(wù)器在收到所有的加鎖虛擬卷的成功響應(yīng)之后，它的元數(shù)據(jù)管理模塊按照需要生成新的元數(shù)據(jù)，再向擁有該虛擬卷使用權(quán)限的前端主機(jī)發(fā)送重置虛擬卷的請求，虛擬化代理收到請求后把虛擬卷舊的元數(shù)據(jù)替換為新的元數(shù)據(jù)。最后，元數(shù)據(jù)服務(wù)器在收到所有的重置虛擬卷的成功響應(yīng)之后，向虛擬化代理發(fā)送解鎖虛擬卷請求，虛擬化代理把所有被推遲的的I/o命令用新的元數(shù)據(jù)重定向并執(zhí)行。
[0041]由于只有當(dāng)所有虛擬化代理的相應(yīng)虛擬卷的舊元數(shù)據(jù)都替換為新元數(shù)據(jù)后，元數(shù)據(jù)服務(wù)器才會發(fā)送解鎖請求，所以可以避免不同虛擬化代理使用不同元數(shù)據(jù)對虛擬卷進(jìn)行訪問造成數(shù)據(jù)不一致的情況。另外，當(dāng)這個過程中的某個環(huán)節(jié)產(chǎn)生錯誤時，元數(shù)據(jù)服務(wù)器用一種回滾的方式恢復(fù)到命令執(zhí)行前的狀態(tài)保證元數(shù)據(jù)的一致性。
[0042]各服務(wù)器上的虛擬化代理主要實現(xiàn)虛擬卷到實際物理盤的地址轉(zhuǎn)換，以及從元數(shù)據(jù)服務(wù)