CN101674332A - 基于网络的存储空间管理方法及服务器 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种基于网络的存储空间管理方法及服务器，其中，该方法包括：接收网络中请求终端发出的包含预存数据的数据存储请求；根据数据存储请求在网络中搜寻具有空闲存储空间的相邻终端；将预存数据发送至搜寻到的相邻终端的空闲存储空间中进行存储；将预存数据的存储路径进行存储。通过本发明，能够提高存储空间资源的利用率。

Description

基于网络的存储空间管理方法及服务器

技术领域

本发明涉及通信领域，具体地，涉及一种基于网络的存储空间管理方法及服务器。

背景技术

目前，企业、学校、政府等都配备了相当数量的个人电脑与服务器(以下称为计算机)，一般，这些计算机中都配备了至少一块硬盘，该硬盘用于安装操作***与存储数据。这些安装了UNIX或Windows的计算机上一般都支持NFS(Networking File-System，网络文件***)或CIFS(Common InternetFile System，通用Internet文件***)网络文件协议，用户可以将计算机中的一个或多个文件夹/目录以网络访问的形式共享，以供外部主机访问。其中，NFS是实现“文件访问(客户端)”与“文件存储(服务器端)”分离的网络文件***，而CIFS，与NFS类似，是主要运行于Windows平台的网络文件***。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：由于上述硬盘空间的利用率比较低，因此，硬盘空间上还留有较多的空闲存储空间。虽然每个计算机上面的空闲存储空间可能都较小，有的可能不到10GB，但是，对于计算机数量较多的某些场合来说，浪费的空闲存储空间是较多的。如何对这些较多的空闲存储空间进行统一的管理，目前尚未提出相关的技术方案。

发明内容

本发明实施例的主要目的在于提供一种基于网络的存储空间管理方法及服务器，以解决目前无法统一管理多个计算机的空闲存储空间的问题，从而提高空间资源的利用率。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种基于网络的存储空间管理方法，该方法包括：接收网络中请求终端发出的包含预存数据的数据存储请求；根据数据存储请求在网络中搜寻具有空闲存储空间的相邻终端；将预存数据发送至搜寻到的相邻终端的空闲存储空间中进行存储；将预存数据的存储路径进行存储。

本发明实施例还提供一种基于网络的存储空间管理服务器，该服务器包括：存储请求接收单元，用于接收网络中请求终端发出的包含预存数据的数据存储请求；存储空间搜寻单元，用于根据数据存储请求在网络中搜寻具有空闲存储空间的相邻终端；数据发送单元，用于将预存数据发送至搜寻到的相邻终端的空闲存储空间中进行存储；路径存储单元，用于将预存数据的存储路径进行存储。

借助于上述技术方案，通过对被请求终端的空闲存储空间进行统一管理，能够提高空间资源的利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据本发明实施例的基于网络的存储空间管理方法的流程图；

图2为根据本发明优选实施例的计算索引关键字的流程图；

图3为根据本发明实施例的目录树的示意图；

图4为根据本发明优选实施例的名字空间检索树的结构示意图；

图5为根据本发明优选实施例的文件检索树的结构示意图；

图6为根据本发明优选实施例的文件对象分布列表的结构示意图；

图7为应用本发明实施例的基于网络的存储空间管理服务器的简单网络架构框图；

图8为根据本发明实施例的基于网络的存储空间管理服务器的框图；

图9为根据本发明实施例的基于网络的存储空间管理服务器中路径存储单元的详细框图；

图10为根据本发明实施例的基于网络的存储空间管理服务器的详细框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如上所述，由于在某些场合有数量较多的计算机，如果能够把这些计算机中的空闲存储空间有效利用，将会节省较多的采购存储成本。基于此，本发明实施例提供了一种基于网络的存储空间管理方法及服务器，在下文中，为了描述方便，将发起存储请求的终端称为请求终端，将具有空闲存储空间的终端称为相邻终端，请求终端连接至存储空间管理服务器的一端，相邻终端连接至存储空间管理服务器的另一端。

为了更好地理解本发明实施例，首先对下文中出现的几个名词进行解释：

文件***：对文件的组织、访问、维护的统称，文件***分为本地文件***、网络文件***、以及分布式文件***。例如，NTFS(New TechnologyFile System，新式技术文件***)属于本地文件***，NFS或CIFS属于网络文件***，AFS(Andrew File System)等属于分布式文件***；

名字空间：即Namespace，访问主机访问存储***的时候需要向存储***提交标识，这个标识可以是文件名等形式，一组这样的标识成为一个名字空间，一个文件***属于一个名字空间；

文件对象：文件被分割为多个块，每个块称为一个文件对象。

以下结合附图对本发明实施例进行详细说明。

实施例一

本发明实施例提供了一种基于网络的存储空间管理方法，应用于存储空间管理服务器，图1是该存储空间管理方法的流程图，如图1所示，该方法包括：

步骤101，该服务器接收网络中请求终端发出的包含预存数据的数据存储请求；

步骤102，根据数据存储请求在网络中搜寻具有空闲存储空间的相邻终端；

步骤103，将预存数据发送至搜寻到的相邻终端的空闲存储空间中进行存储；

步骤104，该服务器将预存数据的存储路径进行存储。

由以上描述可以看出，通过服务器对具有空闲存储空间的相邻终端进行搜寻，实现了对空闲存储空间的统一有效管理。

在实际操作中，一个相邻终端可以对应一个文件***。类似于一个计算机可以共享多个文件夹，上述服务器也可以支持多个文件***，因此该服务器也可以称为文件***空间。考虑到绝大多数基于UNIX的计算机都支持NFS，基于Windows的计算机都支持CIFS，因此，请求终端、服务器和相邻终端之间的交互可以以NFS/CIFS协议进行。这样，无需在请求终端、或者相邻终端上面安装任何程序，通过该服务器就可以实现对各相邻终端的空闲存储空间的管理，当然，在实际操作中，还可以以其它协商一致的协议进行交互，本发明不限于此。

具体地，步骤102的具体操作为：服务器根据数据存储请求比较网络中相邻终端的空闲存储空间的大小；搜寻比较结果中空闲存储空间最大的最佳相邻终端。然后，服务器可以将预存数据优选地发送至搜寻到的最佳相邻终端的空闲存储空间中，以进行存储。例如，相邻终端1的空闲存储空间是5GB、相邻终端2的空闲存储空间是10GB、相邻终端3的空闲存储空间是8GB，则服务器搜寻到的最佳相邻终端为相邻终端2，即，相邻终端2为最佳的存储数据的终端。

这样，通过对各相邻终端的空闲存储空间大小的比较，可以实现均衡地利用空闲存储空间，避免了空闲存储空间利用不均衡的问题，提高了空间资源的利用率。

在步骤104中，服务器可以以目录树的形式存储预存数据的存储路径。目录树的结构以平衡查找树索引的形式记录在索引文件中，一般，每个文件***对应一个索引文件，索引文件用于指示目录树中的数据存放位置、大小，名称等信息。例如，平衡查找树可以是B+TREE，该B+TREE是一种优化了的平衡查找树，具有相当优秀的检索性能。其中，B+TREE索引的索引关键字可以用预存数据的文件名进行哈希运算后的结果表示。该哈希运算可以是CRC64算法，即，将变长的信息映射到定长的64Bit空间上。

也就是说，服务器可以以图2所示的流程计算索引关键字，该流程为：

步骤201，获取存储的数据名字，即，获取文件名；

步骤202，对存储的数据名字进行CRC64算法运算；

步骤203，将计算出的结果作为该数据的存储路径的索引关键字，即，以索引关键字查找相应的存储路径，以便后续的操作。

具体地，可以在服务器中构建一到多个目录树，图3是目录树的示意图，如图3所是，该目录树描述了一个文件***，其中，包含了树状目录(图中为dir)和目录下面的文件信息(图中为file，即，上文中的预存数据的信息)，目录下面的文件信息保存在目录的元信息中，这些文件信息也以B+TREE形式来索引。

在执行完步骤104之后，上述方法还可以包括：服务器接收网络中请求终端发出的编辑存储的预存数据的数据编辑请求；根据数据编辑请求在存储路径中查找存储的预存数据；将查找到的预存数据进行显示，以便请求终端编辑预存数据。

也就是说，在存储数据之后，用户还可以对存储的数据进行编辑，包括读取、添加、删除等操作。在服务器接收到用户的编辑请求后，首先根据请求终端请求操作的数据的名称查找到存储路径，然后根据存储路径查找到存储的数据，之后，执行打开操作，显示给用户，用户就可以在显示的数据上进行编辑。

以下以存储器根据请求终端的请求查找存储路径为例，来详细描述本发明实施例。在本例中，服务器为每个文件***独立建立了一个索引文件，目录树可以称为名字空间检索树，记录在索引文件中。其中，每个文件***对应一个名字空间。

服务器根据请求终端的请求查找相应的存储路径，这些查找都在图4所示的名字空间检索树中进行，如图4所示，该检索树以B+TREE形式组织，检索树包括叶子节点和叶子节点里面的索引(entry)，图中的bnode为叶子节点，图中中间上部所示的竖格为entry。检索树的一个叶子节点(bnode)包含了很多的索引(entry)，这些索引(entry)中包含了数据指针，该指针指向一个双向链表，这是因为检索树的查找关键字是以文件名的CRC64来表示的，所以有可能会有冲突的可能，另外也可能有目录同名的情况存在。

例如，对于路径信息为“/dir1/dir2/dir3/file1”这个文件的查找，首先，在名字空间检索树中查找dir1的信息，即，查找是哪个bnode；然后在dir1中找到dir2，即，查找是哪个entry；接着在dir2找dir3，即查找是哪个dnode(directory node，目录节点)，这个过程需要对检索树检索3次。

如图4右半部分所示的dnode，每个dnode包括目录的基本信息，例如，目录的名称，当目录名小于128字节时，该目录名直接保存在dnode中，当目录名大于128字节，则目录名称这个域是一个NULL值，需要采用目录指针的形式，该指针指向了一个2KB的空间，这个2KB空间保存了这个超过128字节的目录名，在这种结构下，该文件***最大可以支持2048字节的目录名。

dnode中最重要的信息是文件检索树(ftree)，dnode中的ftree指向了一个指向ftree结构的指针。ftree包括了当前目录包含的文件的快速索引。也就是说，当查询到目录节点(图4中的dnode)后，即，查找到文件file1的目录dir3后，通过目录的文件检索树(ftree)继续查询文件file1的相关信息，包括文件在不同节点上面的分布信息。

图5是上述文件检索树的结构示意图，如图5所示，一个叶子节点bnode的一个叶子中的一个数据域(entry)包括了一个fnode(file node，文件节点)列表，每个fnode中保存了文件的基本信息，其中，文件名称的保存方法和目录是一样的，最重要的信息是文件对象分布列表，该列表是一个链表。

图6是该文件对象分布列表的结构示意图，如图6所示，该列表记录了文件对象(图中所示为File-Object)在计算机上的信息，包括：文件对象在哪个计算机，即，主机ID，对象大小，对象ID、校验信息等信息。该文件对象分布列表可以使服务器方便地找到文件。

例如，如果需要存储的数据量大于最佳相邻终端的空闲存储空间，则可以将一部分数据存储在该最佳相邻终端的空闲存储空间，然后将另一部数据存储在次佳相邻终端的空闲存储空间上。该次佳相邻终端是指在步骤102的比较结果中空闲存储空间大小排在第二位的相邻终端，例如，相邻终端1的空闲存储空间是5GB、相邻终端2的空闲存储空间是10GB、相邻终端3的空闲存储空间是8GB，则最佳相邻终端为相邻终端2，次佳相邻终端为相邻终端3。这里的一部分数据可以称为文件对象1，另一部分数据可以称为文件对象2，服务器将文件对象1存储在最佳相邻终端之后，就保存文件对象1的存储路径，并在图6所示的文件对象分布列表记录文件对象1的信息，同样地，服务器将文件对象2存储在次佳相邻终端之后，就保存文件对象2的存储路径，并在图6所示的文件对象分布列表记录文件对象2的信息。这样，在用户想要编辑存储的数据时，服务器就可以根据文件对象1和文件对象2的存储路径，方便地找到整个文件，并显示给用户，以便用户进行编辑。

需要说明的是，上述基于图4、图5、图6所示结构的查找，是以图3所示的“root\dir1\file5”或“root\dir1\file6”或“root\dir1\file7”路径为例来实施的。对于如“root\file1”这样的路径，只需要利用上述图5、图6即可；对于如“root\dir1\dir2\file8”这样的路径，则需要利用两次图4所示的检索数、然后再利用图5、图6所示的结构来查找。也就是说，图4所示的检索数是用于查找目录的，图5所示的检索树是用于查找文件的，图6所示的列表是用于查找文件对象的。

实施例二

本发明实施例提供了一种基于网络的存储空间管理服务器(可以简称为服务器)，优选地该服务器用于实现上述实施例一中的方法。图7为包含服务器的一个网络结构框图，如图7所示，服务器3分别与一个或多个请求终端1和一个或多个相邻终端2连接，并以NFS/CIFS协议进行交互。

基于图7所示的网络结构，图8是根据本发明实施例的存储空间管理服务器的框图，如图8所示，该服务器包括：

存储请求接收单元801，用于接收网络中请求终端发出的包含预存数据的数据存储请求；

存储空间搜寻单元802，用于根据存储请求接收单元801接收的数据存储请求在网络中搜寻具有空闲存储空间的相邻终端；

数据发送单元803，用于将存储请求接收单元801接收的预存数据发送至存储空间搜寻单元802搜寻到的相邻终端的空闲存储空间中进行存储；

路径存储单元804，用于将预存数据的存储路径进行存储。

由以上描述可以看出，通过存储空间搜寻单元的搜寻，使得服务器可以将请求终端请求存储的数据存储在相邻终端的空闲存储空间中，实现了对空闲存储空间的统一有效管理。

优选地，上述路径存储单元804可以以目录树的形式保存存储路径。

如图9所示，上述存储空间搜寻单元802具体包括：

存储空间比较模块8020，用于根据数据存储请求比较网络中相邻终端的空闲存储空间的大小；

存储空间搜寻模块8021，用于搜寻存储空间比较模块8020的比较结果中空闲存储空间最大的最佳相邻终端。

通过存储空间比较模块8020对各相邻终端的空闲存储空间大小的比较，选择空闲存储空间最大的相邻终端来存储数据。这样，就可以均衡地利用空间资源，避免了请求终端的空闲存储空间利用不均衡的问题，提高了空间资源的利用率。

优选地，如图10所示，除了图8所示的单元，上述服务器还可以包括：

编辑请求接收单元805，用于接收网络中请求终端发出的编辑存储的预存数据的数据编辑请求；

数据查找单元806，用于根据数据编辑请求在路径存储单元804存储的存储路径中查找预存数据；

数据显示单元807，用于将根据数据查找单元806查找到的预存数据进行显示。

通过数据查找单元806和数据显示单元807，可以实现用户对已存储的数据的编辑。

在实际操作中，该服务器还可以包括：运算单元和映射单元，其中，运算单元，用于对请求终端请求操作的文件名进行哈希运算；映射单元，用于将运算单元的运算结果与路径存储单元804中的存储路径进行映射。这样，在以B+TREE索引形式下，运算单元就可以根据请求终端的请求对应的文件名计算出索引关键字，然后，映射单元根据索引关键字查找到相应的存储路径，之后，服务器就可以将根据存储路径将相应文件显示给用户。这里的哈希运算可以是CRC64算法。

具体的上述各单元、各模块的操作，可以参考上述实施例一中的相关描述，这里不再赘述。

为了更好的理解本发明，以下给出一个实例。

在室中，有三个Windows计算机，分别称为A、B和C，其中，A和B有空闲存储空间。假设，A可以共享的文件夹为DIR-A，B可以共享的文件夹为DIR-B，A的IP地址为192.168.0.10，B的IP地址为192.168.0.20。在现有技术中，用户在C上访问A和B上面的文件夹时，看见的是两个文件夹名分别是\\192.168.0.10\DIR-A和\\192.168.0.20\DIR-B的文件夹，DIR-A是一个独立的名字空间，DIR-B是一个独立的名字空间，即，DIR-A和DIR-B是两个目录。如果用户要向A和B存放文件，用户需要选择存放在哪个目录下，存放目录的哪个节点等。在计算机数量较少的情况下，用户可以自己选择存放位置，但是，当计算机的数量较多时，在用户选择存放位置后，可能发生有的计算机的空闲存储空间一直未被利用，而有的计算机的空闲存储空间全部被利用的情况，这就导致了空闲存储空间的利用率不均衡，降低了空间资源的利用率。

在本发明实施例中，通过上述的服务器，将DIR-A和DIR-B，当然还会有DIR-X等，虚拟为一个独立文件夹，使得面对访问用户的只是一个文件夹，用户的操作在此文件夹中实施即可，而对于用户实施操作的文件，具体如何存放和组织由服务器来维护。这样，服务器就可以有效地利用空间资源，提高空间资源的利用率。

例如，用户通过请求终端向服务器上传一个名称为a的文件夹，此时，服务器就选择合适的相邻终端来存储文件夹a，可以选择空闲存储空间最大的相邻终端A来存储文件a，A上的共享文件夹的名称为fs-space，则服务器就把文件夹a存储在fs-space中，并存储文件夹a的存储路径，用户在请求终端的显示器上看到是a文件夹。当该用户想要编辑文件夹a的内容时，只需点击“打开”文件夹a，此时，服务器就根据该请求计算关于a的索引关键字，然后，根据索引关键字查找与a相应的存储路径，之后，服务器根据存储路径找到fs-space中的文件夹a，执行“打开”操作，显示给用户，用户就可以对文件夹a中的数据进行编辑。

具体地服务器的存储和组织文件的过程，可以参考上述实施例一中的描述，这里不再赘述。

综上所述，通过本发明实施例，呈现给访问用户的是一个统一的名字空间，方便了访问用户的操作，同时，由服务器来统一管理空闲存储空间，使得空间资源可以有效地利用，提高了空间资源的利用率，节省了成本。由于上述实施例以NFS/CIFS提供对用户访问的接口为例来描述，因此上述服务器可以理解为一个虚拟的NFS/CIFS服务器。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，比如ROM/RAM、磁碟、光盘等。

以上的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1、一种基于网络的存储空间管理方法，其特征在于，所述方法包括：

接收所述网络中请求终端发出的包含预存数据的数据存储请求；

根据所述数据存储请求在所述网络中搜寻具有空闲存储空间的相邻终端；

将所述的预存数据发送至搜寻到的相邻终端的空闲存储空间中进行存储；

将所述预存数据的存储路径进行存储。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述数据存储请求在所述网络中搜寻具有空闲存储空间的相邻终端包括：

根据所述数据存储请求比较所述网络中相邻终端的空闲存储空间的大小；

搜寻比较结果中空闲存储空间最大的最佳相邻终端。

3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述的预存数据发送至搜寻到的相邻终端的空闲存储空间中进行存储包括：

将所述的预存数据发送至搜寻到的所述最佳相邻终端的空闲存储空间中进行存储。

4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在将所述预存数据的存储路径进行存储之后，所述方法还包括：

接收所述网络中请求终端发出的编辑存储的所述预存数据的数据编辑请求；

根据所述的数据编辑请求在所述存储路径中查找存储的所述预存数据；

将查找到的所述预存数据进行显示，以便请求终端编辑所述预存数据。

5、根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，将所述预存数据的存储路径进行存储包括：

以目录树的形式将所述预存数据的存储路径进行存储。

6、根据权利要求5所述的方法，其特征在于，

所述目录树以平衡查找树索引的形式表示，其中，索引关键字用所述预存数据的文件名进行哈希运算的结果表示。

7、一种基于网络的存储空间管理服务器，其特征在于，所述服务器包括：

存储请求接收单元，用于接收所述网络中请求终端发出的包含预存数据的数据存储请求；

存储空间搜寻单元，用于根据所述数据存储请求在所述网络中搜寻具有空闲存储空间的相邻终端；

数据发送单元，用于将所述的预存数据发送至搜寻到的相邻终端的空闲存储空间中进行存储；

路径存储单元，用于将所述预存数据的存储路径进行存储。

8、根据权利要求7所述的服务器，其特征在于，所述存储空间搜寻单元包括：

存储空间比较模块，用于根据所述数据存储请求比较所述网络中相邻终端的空闲存储空间的大小；

存储空间搜寻模块，用于搜寻所述存储空间比较模块的比较结果中空闲存储空间最大的最佳相邻终端。

9、根据权利要求7所述的服务器，其特征在于，所述服务器还包括：

编辑请求接收单元，用于接收所述网络中请求终端发出的编辑存储的所述预存数据的数据编辑请求；

数据查找单元，用于根据所述的数据编辑请求在所述路径存储单元存储的所述存储路径中查找所述预存数据；

数据显示单元，用于将查找到的所述预存数据进行显示。

10、根据权利要求7所述的服务器，其特征在于，所述路径存储单元用于以目录树的形式将所述预存数据的存储路径进行存储。

Images