CN104050248A - 一种文件存储***及存储方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种文件存储***，包括存储设备，用于存储文件数据；文件***数据库，用于存储所述文件数据的存储路径，并保证文件元数据的一致性；文件服务器，用于统一管理所述存储设备和所述文件***数据库，并根据所述文件***数据库指定的路径从所述存储设备获得所述文件数据并向客户端提供反馈信息；操作***，用于控制程序运行，并为用户提供交互操作界面。该文件存储***简化了管理，避免了混乱，可以有效地利用存储空间，降低成本，客户端在扩容时不会感知。

Description

一种文件存储***及存储方法
技术领域
本发明涉及存储技术，具体涉及一种文件存储***及文件存储方法。
背景技术
“媒体资产”是指以视音频、图片、多媒体、文字等业务数据形式存在的数据。“媒体资产”是重要的无形资产，经过多年的积累，这些视音频、文字和图片等内容，都具有极高的价值。目前“媒体资产”的功能包括采集与存储，自动编目、浏览与检索、下载、编辑、发布等。“媒体资产”是通过媒资管理***来管理，即，使用数据库的形式建立编目标引、相关数据、内容简介、权限等附属信息，使之成为可以被重复有效利用的资源，可以用于再次发布、作为素材制作新节目或者直接出售。
作为媒资管理***重要组成部分的存储***，其用于“媒体资产”数据的存储。在媒资管理***运行时，客户端通过网络访问存储***。常见的网络结构有单网模式和双网模式。
对于双网模式而言，如图1所示，客户端11通过光纤网和以太网与SAN设备12联网，MDS元数据管理服务器13和管理子***14用于管理媒资管理***。这种双网模式需要安装多块网卡(以太网卡和HBA光纤卡)，还需配置光纤交换机，网络部署复杂，组网的成本较高。
对于单网模式而言，如图2所示，客户端21和SAN设备22通过以太网联网，MDS元数据管理服务器23和管理子***24用于管理媒资管理***。单网模式虽然简化了网络结构，但同双网模式一样，客户端需要安装特别客户端软件，不同厂商提供的软件之间互操作困难。
另外，相关技术人员还提出利用NAS(Network AttachedStorage:网络附属存储)设备来存储，如图3所示，客户端31和SAN设备32通过以太网联网。但这种存储方式虽然网络组网简单，构建成本低，客户端也无需安装特别软件就可工作。但由于没有统一的元数据管理，容易造成数据、文件管理的混乱，NAS服务器之间的数据冗余增加，存储空间浪费，每台NAS设备都需要分别管理，费时费力而且容易出错，升级扩容需要通知客户端。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种文件存储***和存储方法，其可以简化管理，避免混乱，而且可以有效地利用存储空间，降低成本，客户端在文件存储***扩容时不会感知。
解决上述技术问题的所采用的技术方案是提供一种文件存储***，包括：
存储设备，用于存储文件数据；
文件***数据库，用于存储所述文件数据的存储路径,并保证文件元数据的一致性；
文件服务器，用于统一管理所述存储设备和所述文件***数据库，并根据所述文件***数据库指定的路径从所述存储设备获得所述文件数据并向客户端提供反馈信息；
操作***，用于控制程序运行，并为用户提供交互操作界面。
其中，所述文件服务器包括：
文件***接口，用于所述客户端与文件存储***之间的通讯；
统一文件管理模块，统一管理所述存储设备和所述文件***数据库，并根据所述文件***数据库指定的路径从所述存储设备获得所述文件数据。
其中，所述文件***接口支持CIFS、FTP和HTTP协议。
其中，所述统一文件管理模块包括：
文件元数据管理单元，用于生成文件元数据，以及维护所述文件元数据；
文件数据I/O单元，用于根据所述文件元数据管理单元提供的所述文件元数据访问所述存储设备以获得所述文件数据，并将所述文件数据通过所述操作***提供给所述客户端。
其中，所述文件元数据包括文件索引节点、文件大小、访问和修改时间及文件数据的存储路径。
其中，文件数据I/O单元与所述操作***之间通过文件接口和/或块数据接口通讯。
其中，所述存储设备为NAS设备、SNA设备和iSCSI设备中的一种，或者多种设备混搭，所述文件服务器与所述存储设备通过光纤网和/或以太网通讯。
其中，包括多台所述文件服务器，多台所述文件服务器并行运行，并通过共享访问所述文件***数据库；
负载均衡模块，用于均衡多台所述文件服务器的工作量。
本发明还提供一种文件存储方法，其基于文件存储***，所述文件存储***包括：存储设备，用于存储文件数据；文件***数据库，用于存储所述文件数据的存储路径，并保证文件元数据的一致性；文件服务器，用于统一管理所述存储设备和所述文件***数据库，并根据所述文件***数据库指定的路径从所述存储设备获得所述文件数据并向客户端提供反馈信息；操作***，用于控制程序运行，并为用户提供交互操作界面；包括以下步骤：
客户端向所述操作***提出访问请求；
所述文件服务器根据所述操作***的访问请求从所述文件***数据库获得所述文件数据的存储路径；
所述文件服务器根据所述存储路径访问所述存储设备获得所述文件数据并向所述操作***挂载所述文件数据；
所述操作***将所述文件数据发送客户端。
其中，客户端向所述操作***提出访问请求包括读请求和写请求。
其中，所述文件服务器通过文件数据I/O单元向所述操作***挂载所述文件数据。
其中，所述文件数据I/O单元直接将所述文件数据挂载所述操作***；或者，通过块数据封装后向所述操作***挂载所述文件数据。
其中，包括并行运行的多个所述文件服务器，所述多个文件服务器通过负载均衡模块分配工作量。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供的文件存储***将文件数据存储在存储设备中，文件***数据库存储文件数据的存储路径，并保证文件元数据的一致性，当客户端提出访问请求时，文件服务器从文件***数据库获得文件数据的存储路径，并根据该存储路径访问存储在存储设备中的文件数据，即文件***数据库统一管理存储设备，既简化了管理，避免了管理的混乱；又避免了数据冗余，有效地利用了存储空间。客户端不直接访问存储设备，而是通过文件服务器间接获得访问数据，因此，客户端不会感知存储后台，可以不通知客户端而对文件存储***任意升级扩容；而且，客户端可以使用多种标准协议访问文件存储***，从而延伸了文件存储***的使用范围。另外，客户端与文件服务器的组网不再受存储设备的影响，降低了组网成本。另一方面，存储设备的架构不受客户端的影响，可以融合多种存储架构，兼容多种类型存储设备，并满足各种文件存储***的应用需求。
作为本发明的一个优选实施例，文件存储***包括多个文件服务器，多个文件服务器并行运行，文件存储***可以随性能的提高水平扩容，而且客户端不会感知。
附图说明
图1为现有媒资管理***采用的双网模式的结构图；
图2为现有媒资管理***采用的单网模式的结构图；
图3为现有媒资管理***采用的NAS设备；
图4为本发明实施例文件存储***与客户端的原理框图；
图5为本发明实施例文件服务器的原理框图；
图6为本发明实施例统一文件管理模块的原理框图；
图7为本发明实施例文件存储方法的流程图。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的文件存储***和文件存储方法进行详细描述。
如图4所示，本实施例文件存储***包括存储设备41、文件***数据库42、文件服务器43和操作***(图中未示出)。其中，存储设备41用于存储文件数据；文件***数据库42用于存储文件数据的存储路径，并保证文件元数据的一致性；文件服务器43用于统一管理存储设备和文件***数据库，并根据文件***数据库指定的路径从存储设备获得文件数据并向客户端40提供反馈信息；操作***，用于控制程序运行，并为用户提供交互操作界面。
存储设备41可以采用NAS设备、SNA设备和iSCSI设备中的一种设备或者多种设备混搭。为了扩大文件存储***的存储空间，文件存储***通常会设置多个存储设备41，文件服务器43寻找所需的文件数据需要花费较长时间。本实施例通过文件***数据库42来记录文件数据的具体存储位置，可以减少文件服务器43的查询文件数据的时间，从而提高文件服务器43的运行效率。文件服务器43与存储设备41可通过光纤网和/或以太网连接。
本实施例的文件存储***设有三个文件服务器43，这三个文件服务器43并行运行，通过共享访问文件***数据库42。如图5所示，每一文件服务器43包括文件***接口51和统一文件管理模块52，文件***接口51用于客户端与文件存储***之间的通讯。统一文件管理模块52用于统一管理存储设备41和文件***数据库42，并根据文件***数据库42指定的路径从存储设备41获得文件数据。文件***接口支持CIFS协议、FTP协议和HTTP协议，CIFS协议、FTP协议和HTTP协议在操作***45环境下运行。
如图6所示，统一文件管理模块52包括文件元数据管理单元61和文件数据I/O单元62，文件元数据管理单元61用于生成文件元数据以及维护文件元数据。换言之，文件元数据管理单元61配置存储设备41的访问路径，以便于文件数据I/O单元62后续对存储设备的操作。文件数据I/O单元62用于根据文件元数据管理单元61提供的文件元数据访问存储设备41，以获得文件数据，并将文件数据通过操作***45提供给客户端。文件元数据包括文件索引节点、文件大小、访问和修改时间及文件数据的存储路径。
文件数据I/O单元62与操作***45之间的通讯通过文件接口和/或块数据接口实现。
在本实施例中，为了提高多台文件服务器43的运行效率，文件存储***还包括负载均衡模块44，用于均衡(分配)多台文件服务器43的工作量。多台文件服务器43并行运行，文件存储***可以随性能的提高水平扩容，而且客户端不会感知。
本实施例提供的文件存储***将文件数据存储在存储设备中，文件***数据库存储文件数据的存储路径，当客户端提出访问请求时，文件服务器从文件***数据库获得文件数据的存储路径，并根据该存储路径访问存储在存储设备中的文件数据，即文件***数据库统一管理存储设备，既简化了管理，避免了管理的混乱；又避免了数据冗余，有效地利用了存储空间。客户端不直接访问存储设备，而是通过文件服务器间接获得访问数据，因此，客户端不会感知存储后台，可以不通知客户端而对文件存储***任意升级扩容；而且，客户端可以使用多种标准协议访问文件存储***，从而延伸了文件存储***的使用范围。另外，客户端与文件服务器的组网不再受存储设备的影响，降低了组网成本。另一方面，存储设备的架构不受客户端的影响，可以融合多种存储架构，兼容多种类型存储设备，并满足各种文件存储***的应用需求。
本实施例还提供一种文件存储方法，该方法基于本实施例提供的文件存储***，文件存储***的具体结构详见上文，在此不再赘述。如图7和图8所示，文件存储方法其包括以下步骤：
步骤S1，客户端向操作***提出访问请求。
用户通过客户端向操作***45提出访问请求，访问请求包括读请求、写请求或更新请求。下面以读请求为例进行说明。
步骤S2，文件服务器根据操作***的访问请求从文件***数据库获得文件数据的存储路径。
操作***45向文件服务器提出访问请求，设于服务器中的文件元数据管理单元61根据操作***45的访问请求向文件***数据库42发出请求获得元数据，即文件元数据管理单元61向文件***数据库42发出查询文件数据的路径的请求，文件***数据库42将元数据发送文件元数据管理单元61。
步骤S3，文件服务器根据存储路径访问存储设备获得文件数据并向操作***挂载文件数据。
设于文件服务器的文件元数据管理单元61根据文件***数据库42提供的元数据，通过文件数据I/O单元62访问存储设备41以获得文件数据，文件数据I/O单元62将文件数据发送操作***45。
文件数据I/O单元62与存储设备41之间的通讯方式与存储设备41有关。例如，当存储设备41为SAN设备或NAS设备时，无需进行块数据封装，直接使用文件接口；当存储设备41为SCSI类型的设备时，需要进行数据封装(如果反向，则需文件数据分块操作)。
步骤S4，操作***将文件数据发送客户端。
操作***45将获得的文件数据发送客户端。
在本实施例提供的文件存储方法中，客户端并不直接访问存储设备，而是通过文件服务器来获得文件数据，客户端不会感知存储后台，可以不通知客户端而对文件存储***任意升级扩容；而且客户端与文件服务器的组网不再受存储设备的影响，降低了组网成本。另一方面，存储设备的架构不受客户端的影响，可以融合多种存储架构，兼容多种类型存储设备，并满足各种文件存储***的应用需求。文件数据的存储路径由文件***数据库统一管理，文件服务器根据文件***数据库提供的存储路径访问存储设备，既简化了管理，避免了管理的混乱；又避免了数据冗余，有效地利用了存储空间。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种文件存储***，其特征在于，包括：
存储设备，用于存储文件数据；
文件***数据库，用于存储所述文件数据的存储路径,并保证文件元数据的一致性；
文件服务器，用于统一管理所述存储设备和所述文件***数据库，并根据所述文件***数据库指定的路径从所述存储设备获得所述文件数据并向客户端提供反馈信息；
操作***，用于控制程序运行，并为用户提供交互操作界面。
2.根据权利要求1所述的文件存储***，其特征在于，所述文件服务器包括：
文件***接口，用于所述客户端与文件存储***之间的通讯；
统一文件管理模块，统一管理所述存储设备和所述文件***数据库，并根据所述文件***数据库指定的路径从所述存储设备获得所述文件数据。
3.根据权利要求2所述的文件存储***，其特征在于，所述文件***接口支持CIFS、FTP和HTTP协议。
4.根据权利要求2所述的文件存储***，其特征在于，所述统一文件管理模块包括：
文件元数据管理单元，用于生成文件元数据，以及维护所述文件元数据；
文件数据I/O单元，用于根据所述文件元数据管理单元提供的所述文件元数据访问所述存储设备以获得所述文件数据，并将所述文件数据通过所述操作***提供给所述客户端。
5.根据权利要求4所述的文件存储***，其特征在于，所述文件元数据包括文件索引节点、文件大小、访问和修改时间及文件数据的存储路径。
6.根据权利要求4所述的文件存储***，其特征在于，文件数据I/O单元与所述操作***之间通过文件接口和/或块数据接口通讯。
7.根据权利要求1所述的文件存储***，其特征在于，所述存储设备为NAS设备、SNA设备和iSCSI设备中的一种，或者多种设备混搭，所述文件服务器与所述存储设备通过光纤网和/或以太网通讯。
8.根据权利要求1所述的文件存储***，其特征在于，包括多台所述文件服务器，多台所述文件服务器并行运行，并通过共享访问所述文件***数据库；
负载均衡模块，用于均衡多台所述文件服务器的工作量。
9.一种文件存储方法，其基于文件存储***，所述文件存储***包括：存储设备，用于存储文件数据；文件***数据库，用于存储所述文件数据的存储路径，并保证文件元数据的一致性；文件服务器，用于统一管理所述存储设备和所述文件***数据库，并根据所述文件***数据库指定的路径从所述存储设备获得所述文件数据并向客户端提供反馈信息；操作***，用于控制程序运行，并为用户提供交互操作界面；
其特征在于，包括以下步骤：
客户端向所述操作***提出访问请求；
所述文件服务器根据所述操作***的访问请求从所述文件***数据库获得所述文件数据的存储路径；
所述文件服务器根据所述存储路径访问所述存储设备获得所述文件数据并向所述操作***挂载所述文件数据；
所述操作***将所述文件数据发送客户端。
10.根据权利要求9所述的文件存储方法，其特征在于，客户端向所述操作***提出访问请求包括读请求和写请求。
11.根据权利要求9所述的文件存储方法，其特征在于，所述文件服务器通过文件数据I/O单元向所述操作***挂载所述文件数据。
12.根据权利要求10所述的文件存储方法，其特征在于，所述文件数据I/O单元直接将所述文件数据挂载所述操作***；或者，通过块数据封装后向所述操作***挂载所述文件数据。
13.根据权利要求9所述的文件存储方法，其特征在于，包括并行运行的多个所述文件服务器，所述多个文件服务器通过负载均衡模块分配工作量。
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