CN103067418A - 一种元数据重建方法、设备及*** - Google Patents

一种元数据重建方法、设备及*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种元数据重建方法、设备及***，该方法包括：仲裁节点Master确定本地元数据丢失后，发送元数据汇报命令给分布式文件***中的所有数据节点DataServer，其中，所述本地元数据为所述Master存储的、分布式文件***中所有文件的元数据信息；Master接收DataServer返回的所述DataServer自身所存储的文件的元数据信息；Master根据接收的元数据信息，重建本地元数据。本发明中仲裁节点Master丢失元数据之后，从各数据节点DataServer收集元数据信息完成本地元数据的重建，保证了只要DataServer上原文件还存在，就能将***的元数据完整重建出来。

Description

一种元数据重建方法、设备及***
技术领域
本发明涉及分布式文件***技术领域，尤其涉及一种元数据重建方法、设备及***。
背景技术
分布式文件***(Distributed File System)是指文件***管理的物理存储资源不一定直接连接在本地节点上，而是通过计算机网络将多台计算机上的存储资源整合起来，提供一个全局的命名空间，当访问这个文件***时，客户看到的目录结构是一致的。
分布式文件***中包括两类节点设备，一类为数据节点设备，命名为DataServer，用来存储用户实际需要的文件资源，另一类为仲裁节点设备，命名为Master，用来保存元数据，元数据为关于实际文件资源的名称、文件大小、存储路径、修改时间、访问时间等信息的数据。当用户访问分布式文件***时，必须首先访问仲裁节点来获取元数据信息，才能进一步查询到所需的文件资源，因此，元数据在分布式文件***中起到非常重要的作用，元数据的安全决定了整个***的安全。
为了确保元数据的安全，传统的分布式文件***一般采用Master集群的方式，即将主用Master(能够为用户提供服务的Master)上的元数据拷贝多份，存储到多个不同的设备上，形成多个备用Master。然而，这种方式具有以下缺点：每当数据节点上的文件资源发生改变时，都需要主用Master和备用Master同步更新元数据，由于备用Master的更新是由主用Master在自身更新完之后复制过去的，因此不能保证备用Master上所保存的元数据与主用Master上的元数据时刻保持一致性，而且这种更新过程大大降低了整个文件***的性能，使得用户响应时间延长；当主用Master损坏后，需要将备用Master上的元数据复制回来，这种重建元数据的过程耗时较长，在元数据重建期间主用Master不能正常为用户提供服务，并且一旦在重建过程中备用Master也出现异常(例如机器、硬盘等出现故障，使得备用Master也被损坏)，则元数据就可能会因此丢失，整个***就将彻底崩溃。
发明内容
本发明提供一种元数据重建方法、设备及***，仲裁节点Master通过从各数据节点DataServer收集元数据信息来完成本地元数据的重建，保障了Master上元数据的安全性。
本发明方法包括：
一种元数据重建方法，包括：
仲裁节点Master确定本地元数据丢失后，发送元数据汇报命令给分布式文件***中的所有数据节点DataServer，其中，所述本地元数据为所述Master存储的、分布式文件***中所有文件的元数据信息；
Master接收DataServer返回的所述DataServer自身所存储的文件的元数据信息；
Master根据接收的元数据信息，重建本地元数据。
一种元数据重建方法，包括：
数据节点DataServer接收仲裁节点Master发送的元数据汇报命令；
DataServer将自身所存储文件的元数据信息返回给Master。
一种仲裁节点Master设备，包括：
发送汇报模块，用于确定本地元数据丢失后，发送元数据汇报命令给分布式文件***中的所有数据节点DataServer设备，其中，所述本地元数据为所述Master设备存储的、分布式文件***中所有文件的元数据信息；
总接收模块，用于接收DataServer设备返回的所述DataServer设备自身所存储的文件的元数据信息；
重建模块，用于根据接收的元数据信息，重建本地元数据。
一种数据节点DataServer设备，包括：
汇报接收模块，用于接收仲裁节点Master设备发送的元数据汇报命令；
汇报模块，用于将所述DataServer设备自身所存储文件的元数据信息返回给Master设备。
本发明提供一种元数据重建方法、设备及***，仲裁节点Master丢失元数据之后，从各数据节点DataServer收集元数据信息完成本地元数据的重建，保证了只要DataServer上原文件还存在，就能将***的元数据完整重建出来。
附图说明
图1为本发明的对应仲裁节点Mater的一种元数据重建方法流程图；
图2为本发明的对应数据节点DataServer的一种元数据重建方法流程图；
图3为本发明实施例提供的一种分布式文件***结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种仲裁节点Master设备；
图5为本发明实施例提供的一种数据节点DataServer设备；
图6为本发明实施例提供的一种分布式文件***示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本发明元数据重建方法、设备及***的具体实施方式作进一步详细描述。
本发明提供一种元数据重建方法，如图1所示，包括如下步骤：
步骤101，仲裁节点Master确定本地元数据丢失后，发送元数据汇报命令给分布式文件***中的所有数据节点DataServer，其中，所述本地元数据为所述Master存储的、分布式文件***中所有文件的元数据信息。
步骤102，Master接收DataServer返回的所述DataServer自身所存储的文件的元数据信息。
步骤103，Master根据接收的元数据信息，重建本地元数据。
传统的分布式文件***元数据重建方法中，主用Master需要通过复制备用Master上的元数据信息来重建本地元数据，这样就有可能会因备用Master没能及时同步更新元数据信息而导致主用Master重建后的元数据与DataServer所存储文件的实际情况不同步；而且这种传统的元数据重建过程还受到备用Master稳定性的影响，例如当备用Master也出现元数据丢失的情况时，整个***就会因为不能复原元数据而完全崩溃。
本发明方案是由丢失元数据的Master从各DataServer上获取所述DataServer所存储文件的元数据信息来重建本地元数据，这样，只要DataServer所存储的文件是稳定的，则该Master就肯定可以重建出与文件实际情况相同步的元数据；因此本元数据重建方法不需要依赖其他Master，就可以保证整个分布式文件***元数据的安全性，同时这种结构可省去拷贝多份元数据到其他Master上的工作，提高了整个文件***的性能。
分布式文件***中文件分散存储于多个DataServer上，Master向所有的DataServer发送元数据汇报命令后，各DataServer都会将自身所存储的文件的元数据信息返回给Master，以供Master重建本地元数据使用，因此元数据重建需要一个过程，在此期间若有用户请求访问文件，则Master依然可以为用户提供服务，优选的，Master接收到用户发送的请求访问文件的请求消息后，判断所述请求访问的文件的元数据信息是否已经被重建好，若确定已经重建成功时，将所述请求访问的文件的元数据信息返回给所述用户；若确定还未重建成功时，可以采用以下方式：Master向所有DataServer广播所述请求访问文件的请求消息，然后Master从存储所述请求访问的文件的DataServer中，接收所述请求访问的文件的元数据信息；最后Master将接收的请求访问的文件的元数据信息转发给用户。
当用户请求访问的文件分散存储于多个DataServer中时，Master就需要获取这些组成用户请求的文件却分散在各DataServer中的部分的元数据信息，将其汇总之后返回给用户。优选的，所述请求访问的文件由多个DataServer共同存储时，Master将所述多个DataServer分别返回的对应自身存储部分的元数据信息进行汇总，然后再发送给用户。
上述元数据重建方法对应的是仲裁节点Master，而对于数据节点DataServer，本发明也提供一种元数据重建方法，如图2所示，包括：
步骤201，数据节点DataServer接收仲裁节点Master发送的元数据汇报命令。
步骤202，DataServer将自身所存储文件的元数据信息返回给Master。
DataServer存储了所有用户需要的文件，对这些文件进行的任何操作，都记录在元数据信息中，因此，DataServer上具有最根本的文件元数据信息，但由于分布式文件***中存在有多个DataServer，Master重建元数据时，就需要这些DataServer将自身所存储文件的元数据信息汇报给Master。
DataServer在将自身所存储文件的元数据信息汇报给Master的过程中，可能会接收到Master广播的用户请求访问文件的请求消息，这种情况下，为了及时响应用户的请求，DataServer可以选择优先对所述请求消息进行处理，尽快向Master返回用户所请求的文件的元数据信息。优选的，DataServer接收到Master广播的用户请求访问文件的请求消息时，开启独立线程扫描自身是否存储有所述请求访问的文件，并在确定自身存储了所述请求访问的文件时，将所述请求访问的文件的元数据信息返回给Master。
本发明提供一种分布式文件***中元数据重建方法实施例：如图3所示，分布式文件***包含一个仲裁节点Master和三个数据节点DataServer_1、DataServer_2、DataServer_3。其中，DataServer_1上存储有文件File_1，DataServer_2上存储有文件File_2和文件File_3，DataServer_3上存储有文件File_4、文件File_5和文件File_6；Master上存储有以上所有文件的元数据信息，形成本地元数据。
当所述分布式文件***中Master上存储的本地元数据丢失后，采用以下元数据重建方法：
步骤a1，Master发送元数据汇报命令给所有数据节点DataServer_1、DataServer_2、DataServer_3。
步骤a2，DataServer_1收到所述元数据汇报命令后，将自身存储的文件File_1的元数据信息发送给Master；DataServer_2收到所述元数据汇报命令后，将自身存储的文件File_2、文件File_3的元数据信息发送给Master；DataServer_3收到所述元数据汇报命令后，将自身存储的文件File_4、文件File_5、文件File_6的元数据信息发送给Master；Master收到各DataServer发送来的元数据信息后随即重建相应的本地元数据。
元数据重建过程中，Master仍可为用户提供服务，例如收到用户发送的请求访问文件File_5的请求消息时，采用以下步骤为用户提供服务：
步骤b1，Master判断文件File_5的元数据信息是否已经被重建好，若是，则执行步骤b2，否则，执行步骤b3。
步骤b2，Master将已经重建好的文件File_5的元数据信息发送给用户。
步骤b3，Master将用户发送的请求消息广播给分布式文件***中所有的DataServer，执行下一步。
步骤b4，各DataServer接收所述请求消息后，开启单独的线程扫描自身存储是否存储有文件File_5，在DataServer_3确定自身包含有该文件File_5时，将文件File_5的元数据信息返回给Master。
步骤b5，Master接收DataServer_3返回的文件File_5的元数据信息后，将其转发给用户。
当用户请求访问的文件分别由多个DataServer共同存储时，例如用户请求访问的文件包括DataServer2上的文件File_3和DataServer3上的文件File_4时，则Master采用以下方式为用户提供服务：
步骤c1，Master收到所述请求消息后，首先确定用户请求访问的文件分别存储于多个DataServer上，然后判断文件File_3和文件File_4的元数据信息是否已经被重建好，若是，则执行步骤c2，否则，执行步骤c3。
步骤c2，Master将已经重建好的文件File_3和文件File_4的元数据信息汇总后发送给用户。
步骤c3，Master将所述请求消息广播给分布式文件***中所有的DataServer，执行下一步。
步骤c4，各DataServer接收所述请求消息后，开启单独的线程来进行处理：扫描自身存储的文件，在确定其中包含所述请求内容时，将所述请求内容对应的元数据信息返回给Master。
步骤c5，Master接收DataServer2和DataServer3分别返回的文件File_3和文件File_4对应的元数据信息，将其汇总以后转发给用户。
传统的分布式文件***元数据重建方法，主用Master由于需要从备用Master上复制元数据信息来完成重建，因此不能在元数据的重建过程中继续为用户提供服务；而本发明实施例中，丢失元数据的Master获取各DataServer所存储文件的元数据信息后，即可重建该部分文件的元数据，因此Master可在重建过程中继续为用户提供服务，虽然这种服务的响应速度会比较慢(整个***降级运行)，但仍是可用的，并且在重建工作完成后，***就可以恢复正常运行，这样就有效提高了***的可用性。
根据本发明上述实施例提供的元数据重建方法，本发明实施例提供一种仲裁节点Master设备，其结构示意图如图4所示，包括：
发送汇报模块401，用于确定本地元数据丢失后，发送元数据汇报命令给分布式文件***中的所有数据节点DataServer设备，其中，所述本地元数据为所述Master设备存储的、分布式文件***中所有文件的元数据信息。
总接收模块402，用于接收DataServer设备返回的所述DataServer设备自身所存储的文件的元数据信息。
重建模块403，用于根据接收的元数据信息，重建本地元数据。
优选的，本发明实施例提供的仲裁节点Master设备还包括：
请求接收模块，用于接收用户发送的请求访问文件的请求消息；
第一返回用户模块，用于确定所述重建模块403已经将所述请求访问的文件的元数据信息重建成功时，将所述请求访问的文件的元数据信息返回给所述用户。
请求广播模块，用于接收用户发送的请求访问文件的请求消息，并确定所述重建模块403还未将所述请求访问的文件的元数据信息重建成功时，向所有DataServer设备广播所述请求消息。
分接收模块，用于从存储所述请求访问的文件的DataServer设备中，接收所述请求访问的文件的元数据信息。
第二返回用户模块，用于将接收的请求访问的文件的元数据信息转发给用户。
本发明实施例还提供一种数据节点DataServer设备，其结构示意图如图5所示，包括：
汇报接收模块501，用于接收仲裁节点Master设备发送的元数据汇报命令；
汇报模块502，用于将所述DataServer设备自身所存储文件的元数据信息返回给Master。
优选的，本发明实施例提供的数据节点DataServer设备还包括：
请求响应模块，用于接收Master设备广播的用户请求访问文件的请求消息后，开启独立线程扫描自身是否存储有所述请求访问的文件，并在确定自身存储了所述请求访问的文件时，将所述请求访问的文件的元数据信息返回给Master设备。
所述仲裁节点Master设备、数据节点DataServer设备的各个模块的具体实现功能参见上述分布式文件***中元数据重建方法的具体实现过程，在此不再赘述。
本发明实施例还提供一种分布式文件***，如图6所示，包括仲裁节点Master设备601和数据节点DataServer设备602；
所述仲裁节点Master设备601，用于确定本地元数据丢失后，发送元数据汇报命令给分布式文件***中的所有数据节点DataServer设备，其中，所述本地元数据为所述Master设备存储的、分布式文件***中所有文件的元数据信息；接收DataServer设备返回的所述DataServer设备自身所存储的文件的元数据信息；根据接收的元数据信息，重建本地元数据；
所述数据节点DataServer设备602，用于接收Master设备发送的元数据汇报命令；将自身所存储文件的元数据信息返回给Master设备。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (13)

1.一种元数据重建方法，其特征在于，包括：
仲裁节点Master确定本地元数据丢失后，发送元数据汇报命令给分布式文件***中的所有数据节点DataServer，其中，所述本地元数据为所述Master存储的、分布式文件***中所有文件的元数据信息；
Master接收DataServer返回的所述DataServer自身所存储的文件的元数据信息；
Master根据接收的元数据信息，重建本地元数据。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
Master接收用户发送的请求访问文件的请求消息；
Master确定所述请求访问的文件的元数据信息已经重建成功时，将所述请求访问的文件的元数据信息返回给所述用户。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
Master接收用户发送的请求访问文件的请求消息，并确定所述请求访问的文件的元数据信息还未重建成功时，向所有DataServer广播所述请求消息；
Master从存储所述请求访问的文件的DataServer中，接收所述请求访问的文件的元数据信息；
Master将接收的请求访问的文件的元数据信息转发给用户。
4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述请求访问的文件由多个DataServer共同存储时，
Master将所述多个DataServer分别返回的对应自身存储部分的元数据信息进行汇总，然后再发送给用户。
5.一种元数据重建方法，其特征在于，包括：
数据节点DataServer接收仲裁节点Master发送的元数据汇报命令；
DataServer将自身所存储文件的元数据信息返回给Master。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：
DataServer接收Master广播的用户请求访问文件的请求消息后，开启独立线程扫描自身是否存储有所述请求访问的文件，并在确定自身存储了所述请求访问的文件时，将所述请求访问的文件的元数据信息返回给Master。
7.一种仲裁节点Master设备，其特征在于，包括：
发送汇报模块，用于确定本地元数据丢失后，发送元数据汇报命令给分布式文件***中的所有数据节点DataServer设备，其中，所述本地元数据为所述Master设备存储的、分布式文件***中所有文件的元数据信息；
总接收模块，用于接收DataServer设备返回的所述DataServer设备自身所存储的文件的元数据信息；
重建模块，用于根据接收的元数据信息，重建本地元数据。
8.如权利要求7所述的设备，其特征在于，还包括：
请求接收模块，用于接收用户发送的请求访问文件的请求消息；
第一返回用户模块，用于确定所述重建模块已经将所述请求访问的文件的元数据信息重建成功时，将所述请求访问的文件的元数据信息返回给所述用户。
9.如权利要求8所述的设备，其特征在于，还包括：
请求广播模块，用于接收用户发送的请求访问文件的请求消息，并确定所述重建模块还未将所述请求访问的文件的元数据信息重建成功时，向所有DataServer设备广播所述请求消息；
分接收模块，用于从存储所述请求访问的文件的DataServer设备中，接收所述请求访问的文件的元数据信息；
第二返回用户模块，用于将接收的请求访问的文件的元数据信息转发给用户。
10.如权利要求8或9所述的设备，其特征在于，所述请求访问的文件由多个DataServer设备共同存储时，所述第一返回用户模块或第二返回用户模块还用于：将所述多个DataServer设备分别返回的对应自身存储部分的元数据信息进行汇总，然后再发送给用户。
11.一种数据节点DataServer设备，其特征在于，包括：
汇报接收模块，用于接收仲裁节点Master设备发送的元数据汇报命令；
汇报模块，用于将所述DataServer设备自身所存储文件的元数据信息返回给Master设备。
12.如权利要求11所述的设备，其特征在于，还包括：
请求响应模块，用于接收Master设备广播的用户请求访问文件的请求消息后，开启独立线程扫描自身是否存储有所述请求访问的文件，并在确定自身存储了所述请求访问的文件时，将所述请求访问的文件的元数据信息返回给Master设备。
13.一种分布式文件***，其特征在于，包括：
仲裁节点Master设备，用于确定本地元数据丢失后，发送元数据汇报命令给分布式文件***中的所有数据节点DataServer设备，其中，所述本地元数据为所述Master设备存储的、分布式文件***中所有文件的元数据信息；接收DataServer设备返回的所述DataServer设备自身所存储的文件的元数据信息；根据接收的元数据信息，重建本地元数据；
数据节点DataServer设备，用于接收Master设备发送的元数据汇报命令；将自身所存储文件的元数据信息返回给Master设备。
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Address before: 100871 Beijing, Haidian District into the house road, founder of the building on the 9 floor, No. 298

Applicant before: Peking Founder Group Co., Ltd.

Applicant before: Beida Fangzheng Electronics Co., Ltd., Beijing

C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20130424