CN114595167A - 分布式缓存***、方法以及装置 - Google Patents

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Abstract

本说明书实施例提供分布式缓存***、方法以及装置，其中分布式缓存***包括：管理节点，多个存储有缓存资源的存储节点以及客户端；管理节点获取各存储节点的缓存资源访问指标，基于各存储节点的缓存资源访问指标，确定符合预设过载条件的第一存储节点和目标地址空间段，以及符合预设调度条件的第二存储节点；向第二存储节点发送针对目标地址空间段的创建请求，在接收到第二存储节点返回的创建成功的响应消息后，向客户端发送映射建立请求；客户端接收到映射建立请求后，创建目标磁盘、目标地址空间段以及第二存储节点间的链路映射。本方案可以提升分布式缓存***中缓存资源的利用均衡性。

Description

分布式缓存***、方法以及装置
技术领域
本说明书实施例涉及计算机技术领域，特别涉及一种分布式缓存***。
背景技术
随着计算机技术的发展，通常利用包含多个存储节点的分布式缓存***中的缓存资源，对各项目的读/写请求进行加速，以提高读/写请求的处理效率。因此，如何分配分布式缓存***的缓存资源至关重要。
相关技术中，上述各存储节点通常分别存储同等的缓存资源，例如，同等的缓存模块Cache。在此基础上，各存储节点均匀对应多个地址空间段，各地址空间段分别对应的读/写请求访问相应存储节点中的缓存资源，实现读写加速。
但是，在具体应用中，不同项目的读/写请求数量不同，容易出现对各节点中缓存资源访问不均衡的问题。例如，部分存储节点的负载过大，部分存储节点的缓存利用率过低。因此，需要提供更加可靠的方案。
发明内容
有鉴于此，本说明书施例提供了一种分布式缓存***。本说明书一个或者多个实施例同时涉及一种分布式缓存方法，一种分布式缓存装置，一种计算设备，一种计算机可读存储介质以及一种计算机程序，以解决现有技术中存在的技术缺陷。
根据本说明书实施例的第一方面，提供了一种分布式缓存***，包括：管理节点，多个存储有缓存资源的存储节点，以及客户端；
所述管理节点，被配置为获取各存储节点的缓存资源访问指标，基于所述各存储节点的缓存资源访问指标，确定符合预设过载条件的第一存储节点和目标地址空间段，以及符合预设调度条件的第二存储节点；向所述第二存储节点发送针对所述目标地址空间段的创建请求，在接收到所述第二存储节点返回的创建成功的响应消息后，向所述客户端发送映射建立请求；
所述客户端，被配置为在接收到所述映射建立请求后，针对目标磁盘创建目标地址空间段的新链路映射，其中，所述新链路映射为所述目标磁盘、所述第二存储节点创建的目标地址空间段以及所述第二存储节点间的链路映射。
根据本说明书实施例的第二方面，提供了一种分布式缓存方法，应用于管理节点，包括：
获取各存储节点的缓存资源访问指标；
基于所述各存储节点的缓存资源访问指标，确定符合预设过载条件的第一存储节点和目标地址空间段，以及符合预设调度条件的第二存储节点；
向所述第二存储节点发送针对所述目标地址空间段的创建请求；
在接收到所述第二存储节点返回的创建成功的响应消息后，向客户端发送映射建立请求，其中，所述映射建立请求用于所述客户端在接收到所述映射建立请求后，针对目标磁盘创建目标地址空间段的新链路映射，所述新链路映射为所述目标磁盘、所述第二存储节点创建的目标地址空间段以及所述第二存储节点间的链路映射。
根据本说明书实施例的第三方面，提供了一种分布式缓存方法，应用于客户端，包括：
接收管理节点发送的映射建立请求，其中，所述映射建立为所述管理节点获取各存储节点的缓存资源访问指标，基于各存储节点的缓存资源访问指标，确定符合预设过载条件的第一存储节点和目标地址空间段，以及符合预设调度条件的第二存储节点，并向所述第二存储节点发送针对所述目标地址空间段的创建请求，在接收到所述第二存储节点返回的创建成功的响应消息后发送；
根据所述映射建立请求，针对目标磁盘创建目标地址空间段的新链路映射，其中，所述新链路映射为所述目标磁盘、所述第二存储节点创建的目标地址空间段以及所述第二存储节点间的链路映射。
根据本说明书实施例的第四方面，提供了一种分布式缓存装置，应用于管理节点，包括：
负载性能监控模块，被配置为获取各存储节点的缓存资源访问指标；基于所述各存储节点的缓存资源访问指标，确定符合预设过载条件的第一存储节点和目标地址空间段，以及符合预设调度条件的第二存储节点；
负载均衡调度模块，被配置为向所述第二存储节点发送针对所述目标地址空间段的创建请求；在接收到所述第二存储节点返回的创建成功的响应消息后，向客户端发送映射建立请求，其中，所述映射建立请求用于所述客户端在接收到所述映射建立请求后，针对目标磁盘创建目标地址空间段的新链路映射，所述新链路映射为所述目标磁盘、所述第二存储节点创建的目标地址空间段以及所述第二存储节点间的链路映射。
根据本说明书实施例的第五方面，提供了一种分布式缓存装置，应用于客户端，包括：
请求接收模块，被配置为接收管理节点发送的映射建立请求，其中，所述映射建立为所述管理节点获取各存储节点的缓存资源访问指标，基于各存储节点的缓存资源访问指标，确定符合预设过载条件的第一存储节点和目标地址空间段，以及符合预设调度条件的第二存储节点，并向所述第二存储节点发送针对所述目标地址空间段的创建请求，在接收到所述第二存储节点返回的创建成功的响应消息后发送；
映射建立模块，被配置为根据所述映射建立请求，针对目标磁盘创建目标地址空间段的新链路映射，其中，所述新链路映射为所述目标磁盘、所述第二存储节点创建的目标地址空间段以及所述第二存储节点间的链路映射。
根据本说明书实施例的第六方面，提供了一种计算设备，包括：
存储器和处理器；
所述存储器用于存储计算机可执行指令，所述处理器用于执行所述计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现上述分布式缓存方法的步骤。
根据本说明书实施例的第七方面，提供了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机可执行指令，该指令被处理器执行时实现上述分布式缓存方法的步骤。
根据本说明书实施例的第八方面，提供了一种计算机程序，其中，当所述计算机程序在计算机中执行时，令计算机执行上述分布式缓存*方法的步骤。
本说明书一个实施例实现了一种分布式缓存***，包括：管理节点，多个存储有缓存资源的存储节点，以及客户端。其中，管理节点，被配置为获取各存储节点的缓存资源访问指标，基于各存储节点的缓存资源访问指标，确定符合预设过载条件的第一存储节点和目标地址空间段，以及符合预设调度条件的第二存储节点；向第二存储节点发送针对目标地址空间段的创建请求，在接收到第二存储节点返回的创建成功的响应消息后，向客户端发送映射建立请求；客户端，被配置为在接收到映射建立请求后，针对目标磁盘创建目标地址空间段的新链路映射，其中，新链路映射为目标磁盘、第二存储节点创建的目标地址空间段以及第二存储节点间的链路映射。并且，读/写请求根据链路映射访问缓存资源。这样，可以基于对存储节点的负载性能监控，建立用于进行负载均衡调度的新链路映射；进而利用针对目标地址空间段的新链路映射将目标地址空间段处理的读/写请求，从过载的第一存储节点调度至第二存储节点。因此，原本访问第一存储节点中缓存资源的读/写请求转为访问第二存储节点中缓存资源，实现存储节点负载的均衡调度，提升分布式缓存***中缓存资源的利用均衡性。
附图说明
图1是相关技术中的一种分布式缓存***的结构示意图；
图2是本说明书一个实施例提供的一种分布式缓存***的结构示意图；
图3是本说明书一个实施例提供的一种应用于分布式缓存***的分布式缓存方法的流程图；
图4是本说明书一个实施例提供的一种分布式缓存***的应用场景示例图；
图5是本说明书一个实施例提供的一种应用于管理节点的分布式缓存方法的流程图；
图6是本说明书一个实施例提供的一种应用于客户端的分布式缓存方法的流程图；
图7是本说明书一个实施例提供的一种应用于管理节点的分布式缓存装置的结构示意图；
图8是本说明书一个实施例提供的一种应用于客户端的分布式缓存装置的结构示意图；
图9是本说明书一个实施例提供的一种计算设备的结构框图。
具体实施方式
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本说明书。但是本说明书能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本说明书内涵的情况下做类似推广，因此本说明书不受下面公开的具体实施的限制。
在本说明书一个或多个实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本说明书一个或多个实施例。在本说明书一个或多个实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本说明书一个或多个实施例中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或各可能组合。
应当理解，尽管在本说明书一个或多个实施例中可能采用术语第一、第二等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本说明书一个或多个实施例范围的情况下，第一也可以被称为第二，类似地，第二也可以被称为第一。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。
首先，对本说明书一个或多个实施例涉及的名词术语进行解释。
Cache：即计算、存储体系架构中的缓存功能模块。示例性的，根据程序访问或者IO访问的空间和时间局部性原理，能够利用高速的前端缓存存储介质例如Cache，对后端相对慢速存储介质进行读写加速，从而满足用户对计算、存储***的性能SLA需求。其中，SLA(Service Level Agreement，服务级别协议)，指提供服务的企业与客户之间就服务的品质、水准、性能等方面所达成的双方共同认可的协议或契约。
IO请求：读/写请求。I/O是input/output的缩写，即输入/输出端口。对于存储***的磁盘，可以通过输出端口读取磁盘的数据，或者通过输入端口往磁盘写入数据。因此，每一个读、写的请求即称为IO请求，简称IO。
Segment：即块设备，例如磁盘的某段不连续的地址空间(address space)，可以称为地址空间段。示例性的，一个块设备磁盘Disk x的容量大小为256GiB，条带为128KiB，在8个存储节点对Disk x进行分段管理。那么可以基于条带128KiB粒度，将Disk x的总体空间256GiB在8个存储服务节点均匀打散，各存储节点管理的Segment大小为32GiB，各存储节点包括单个容量为128KiB的多个不连续的地址空间段。其中，地址空间表示任何一个计算机实体所占用的内存大小。比如外设、文件、服务器或者一个网络计算机。地址空间包括物理空间以及虚拟空间。
参见图1，图1是相关技术中的一种分布式缓存***的结构示意图，具体包括：主机和多个存储节点；
主机用于运行项目A0至项目An。因此，主机可以包括至少一个客户端。并且，可以为项目分配指定数量个块设备，以利用块设备的容量处理项目的读/写请求。例如，为项目A0分配磁盘D0和磁盘D1。在此基础上，为了通过分布式缓存提高对读/写请求的处理速度，可以将磁盘的总体空间也就是总容量，按照预设条带粒度例如128KiB划分为多个条带：多个不连续的地址空间段，并在多个存储节点中均匀分布。例如，上述图1中项目A0的磁盘D0也就是Disk0划分为多个不连续的地址空间段，分别分布在存储节点0至存储节点m，即：地址空间段S0-0、地址空间段S0-1、……地址空间段S0-m。磁盘D1划分为：地址空间段S1-0、地址空间段S1-1、……地址空间段S1-m。类似的，对项目A1至项目An的磁盘，例如磁盘D2至Dy进行相似的划分，区别在于划分的磁盘不同。这样，磁盘处理项目的读/写请求时，该读/写请求访问地址空间段，并访问该地址空间段所属存储节点中的缓存资源例如Cache。
在图1所示的分布式缓存***中，不同项目的读/写请求数量不同，容易造成访问不同存储节点的缓存资源的读/写请求数量不均匀，导致存储节点的负载不均衡。参见图1，项目An的读/写请求数量超过数量阈值，磁盘Dx负载过大，利用磁盘Dx的地址空间段Sx-0和地址空间段Sx-1：Segment x-0、Segment x-1处理的读/写请求数量超过数量阈值，导致存储节点0和存储节点1的缓存资源不足，Disk x处理的读/写请求对Cache命中率低。并且，图1所示***中各存储节点的缓存资源可以看作高速性能层，各存储节点的低速容量可以看作低速容量层。在对缓存资源命中率降低的情况下，部分读/写请求转为访问低速容量，造成Disk x性能陡降，甚至恶劣情况下一定时间段内跌零：访问命中率为零。这样，会大大降低项目的SLA。而分布式缓存***中存在相对空闲的存储节点，例如存储节点m。因此，需要提供更加可靠的方案：缓存资源的利用均衡性更高的分布式缓存***。
为此，在本说明书中，提供了一种分布式缓存***，本说明书同时涉及一种分布式缓存方法，一种分布式缓存装置，一种计算设备，以及一种计算机可读存储介质，在下面的实施例中逐一进行详细说明。
参见图2，图2是本说明书一个实施例提供的一种分布式缓存***的结构示意图，具体包括：
管理节点202，多个存储有缓存资源的存储节点206，以及客户端204。
在具体应用中，与上述图1所示分布式缓存***中的主机类似的，客户端204可以被配置为运行目标项目。目标项目的数量可以为一个或者多个，例如可以为项目A0至项目An。并且，存储节点206的结构可以根据具体应用场景设置，例如，存储节点206中可以包含或者不包含低速容量层。管理节点202具体可以为一个或者多个计算设备，这都是合理的，本实施例对此不作限制。
管理节点202，被配置为获取各存储节点206的缓存资源访问指标，基于各存储节点206的缓存资源访问指标，确定符合预设过载条件的第一存储节点和目标地址空间段，以及符合预设调度条件的第二存储节点；向第二存储节点发送针对目标地址空间段的创建请求，在接收到第二存储节点返回的创建成功的响应消息后，向客户端发送映射建立请求。
在具体应用中，缓存资源访问指标为读/写请求访问存储节点中缓存资源产生，可以表征存储节点中缓存资源的利用率。示例性的，缓存资源访问指标可以包括以下指标中的至少一种：存储节点的节点缓存访问指标、地址空间段对存储节点的段缓存访问指标、地址空间段对存储节点的缓存资源命中指标。并且，管理节点202获取各存储节点206的缓存资源访问指标的方式可以是多种的。为了便于理解和合理布局，后续以可选实施例的形式对缓存资源访问指标，以及缓存资源访问指标的获取方式进行具体说明。
其中，第一存储节点和目标地址空间段符合预设过载条件，表明分配给目标地址空间段的读/写请求对第一存储节点中缓存资源的访问过载。第二存储节点符合预设调度条件，表明第二存储节点中缓存资源相对空闲。因此，可以将访问第一存储节点的缓存资源的读/写请求，调度至第二存储节点。为此，可以对读/写请求访问缓存资源的访问路径：链路映射进行调整：建立目标地址空间段所属目标磁盘、目标地址空间段与第二存储节点间的新链路映射。
客户端204，被配置为在接收到映射建立请求后，针对目标磁盘创建目标地址空间段的新链路映射，其中，新链路映射为目标磁盘、第二存储节点创建的目标地址空间段以及第二存储节点间的链路映射。
在具体应用中，链路映射表征读/写请求访问缓存资源的访问路径，可以按照链路映射发送读/写请求至相应的地址空间段进行处理。并且，该处理可以按照该链路映射访问相应存储节点的缓存资源，以通过缓存资源提高处理效率。因此，在一种可选的实施方式中，客户端204，还被配置为：
针对目标项目的读/写请求，确定用于处理读/写请求的目标磁盘；
查找包含目标磁盘的新链路映射；
根据新链路映射，将读/写请求发送至第二存储节点创建的目标地址空间段进行处理。
其中，目标磁盘可以指运行目标项目的客户端的磁盘。因此，确定用于处理读/写请求的目标磁盘，可以包括：获取目标项目的读/写请求包含的项目标识，利用该项目标识，从预先建立的磁盘与项目的对应关系中，查找目标项目对应的目标磁盘。并且，与上述图1所示分布式缓存***类似的，本实施例中的目标磁盘与目标地址空间段的关系为：划分目标磁盘，得到多个地址空间段，目标地址空间段属于该多个地址空间段。区别在于分布式缓存***不同。这样，本实施例的读/写请求可以通过新链路映射访问缓存资源，保证对存储节点的负载均衡调度，提高缓存资源利用的均衡性。
本说明书一个实施例中，读/写请求根据链路映射访问缓存资源。这样，可以基于对存储节点的负载性能监控，建立用于进行负载均衡调度的新链路映射；进而利用针对目标地址空间段的新链路映射将目标地址空间段处理的读/写请求，从过载的第一存储节点调度至第二存储节点。因此，原本访问第一存储节点中缓存资源的读/写请求转为访问第二存储节点中缓存资源，实现存储节点负载的均衡调度，提升分布式缓存***中缓存资源的利用均衡性。
为了便于理解，下面以图3所示的对上述分布式缓存***的应用为例，进行说明。参见图3，图3是本说明书一个实施例提供的一种应用于分布式缓存***的分布式缓存方法的流程图，具体可以包括以下步骤：
S302，管理节点获取各存储节点的缓存资源访问指标；
S304，管理节点基于各存储节点的缓存资源访问指标，确定符合预设过载条件的第一存储节点和目标地址空间段，以及符合预设调度条件的第二存储节点；
S306，管理节点发送针对目标地址空间段的创建请求至第二存储节点；
S308，第二存储节点返回创建成功的响应消息至管理节点；
S310，管理节点发送映射建立请求至客户端；
S312，客户端针对目标磁盘创建目标地址空间段的新链路映射，其中，新链路映射为目标磁盘、第二存储节点创建的目标地址空间段以及第二存储节点间的链路映射。
本实施例的技术方案与上述的分布式缓存***的技术方案属于同一构思，本实施例中未详细描述的细节内容，均可以参见上述分布式缓存***的技术方案的描述。
在一种可选的实施方式中，缓存资源访问指标，包括：节点缓存访问指标和段缓存访问指标；预设过载条件，包括：第一节点缓存访问阈值和段缓存访问条件；预设调度条件，包括：第二节点缓存访问阈值；
管理节点202，进一步被配置为：
从各存储节点中，确定节点缓存访问指标大于第一节点缓存访问阈值的第一存储节点，以及节点缓存访问指标小于第二节点缓存访问阈值的第二存储节点；
根据段缓存访问指标，确定第一存储节点的各地址空间段中，符合段缓存访问条件的目标地址空间段。
示例性的，存储节点1的节点缓存访问指标cache_occupancy大于第一节点缓存访问阈值χ，第一节点缓存访问阈值可以为90％，可以按照具体应用需求通过配置文件等方式进行修改。因此，存储节点1可以确定为第一存储节点。并且，存储节点m的节点缓存访问指标cache_occupancy小于第二节点缓存访问阈值γ，第二节点缓存访问阈值可以为60％，可以按照具体应用需求通过配置文件等方式进行修改。因此，存储节点m可以确定为第二存储节点。这样，本实施例通过多样化的缓存资源访问指标，以及相应的条件，实现对第一存储节点、第二存储节点以及目标地址空间段的确定，
并且，段缓存访问条件可以是多种的。下面以可选实施例的形式进行具体说明。
在一种可选的实施方式中，段缓存访问条件包括：段缓存访问阈值和缓存命中阈值；缓存资源访问指标还包括：缓存资源命中指标；
管理节点，进一步被配置为：
从第一存储节点的各地址空间段中，确定段缓存访问指标小于段缓存访问阈值、且缓存资源命中指标小于缓存命中阈值的目标地址空间段。
示例性的，地址空间段Segment x-1的段缓存命中指标segment_cache_hit小于段缓存命中阈值α，缓存命中阈值可以为30％，可以按照具体应用需求通过配置文件等方式进行修改；并且，地址空间段Segment x-1的段缓存访问指标segment_cache_occupancy小于缓存访问阈值β，缓存访问阈值可以为4％，可以按照具体应用需求通过配置文件等方式进行修改。
本实施例通过段缓存访问指标和缓存资源命中指标确定目标地址空间段，可以减少地址空间段对应的读/写请求对缓存资源命中指标大于缓存命中阈值，而读/写请求数量相对多导致段缓存访问指标小于段缓存访问阈值的不均衡情况：缓存资源集中分配给某一地址空间段，该地址空间段以外的地址空间段缺少甚至没有缓存资源可以访问的不均衡情况。因此，本实施例可以进一步提高缓存资源利用的均衡性。
在另一种可选的实施方式中，段缓存访问条件包括：段缓存访问阈值或者缓存命中阈值；缓存资源访问指标还包括：缓存资源命中指标；
管理节点，进一步被配置为：
从第一存储节点的各地址空间段中，确定段缓存访问指标小于段缓存访问阈值，或者缓存资源命中指标小于缓存命中阈值的目标地址空间段。
本实施例利用一种指标和一种条件即可确定目标地址空间段，因此，可以提高目标地址空间段的确定效率，以及在一定程度上减少过载问题。
在一种可选的实施方式中，管理节点，进一步被配置为：
向各存储节点广播针对缓存资源访问指标的获取请求；
存储节点，进一步被配置为：
确定缓存资源访问指标，并生成包含缓存资源访问指标的响应信息，发送响应信息至管理节点。
示例性的，CacheMaster对各存储服务节点的CacheServer广播Ping RPCRequest，CacheServer在Ping RPC Response中返回缓存资源访问指标。其中，ping(PacketInternet Groper)是一种因特网包探索器，用于测试网络连接量的程序；RPC(RemoteProcedure Call，远程过程调用协议)。并且，缓存资源访问指标的具体确定方式可以是统计缓存资源访问参数得到，为了便于理解和合理布局，后续以可选实施例的形式进行具体说明。
在另一种可选的实施方式中，管理节点，进一步被配置为：
向各存储节点广播针对缓存资源访问指标的获取请求；
存储节点，进一步被配置为：
确定缓存资源访问参数，并生成包含缓存资源访问参数的响应信息，发送响应信息至管理节点；
管理节点，进一步被配置为：
对响应信息中的缓存资源访问参数进行统计，获得缓存资源访问指标。
本实施例由管理节点进行缓存资源访问参数的统计，可以减少对存储节点资源的占用，进一步提高存储节点的性能，有利于缓存资源的利用。
在一种可选的实施方式中，缓存资源访问指标，包括如下指标中的至少一种：存储节点的节点缓存访问指标、地址空间段对存储节点的段缓存访问指标、地址空间段对存储节点的缓存资源命中指标；
节点缓存访问指标包括：存储节点的缓存资源访问容量，与存储节点的缓存资源总容量的比值；
段缓存访问指标包括：地址空间段对存储节点的缓存资源访问容量，与地址空间段的容量的比值；
缓存资源命中指标包括：地址空间段处理的读/写请求对存储节点的缓存资源命中次数，与空间段处理的读/写请求总个数的比值。
本实施例提供了存储节点的节点缓存访问指标、地址空间段对存储节点的段缓存访问指标、地址空间段对存储节点的缓存资源命中指标的确定方式。各确定方式中的参数可以看作缓存资源访问参数。示例性的，节点缓存访问指标包括：存储节点的缓存资源访问容量，与存储节点的缓存资源总容量的比值：任一存储节点的整体缓存资源占用率cache_occupancy＝任一存储节点的cache缓存资源占用容量÷cache缓存资源总容量。段缓存访问指标包括：地址空间段对存储节点的缓存资源访问容量，与地址空间段的容量的比值：各Segment的各自的缓存资源占用比例segment_cache_occupancy＝segment的cache缓存资源占用容量(高速缓存的具体占用量，来了IO请求后申请到的高速缓存量)÷segment容量(分段自己的大小)。缓存资源命中指标包括：地址空间段处理的读/写请求对存储节点的缓存资源命中次数，与空间段处理的读/写请求总个数的比值：各Segment的各自的segment_cache_hit＝segment的IO请求命中cache次数÷segment的IO请求总次数。
在一种可选的实施方式中，管理节点202，还被配置为：
向第一存储节点发送针对目标地址空间段的删除请求；
第一存储节点，被配置为：
根据删除请求，删除第一存储节点中的目标地址空间段，并向管理节点返回针对目标地址空间段的删除成功反馈。
示例性的，存储节点1的CacheServer收到Segment x-1的销毁请求，销毁完成后向CacheMaster返回Segment销毁成功的反馈，销毁即本实施例中的删除。这样，可以节省客户端中无用的链路映射占用的存储资源。并且，可以减少无用的链路映射可能引起的访问错误。
下述结合附图4，以本说明书提供的分布式缓存***的应用为例，对分布式缓存方法进行进一步说明。其中，图4示出了本说明书一个实施例提供的一种分布式缓存***的应用场景示例图。图4所示的分布式缓存***包括：MultiClient：多客户端，主要负责维护管理主机到各存储节点的各Segment的数据链路映射；CacheMaster：Cache资源负载均衡调度中心，也就是管理节点，主要负责监控各存储服务节点的总体缓存资源占用率、相关的Segment的缓存资源占用情况和命中率，当以上三项满足一定条件(在后面的流程说明中阐述)则对相关的Segment发起存储节点间的均衡调度；CacheServer：Cache功能服务模块，用于提供缓存服务，主要负责对存储节点的Segment提供IO加速能力。
应用于图4所示的分布式缓存***的分布式缓存方法，具体包括以下步骤：
S1，CacheMaster对各存储服务节点的CacheServer广播Ping RPC Request(ping(Packet Internet Groper)是一种因特网包探索器，用于测试网络连接量的程序；RPC(Remote Procedure Call)远程过程调用协议)，CacheServer在Ping RPC Response中返回任一存储节点的整体缓存资源占用率cache_occupancy、各Segment的各自的缓存资源占用比例segment_cache_occupancy和命中率segment_cache_hit；以上关键信息计算方式如下所示：任一存储节点的整体缓存资源占用率cache_occupancy＝任一存储节点的cache缓存资源占用容量÷cache缓存资源总容量；各Segment的各自的缓存资源占用比例segment_cache_occupancy＝segment的cache缓存资源占用容量÷segment容量；各Segment各自的segment_cache_hit＝segment的IO请求命中cache次数÷segment的IO请求总次数。
S2，存储节点1的节点缓存访问指标cache_occupancy大于第一节点缓存访问阈值χ(默认值为90％，支持配置修改)，且Segment x-1的segment_cache_hit低于一定阈值α(默认值为30％，支持配置修改)，且Segment x-1的segment_cache_occupancy低于一定阈值β(默认值为4％，支持配置修改)；同时，存储节点m的节点缓存访问指标cache_occupancy小于第二节点缓存访问阈值γ(默认值为60％，支持配置修改)。
S3，CacheMaster收到各CacheServer返回的Cache缓存占用情况和Segment命中率情况，检测到返回的指标满足S 2中的条件，则准备对Segment x-1发起均衡调度；
S4，CacheMaster向存储节点m发送创建新的Segment x-1的请求；
S5，存储节点m的CacheServer收到Segment x-1的创建请求，创建完成后向CacheMaster返回Segment创建成功；
S6，CacheMaster收到存储节点m的CacheServer返回的Segment x-1创建成功响应后，向主机的MultiClient发送Disk x的Segment x-1的新链路映射建立请求；
S7，MultiClient对Disk x创建Segment x-1的新链路映射，同时更新链路映射信息，新的相关IO将下发给位于存储节点m的新的Segment x-1；
S8，CacheMaster向存储节点1的CacheServer发送针对原有Segment x-1的删除请求；
S9，存储节点1的CacheServer收到Segment x-1的销毁请求，销毁完成后向CacheMaster返回Segment销毁成功的反馈。
参见图5，图5示出了本说明书一个实施例提供的一种应用于管理节点的分布式缓存方法的流程图，具体包括以下步骤。
S502，获取各存储节点的缓存资源访问指标；
S504，基于各存储节点的缓存资源访问指标，确定符合预设过载条件的第一存储节点和目标地址空间段，以及符合预设调度条件的第二存储节点；
S506，向第二存储节点发送针对目标地址空间段的创建请求；
S508，在接收到第二存储节点返回的创建成功的响应消息后，向客户端发送映射建立请求，其中，映射建立请求用于客户端在接收到映射建立请求后，针对目标磁盘创建目标地址空间段的新链路映射，新链路映射为目标磁盘、第二存储节点创建的目标地址空间段以及第二存储节点间的链路映射。
本说明书一个实施例中，新链路映射为目标磁盘、第二存储节点创建的目标地址空间段以及第二存储节点间的链路映射。并且，读/写请求根据链路映射访问缓存资源。这样，可以基于对存储节点的负载性能监控，建立用于进行负载均衡调度的新链路映射；进而利用针对目标地址空间段的新链路映射将目标地址空间段处理的读/写请求，从过载的第一存储节点调度至第二存储节点。因此，原本访问第一存储节点中缓存资源的读/写请求转为访问第二存储节点中缓存资源，实现存储节点负载的均衡调度，提升分布式缓存***中缓存资源的利用均衡性。
上述为本实施例的一种分布式缓存方法的示意性方案。需要说明的是，该分布式缓存方法的技术方案与上述的分布式缓存***的技术方案属于同一构思，分布式缓存方法的技术方案未详细描述的细节内容，均可以参见上述分布式缓存***的技术方案的描述。
参见图6，图6示出了根据本说明书一个实施例提供的一种应用于客户端的分布式缓存方法的流程图，具体包括以下步骤。
S602，接收管理节点发送的映射建立请求，其中，映射建立为管理节点获取各存储节点的缓存资源访问指标，基于各存储节点的缓存资源访问指标，确定符合预设过载条件的第一存储节点和目标地址空间段，以及符合预设调度条件的第二存储节点，并向第二存储节点发送针对目标地址空间段的创建请求，在接收到第二存储节点返回的创建成功的响应消息后发送；
S604，根据映射建立请求，针对目标磁盘创建目标地址空间段的新链路映射，其中，新链路映射为目标磁盘、第二存储节点创建的目标地址空间段以及第二存储节点间的链路映射。
本说明书一个实施例中，新链路映射为目标磁盘、第二存储节点创建的目标地址空间段以及第二存储节点间的链路映射。并且，读/写请求根据链路映射访问缓存资源。这样，可以基于对存储节点的负载性能监控，建立用于进行负载均衡调度的新链路映射；进而利用针对目标地址空间段的新链路映射将目标地址空间段处理的读/写请求，从过载的第一存储节点调度至第二存储节点。因此，原本访问第一存储节点中缓存资源的读/写请求转为访问第二存储节点中缓存资源，实现存储节点负载的均衡调度，提升分布式缓存***中缓存资源的利用均衡性。
上述为本实施例的一种分布式缓存方法的示意性方案。需要说明的是，该分布式缓存方法的技术方案与上述的分布式缓存***的技术方案属于同一构思，分布式缓存方法的技术方案未详细描述的细节内容，均可以参见上述分布式缓存***的技术方案的描述。
与上述方法实施例相对应，本说明书还提供了分布式缓存装置实施例，图7示出了本说明书一个实施例提供的一种应用于管理节点的分布式缓存装置的结构示意图。如图7所示，该装置包括：
负载性能监控模块702，被配置为获取各存储节点的缓存资源访问指标；基于各存储节点的缓存资源访问指标，确定符合预设过载条件的第一存储节点和目标地址空间段，以及符合预设调度条件的第二存储节点；
负载均衡调度模块704，被配置为向第二存储节点发送针对目标地址空间段的创建请求；在接收到第二存储节点返回的创建成功的响应消息后，向客户端发送映射建立请求，其中，映射建立请求用于客户端在接收到映射建立请求后，针对目标磁盘创建目标地址空间段的新链路映射，新链路映射为目标磁盘、第二存储节点创建的目标地址空间段以及第二存储节点间的链路映射。
本说明书一个实施例中，新链路映射为目标磁盘、第二存储节点创建的目标地址空间段以及第二存储节点间的链路映射。并且，读/写请求根据链路映射访问缓存资源。这样，可以基于对存储节点的负载性能监控，建立用于进行负载均衡调度的新链路映射；进而利用针对目标地址空间段的新链路映射将目标地址空间段处理的读/写请求，从过载的第一存储节点调度至第二存储节点。因此，原本访问第一存储节点中缓存资源的读/写请求转为访问第二存储节点中缓存资源，实现存储节点负载的均衡调度，提升分布式缓存***中缓存资源的利用均衡性。
上述为本实施例的一种分布式缓存装置的示意性方案。需要说明的是，该分布式缓存装置的技术方案与上述应用于管理节点的分布式缓存方法的技术方案属于同一构思，分布式缓存装置的技术方案未详细描述的细节内容，均可以参见上述应用于管理节点的分布式缓存方法的技术方案的描述。
图8示出了本说明书一个实施例提供的一种应用于客户端的分布式缓存装置的结构示意图。如图8所示，该装置包括：
请求接收模块802，被配置为接收管理节点发送的映射建立请求，其中，映射建立为管理节点获取各存储节点的缓存资源访问指标，基于各存储节点的缓存资源访问指标，确定符合预设过载条件的第一存储节点和目标地址空间段，以及符合预设调度条件的第二存储节点，并向第二存储节点发送针对目标地址空间段的创建请求，在接收到第二存储节点返回的创建成功的响应消息后发送；
映射建立模块804，被配置为根据映射建立请求，针对目标磁盘创建目标地址空间段的新链路映射，其中，新链路映射为目标磁盘、第二存储节点创建的目标地址空间段以及第二存储节点间的链路映射。
本说明书一个实施例中，新链路映射为目标磁盘、第二存储节点创建的目标地址空间段以及第二存储节点间的链路映射。并且，读/写请求根据链路映射访问缓存资源。这样，可以基于对存储节点的负载性能监控，建立用于进行负载均衡调度的新链路映射；进而利用针对目标地址空间段的新链路映射将目标地址空间段处理的读/写请求，从过载的第一存储节点调度至第二存储节点。因此，原本访问第一存储节点中缓存资源的读/写请求转为访问第二存储节点中缓存资源，实现存储节点负载的均衡调度，提升分布式缓存***中缓存资源的利用均衡性。
上述为本实施例的一种应用于客户端的分布式缓存装置的示意性方案。需要说明的是，该分布式缓存装置的技术方案与上述应用于客户端的分布式缓存方法的技术方案属于同一构思，分布式缓存装置的技术方案未详细描述的细节内容，均可以参见上述应用于客户端的分布式缓存方法的技术方案的描述。
图9示出了根据本说明书一个实施例提供的一种计算设备的结构框图。该计算设备900的部件包括但不限于存储器910和处理器920。处理器920与存储器910通过总线930相连接，数据库950用于保存数据。
计算设备900还包括接入设备940，接入设备940使得计算设备900能够经由一个或多个网络960通信。这些网络的示例包括公用交换电话网(PSTN，Public SwitchedTelephone Network)、局域网(LAN，Local Area Network)、广域网(WAN，Wide AreaNetwork)、个域网(PAN，Personal Area Network)或诸如因特网的通信网络的组合。接入设备940可以包括有线或无线的任何类型的网络接口(例如，网络接口卡(NIC，NetworkInterface Controller))中的一个或多个，诸如IEEE802.11无线局域网(WLAN，WirelessLocal Area Networks)无线接口、全球微波互联接入(Wi-MAX，WorldwideInteroperability for Microwave Access)接口、以太网接口、通用串行总线(USB，Universal Serial Bus)接口、蜂窝网络接口、蓝牙接口、近场通信(NFC，Near FieldCommunication)接口，等等。
在本说明书的一个实施例中，计算设备900的上述部件以及图9中未示出的其他部件也可以彼此相连接，例如通过总线。应当理解，图9所示的计算设备结构框图仅仅是出于示例的目的，而不是对本说明书范围的限制。本领域技术人员可以根据需要，增添或替换其他部件。
计算设备900可以是任何类型的静止或移动计算设备，包括移动计算机或移动计算设备(例如，平板计算机、个人数字助理、膝上型计算机、笔记本计算机、上网本等)、移动电话(例如，智能手机)、可佩戴的计算设备(例如，智能手表、智能眼镜等)或其他类型的移动设备，或者诸如台式计算机或PC的静止计算设备。计算设备900还可以是移动式或静止式的服务器。
其中，处理器920用于执行如下计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现上述分布式缓存方法的步骤。
上述为本实施例的一种计算设备的示意性方案。需要说明的是，该计算设备的技术方案与上述的分布式缓存方法的技术方案属于同一构思，计算设备的技术方案未详细描述的细节内容，均可以参见上述分布式缓存方法的技术方案的描述。
本说明书一实施例还提供一种计算机可读存储介质，其存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现上述分布式缓存方法的步骤。
上述为本实施例的一种计算机可读存储介质的示意性方案。需要说明的是，该存储介质的技术方案与上述的分布式缓存方法的技术方案属于同一构思，存储介质的技术方案未详细描述的细节内容，均可以参见上述分布式缓存方法的技术方案的描述。
本说明书一实施例还提供一种计算机程序，其中，当所述计算机程序在计算机中执行时，令计算机执行上述分布式缓存方法的步骤。
上述为本实施例的一种计算机程序的示意性方案。需要说明的是，该计算机程序的技术方案与上述的分布式缓存方法的技术方案属于同一构思，计算机程序的技术方案未详细描述的细节内容，均可以参见上述分布式缓存方法的技术方案的描述。
上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
所述计算机指令包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。
需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简便描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本说明书实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本说明书实施例，某些步骤可以采用其它顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定都是本说明书实施例所必须的。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
以上公开的本说明书优选实施例只是用于帮助阐述本说明书。可选实施例并没有详尽叙述各的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书实施例的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本说明书实施例的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本说明书。本说明书仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (13)

1.一种分布式缓存***，包括：管理节点，多个存储有缓存资源的存储节点，以及客户端；
所述管理节点，被配置为获取各存储节点的缓存资源访问指标，基于所述各存储节点的缓存资源访问指标，确定符合预设过载条件的第一存储节点和目标地址空间段，以及符合预设调度条件的第二存储节点；向所述第二存储节点发送针对所述目标地址空间段的创建请求，在接收到所述第二存储节点返回的创建成功的响应消息后，向所述客户端发送映射建立请求；
所述客户端，被配置为在接收到所述映射建立请求后，针对目标磁盘创建目标地址空间段的新链路映射，其中，所述新链路映射为所述目标磁盘、所述第二存储节点创建的目标地址空间段以及所述第二存储节点间的链路映射。
2.根据权利要求1所述的***，所述缓存资源访问指标，包括：节点缓存访问指标和段缓存访问指标；所述预设过载条件，包括：第一节点缓存访问阈值和段缓存访问条件；所述预设调度条件，包括：第二节点缓存访问阈值；
所述管理节点，进一步被配置为：
从所述各存储节点中，确定所述节点缓存访问指标大于所述第一节点缓存访问阈值的第一存储节点，以及所述节点缓存访问指标小于所述第二节点缓存访问阈值的第二存储节点；
根据所述段缓存访问指标，确定所述第一存储节点的各地址空间段中，符合所述段缓存访问条件的目标地址空间段。
3.根据权利要求2所述的***，所述段缓存访问条件包括：段缓存访问阈值和缓存命中阈值；所述缓存资源访问指标还包括：缓存资源命中指标；
所述管理节点，进一步被配置为：
从所述第一存储节点的各地址空间段中，确定所述段缓存访问指标小于所述段缓存访问阈值、且所述缓存资源命中指标小于所述缓存命中阈值的目标地址空间段。
4.根据权利要求1至3任一项所述的***，所述管理节点，进一步被配置为：
向所述各存储节点广播针对所述缓存资源访问指标的获取请求；
所述存储节点，进一步被配置为：
确定所述缓存资源访问指标，并生成包含所述缓存资源访问指标的响应信息，发送所述响应信息至所述管理节点。
5.根据权利要求1所述的***，所述缓存资源访问指标，包括如下指标中的至少一种：存储节点的节点缓存访问指标、地址空间段对存储节点的段缓存访问指标、地址空间段对存储节点的缓存资源命中指标；
所述节点缓存访问指标包括：所述存储节点的缓存资源访问容量，与所述存储节点的缓存资源总容量的比值；
所述段缓存访问指标包括：所述地址空间段对所述存储节点的缓存资源访问容量，与所述地址空间段的容量的比值；
所述缓存资源命中指标包括：所述地址空间段处理的读/写请求对存储节点的缓存资源命中次数，与所述空间段处理的读/写请求总个数的比值。
6.根据权利要求1至3和5中任一项所述的***，所述管理节点，还被配置为：
向第一存储节点发送针对所述目标地址空间段的删除请求；
所述第一存储节点，被配置为：
根据所述删除请求，删除所述第一存储节点中的所述目标地址空间段，并向所述管理节点返回针对所述目标地址空间段的删除成功反馈。
7.根据权利要求1至3和5中任一项所述的***，所述客户端，还被配置为：
针对目标项目的读/写请求，确定用于处理所述读/写请求的目标磁盘；
查找包含所述目标磁盘的所述新链路映射；
根据所述新链路映射，将所述读/写请求发送至所述第二存储节点创建的目标地址空间段进行处理。
8.一种分布式缓存方法，应用于管理节点，所述方法包括：
获取各存储节点的缓存资源访问指标；
基于所述各存储节点的缓存资源访问指标，确定符合预设过载条件的第一存储节点和目标地址空间段，以及符合预设调度条件的第二存储节点；
向所述第二存储节点发送针对所述目标地址空间段的创建请求；
在接收到所述第二存储节点返回的创建成功的响应消息后，向客户端发送映射建立请求，其中，所述映射建立请求用于所述客户端在接收到所述映射建立请求后，针对目标磁盘创建目标地址空间段的新链路映射，所述新链路映射为所述目标磁盘、所述第二存储节点创建的目标地址空间段以及所述第二存储节点间的链路映射。
9.一种分布式缓存方法，应用于客户端，所述方法包括：
接收管理节点发送的映射建立请求，其中，所述映射建立为所述管理节点获取各存储节点的缓存资源访问指标，基于各存储节点的缓存资源访问指标，确定符合预设过载条件的第一存储节点和目标地址空间段，以及符合预设调度条件的第二存储节点，并向所述第二存储节点发送针对所述目标地址空间段的创建请求，在接收到所述第二存储节点返回的创建成功的响应消息后发送；
根据所述映射建立请求，针对目标磁盘创建目标地址空间段的新链路映射，其中，所述新链路映射为所述目标磁盘、所述第二存储节点创建的目标地址空间段以及所述第二存储节点间的链路映射。
10.一种分布式缓存装置，应用于管理节点，包括：
负载性能监控模块，被配置为获取各存储节点的缓存资源访问指标；基于所述各存储节点的缓存资源访问指标，确定符合预设过载条件的第一存储节点和目标地址空间段，以及符合预设调度条件的第二存储节点；
负载均衡调度模块，被配置为向所述第二存储节点发送针对所述目标地址空间段的创建请求；在接收到所述第二存储节点返回的创建成功的响应消息后，向客户端发送映射建立请求，其中，所述映射建立请求用于所述客户端在接收到所述映射建立请求后，针对目标磁盘创建目标地址空间段的新链路映射，所述新链路映射为所述目标磁盘、所述第二存储节点创建的目标地址空间段以及所述第二存储节点间的链路映射。
11.一种分布式缓存装置，应用于客户端，包括：
请求接收模块，被配置为接收管理节点发送的映射建立请求，其中，所述映射建立为所述管理节点获取各存储节点的缓存资源访问指标，基于各存储节点的缓存资源访问指标，确定符合预设过载条件的第一存储节点和目标地址空间段，以及符合预设调度条件的第二存储节点，并向所述第二存储节点发送针对所述目标地址空间段的创建请求，在接收到所述第二存储节点返回的创建成功的响应消息后发送；
映射建立模块，被配置为根据所述映射建立请求，针对目标磁盘创建目标地址空间段的新链路映射，其中，所述新链路映射为所述目标磁盘、所述第二存储节点创建的目标地址空间段以及所述第二存储节点间的链路映射。
12.一种计算设备，包括：
存储器和处理器；
所述存储器用于存储计算机可执行指令，所述处理器用于执行所述计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现权利要求8至9任意一项所述分布式缓存方法的步骤。
13.一种计算机可读存储介质，其存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现权利要求8至9任意一项所述分布式缓存方法的步骤。
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