TWI701557B - 多複製資料源系統的資料讀取方法 - Google Patents

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Abstract

本文說明一種多複製資料源系統的資料讀取方法，適用於以一個主要資料伺服器及一個以上的備份資料伺服器各自儲存同一筆資料的多複製資料源系統中。此資料讀取方法不限制使用者端只從主要資料伺服器讀取資料，而是根據使用者端分別與各資料伺服器之間的存取優勢來決定使用者端從哪一個資料伺服器中讀取資料。

Description

多複製資料源系統的資料讀取方法
本發明是有關於一種整合資料源的資料讀取方法，特別是有關於一種多複製資料源系統的資料讀取方法。
整合資料源系統，例如現有的超融合基礎架構（Hyper-Converged Infrastructure，HCI），是一種整合多個機器為一個虛擬檔案伺服中心的系統。對內，在這種系統中，許多台各自具有儲存裝置的機器會被整合在一起；對外，這些機器會受到一個控制中心的統一調派而完成儲存與提供資料的操作。由於使用者無須面對複雜的硬體調度等問題，所以整合資料源系統的利用也正逐日增加。
為了達到資料儲存安全的目的，多數的整合資料源系統的控制中心除了會將接收到的資料儲存在某一台機器上之外，還會將同樣的資料備份到其它的一或多台機器上。而當使用者要取得資料的時候，控制中心就會告訴使用者儲存有原版資料的機器的位置，所以使用者就可以從對應的機器中取得原版資料。
然而，由於控制中心在安排儲存原版資料以及備份資料的機器的時候會考慮到資料負載平均等因素，而使用者取用資料時的位置可能隨時出現變化，所以有時候使用者與儲存原版資料的機器之間可能存在極大的地理位置的差異。這種地理位置的差異可能造成網路存取時間過長，並進而導致資料讀取效率不彰。
有鑑於此，本說明提供了一種多複製資料源系統的資料讀取方法，其可盡量減少讀取資料時所需耗費的網路傳輸時間，藉此提高資料的讀取效率。
從一個角度來看，本說明提供了一種多複製資料源系統的資料讀取方法，其中，多複製資料源系統包括m個資料伺服器，每一個資料伺服器對應至一個服務範圍，且多複製資料源系統在儲存一筆資料的時候會將資料儲存在這m個資料伺服器中的一個主要資料伺服器，並將同樣的資料複製儲存到這m個資料伺服器中的n個備份資料伺服器裡。此資料讀取方法首先從一個使用者端接收用於讀取此筆資料的一個資料讀取請求；接著根據儲存此筆資料的前述的主要資料伺服器以及n個備份資料伺服器分別與使用者端之間的讀取優勢參數來決定一份讀取對象列表的內容；在使用者端接收讀取對象列表之後，使用者端可以根據讀取對象列表的內容而從主要資料伺服器或這n個備份資料伺服器中選擇其一來進行此筆資料的讀取操作。
在一個實施例中，上述根據儲存此筆資料的前述的主要資料伺服器以及n個備份資料伺服器分別與使用者端之間的讀取優勢參數來決定讀取對象列表的內容，首先是判斷使用者端所在的位置是否位於儲存此筆資料的任何一個備份伺服器對應的服務範圍內；接下來，當使用者端所在的位置位於儲存此筆資料的這些備份伺服器中的某一個近距備份伺服器對應的服務範圍內的時候，將此近距備份伺服器作為讀取對象列表的內容的一部份；反過來，當使用者端所在的位置不在儲存此筆資料的任一個備份伺服器對應的服務範圍內的時候，則將主要資料伺服器作為讀取對象列表的內容。
在另一個實施例中，上述根據儲存此筆資料的前述的主要資料伺服器以及n個備份資料伺服器分別與使用者端之間的讀取優勢參數來決定讀取對象列表的內容，是根據每一個資料伺服器儲存此筆資料的完整性來決定讀取對象列表的內容。
在另一個實施例中，上述根據儲存此筆資料的前述的主要資料伺服器以及n個備份資料伺服器分別與使用者端之間的讀取優勢參數來決定讀取對象列表的內容，是將儲存有該資料的每一個該m個資料伺服器作為該讀取對象列表的內容。
在一個實施例中，讀取對象列表的內容可能包括m個資料伺服器中的p個資料伺服器，此時使用者端可以直接從這p個資料伺服器中各自取得資料的不同部分，或者，在另一個實施例中，使用者端可以從這p個資料伺服器中擇一讀取資料。
根據上述，本說明中提供的多複製資料源系統的資料讀取方法在提供資料給使用者端之前，會先考慮各種存取優勢，之後才會將適合的資料伺服器提供給使用者端來進行資料讀取；或者，多複製資料源系統會將儲存有對應資料的全部資料伺服器都提供給使用者端，而使用者端則可以根據其現有的狀況，並且可能進一步搭配考慮資料傳輸時間、資料平行取得的可能性等有助於加快資料傳輸速度的機制而決定要從哪一部或哪幾部資料伺服器來取得資料。因此，本說明所提供的多複製資料源系統的資料讀取方法可以盡量減少讀取資料時所需耗費的網路傳輸時間，藉此提高資料的讀取效率。
請參照圖1，其為根據本發明一實施例的多複製資料源系統的示意方塊圖。如圖所示，本實施例中的多複製資料源系統10包括了一個控制裝置100以及四個資料伺服器110、120、130與140。其中，每個資料伺服器都包括了一個可以儲存資料的儲存區域，亦即，資料伺服器110包括一個儲存區域112，資料伺服器120包括一個儲存區域122，資料伺服器130包括一個儲存區域132，資料伺服器140包括一個儲存區域142。每一個儲存區域可能是一個儲存裝置的一部份、一個儲存裝置的全部，或者是多個儲存裝置的組合。
在多複製資料源系統10之中，控制裝置100用來控制資料進出各資料伺服器110、120、130與140的操作。控制裝置100與資料伺服器110、120、130與140之間的控制指令與資料的傳遞可以透過各種可以傳遞電子訊號的網路，例如：網際網路18，為媒介來執行。類似的，使用者端150與控制裝置100以及資料伺服器110、120、130與140之間的信號溝通也可以經過網際網路18來傳遞。
當使用者端150要寫入資料到多複製資料源系統10的時候，資料會被從使用者端150傳遞至控制裝置100，控制裝置100考量各資料伺服器110、120、130與140的負擔量而決定資料的儲存處。在一個實施例中，控制裝置100可以指定將資料整筆寫入到一個資料伺服器裡；在另一個實施例中，控制裝置100可以將資料分段儲存在不同的資料伺服器裡。此處一開始被指定用來儲存資料的資料伺服器就是此資料的主要資料伺服器。除此之外，控制裝置100還會要求將資料備份到另外的資料伺服器中，而這些用來儲存備份資料的資料伺服器則是此資料的備份資料伺服器。
舉例來說，控制裝置100可能將一筆資料D1完整的儲存在資料伺服器110之中，並且指定利用資料伺服器130與140來儲存備份資料。在這種狀況下，資料伺服器110就是資料D1的主要資料伺服器，而資料伺服器130與140則是資料D1的備份資料伺服器。
在另一個例子中，控制裝置100可能將資料D1分成兩筆資料D2與D3、指定將資料D2儲存在資料伺服器120、指定將資料D3儲存在資料伺服器140、指定將資料D2的備份資料儲存在資料伺服器110與140，以及指定將資料D3的備份資料儲存在資料伺服器120與130。在這種狀況下，資料D2的主要資料伺服器就是資料伺服器120，備份資料伺服器就是資料伺服器110與140；資料D3的主要資料伺服器就是資料伺服器140，備份資料伺服器就是資料伺服器120與130。
請一併參照圖2，其為根據本發明一實施例的多複製資料源系統的資料讀取方法的流程圖。當使用者端150要從多複製資料源系統10讀取資料，使用者端150會先傳送一個資料讀取請求到控制裝置100（步驟S200）。在接收到資料讀取請求之後，控制裝置100會先找出與所要讀取的資料相對應的主要資料伺服器以及備份資料伺服器（步驟S210）。接下來，控制裝置100會判斷所選出來的資料伺服器與使用者端150之間的讀取優勢參數是否符合規定（步驟S220），並在符合規定的時候將對應的資料伺服器加入到讀取對象列表的內容之中（步驟S230）。在每一次判斷讀取優勢參數是否符合規定之後，控制裝置100會判斷是否還有其它的資料伺服器需要作同樣的判斷（步驟S240），並在確認全部判斷完成之後將讀取對象列表傳送到使用者端150（步驟S250），最後使用者端150就可以根據所接收到的讀取對象列表而對適當的資料伺服器進行資料讀取操作（步驟S260）。
在一個實施例中，前述的讀取優勢參數指的是使用者端150是否位在所選出的資料伺服器的服務範圍之內。在這個實施例中，使用者端150位在所選出的資料伺服器的服務範圍之內的狀況就是此資料伺服器的讀取優勢參數符合規定。以前述資料D1的主要資料伺服器為資料伺服器110且備份資料伺服器為資料伺服器130與140的例子來看，可以依序確認兩個備份資料伺服器以及一個主要資料伺服器的服務範圍是否涵蓋了使用者端150的現在位置。一旦發現這幾個資料伺服器中的任一者的服務範圍涵蓋了使用者端150的現在位置，那麼服務範圍涵蓋使用者端150現在位置的資料伺服器就會被加入到讀取對象列表中。此外，為了預防使用者端150不在備份資料伺服器與主要資料伺服器的服務範圍內，可以在使用者端150不在任何一個備份資料伺服器的服務範圍內的時候不確認主要資料伺服器的服務範圍是否涵蓋使用者端150的位置就直接將主要資料伺服器加入到讀取對象列表中。
在另一個實施例中，前述的讀取優勢參數指的是資料伺服器所儲存的資料的完整性。以前述資料D2的主要資料伺服器是資料伺服器120而備份資料伺服器是資料伺服器110與140，以及資料D3的主要資料伺服器是資料伺服器140而備份資料伺服器是資料伺服器120與130的例子來看，當要同時讀取資料D2與D3的時候，由於資料伺服器120既是資料D2的主要資料伺服器也是資料D3的備份資料伺服器，所以符合此處設定的讀取優勢參數的規則。類似的，由於資料伺服器140既是資料D2的備份資料伺服器也是資料D3的主要資料伺服器，所以也符合此處設定的讀取優勢參數的規則。於是，步驟S230就會將資料伺服器120與資料伺服器140分別加入到讀取對象列表中。當然，為了預防所有的資料伺服器都無法同時包含全部的資料，所以可以將讀取優勢參數的規則設定為儲存最多資料量的資料伺服器為優先，或者可以同時搭配前一個實施例中與服務範圍相關的讀取優勢參數來協助建立讀取對象列表。
在另一個實施例中，可以將與所要讀取的資料相關的資料伺服器都加入到讀取對象列表中。也就是說，在這個實施例裡的讀取優勢參數就是單純的存有對應的資料。在這種狀況下，讀取優勢參數的判斷過程，也就是前述的步驟S220～步驟S240，實際上可以被步驟S210所涵蓋。也就是說，在這個實施例中，執行步驟在由步驟S200到步驟S210之後，就可以直接將步驟S210找出的資料伺服器全部加入到讀取對象列表中，並經過步驟S250與步驟S260的操作而達到資料讀取的目的。
值得一提的是，假如讀取對象列表中只列出了一個資料伺服器，那麼使用者端150就可以直接向所列出的資料伺服器進行資料讀取的操作；相對的，假如讀取對象列表中列出了兩個以上的資料伺服器，那麼使用者端150還可以使用任何有助於分析資料傳輸速度的機制來判斷最終要對哪一個或哪幾個資料伺服器來進行資料讀取的操作。在現有技術中已經有許多具體分析資料傳輸速度的機制的實作方式，例如資料傳輸距離、資料傳輸時間、平行同時取得多個資料等方式，在此就不詳細說明。
綜合上述內容，本說明中提供的多複製資料源系統的資料讀取方法在提供資料給使用者端之前，會先考慮各種存取優勢，之後才會將適合的資料伺服器提供給使用者端來進行資料讀取；或者，多複製資料源系統會將儲存有對應資料的全部資料伺服器都提供給使用者端，而使用者端則可以根據其現有的狀況，並且可能進一步搭配考慮資料傳輸時間、資料平行取得的可能性等有助於加快資料傳輸速度的機制而決定要從哪一部或哪幾部資料伺服器來取得資料。因此，本說明所提供的多複製資料源系統的資料讀取方法可以盡量減少讀取資料時所需耗費的網路傳輸時間，藉此提高資料的讀取效率。
10:多複製資料源系統 18:網際網路 100:控制裝置 110、120、130、140:資料伺服器 112、122、132、142:儲存區域 150:使用者端 S200～S260:本發明一實施例的施行步驟
圖1為根據本發明一實施例的多複製資料源系統的示意方塊圖。 圖2為根據本發明一實施例的多複製資料源系統的資料讀取方法的流程圖。
S200~S260:本發明一實施例的施行步驟

Claims (6)

  1. 一種多複製資料源系統的資料讀取方法，適用於一多複製資料源系統中，該多複製資料源系統包括m個資料伺服器，且該多複製資料源系統在儲存一資料的時候將該資料儲存在該m個資料伺服器中的一主要資料伺服器並將該資料複製儲存到該m個資料伺服器中的n個備份資料伺服器，其特徵在於，該資料讀取方法包括：從一使用者端接收用於讀取該資料的一資料讀取請求；根據儲存該資料的該主要資料伺服器以及該n個備份資料伺服器分別與該使用者端之間的一讀取優勢參數，決定所提供的一讀取對象列表的內容，包括：判斷該使用者端所在的位置是否位於儲存該資料的任一個該n個備份伺服器對應的一服務範圍內；當該使用者端所在的位置位於儲存該資料的該n個備份伺服器中的一近距備份伺服器對應的該服務範圍內的時候，將該近距備份伺服器作為該讀取對象列表的內容的一部份；以及當該使用者端所在的位置不在儲存該資料的任一個該n個備份伺服器對應的該服務範圍內的時候，將該主要資料伺服器作為該讀取對象列表的內容；以及該使用者端接收該讀取對象列表，並根據該讀取對象列表的內容從該主要資料伺服器或該n個備份資料伺服器中進行選擇以讀取該資料。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的資料讀取方法，其中該使用者端接收該讀取對象列表，並根據該讀取對象列表的內容從該主要資料伺服器或該n個備份資料伺服器中進行選擇以讀取該資料，包括： 當該讀取對象列表的內容包括該m個資料伺服器中的p個資料伺服器，該使用者端直接從該p個資料伺服器取得該資料。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的資料讀取方法，其中根據儲存該資料的該主要資料伺服器以及該n個備份資料伺服器分別與該使用者端之間的該讀取優勢參數，決定所提供的該讀取對象列表的內容，更包括：根據每一個該m個資料伺服器儲存該資料的完整性來決定該讀取對象列表的內容。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的資料讀取方法，其中該使用者端接收該讀取對象列表，並根據該讀取對象列表的內容從該主要資料伺服器或該n個備份資料伺服器中進行選擇以讀取該資料，包括：當該讀取對象列表的內容包括該m個資料伺服器中的p個資料伺服器，該使用者端直接從該p個資料伺服器取得該資料。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的資料讀取方法，其中根據儲存該資料的該主要資料伺服器以及該n個備份資料伺服器分別與該使用者端之間的該讀取優勢參數，決定所提供的該讀取對象列表的內容，更包括：將儲存有該資料的每一個該m個資料伺服器作為該讀取對象列表的內容。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的資料讀取方法，其中該使用者端接收該讀取對象列表，並根據該讀取對象列表的內容從該主要資料伺服器或該n個備份資料伺服器中進行選擇以讀取該資料，包括： 當該讀取對象列表的內容包括該m個資料伺服器中的p個資料伺服器，該使用者端從該p個資料伺服器中擇一讀取該資料。
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