專利名稱：一種san存儲資源統一管理和分配方法
技術領域：
本發明涉及存儲資源管理和分配領域，尤其涉及一種SAN存儲資源統一管理和分配的方法及系統。
背景技術：
在SAN環境中，存儲資源是分布的、異構的。隨著數據的不斷增加，存儲容量的需 求不斷增加，網絡中存儲服務器的數量也隨之增加；應用服務器更是由幾臺增長到了幾百 臺，甚至更多，并且安裝了各式各樣的操作系統，包括Windows和LinUX、UniX等。他們運行 著不同的關鍵業務，并且可能分屬于多個部門管理進行管理。目前存儲資源的管理分配完全依靠于系統管理員手動實現，管理成本高，效率低； 在需要大規模配置時較容易引入人工錯誤，從而造成不必要的數據丟失。并且隨著應用服 務器和存儲服務器數量不斷增加，對存儲資源的管理和分配的難度越來越大；由于存儲資 源被分配到了不同的應用服務器上，在大規模部署環境中對于存儲資源的實際使用率比較 難于統計，不能準確確定每臺存儲服務器的負載，從而可能造成有些負載越來越大，而有些 負載則很低。詳細可以概述為以下幾個缺點1、現在市場上的存儲產品的管理界面基本只能提供本機的存儲資源管理，對異構 存儲服務器或者同一系列產品實現統一管理的能力較低；2、應用服務器與存儲陣列之間的單一連接，使得資源利用率及使用狀態信息都分 布在各個客戶端，無法匯總形成統一視圖呈現給用戶作為決策使用；對SAN環境中的整體 存儲資源更是缺少統一視圖；3、隨著數據的指數級增長，實際應用環境中的存儲服務器數目不斷增長，應用服 務器同樣增長很快。為了實現每臺應用服務器的資源分配，需要在存儲服務器上手動實現 邏輯分區的劃分，記住這個資源需要分配給哪臺服務器；然后登錄到應用服務器上，使用啟 動器連接存儲服務器上的目標器；在連接成功的基礎上，使用卷管理工具進行分區，并格式 化文件系統，效率非常低，需要的管理人員較多，管理成本很高。所以需要一個管理平臺來實現異構應用服務器對存儲陣列資源的統一分配和管 理，通過一個管理界面實現所有應用服務器的存儲資源分配；通過一個統一的顯示頁面，顯 示出所有服務器目前磁盤的使用率和每臺存儲服務器邏輯磁盤的使用狀態，從而可以避免 資源的重復分配，造成資源的閑置和實現負載均衡。

發明內容
本發明的目的是提供一種SAN存儲資源統一管理和分配方法及系統。本發明的目的是按以下方式實現的，系統包括服務器代理、存儲服務器代理和管 理服務器，其中應用服務器上安裝應用服務器代理，應用服務器代理包括主機信息收集模塊、啟動器管理模塊、磁盤管理模塊，上述模塊用于實現主機信息收集，用于在資源管理服務器注 冊；目標器CHAP認證、連接；自動按照需求將邏輯卷格式化為指定的文件系統；存儲資源使 用信息收集，從而實現SAN環境資源使用信息的全局視圖；存儲服務器上安裝存儲服務器代理，存儲服務器代理包括存儲服務器信息收集模 塊、存儲池管理模塊、目標器管理模塊，上述模塊用于實現存儲池管理工具注冊，目標器管 理工具注冊；存儲服務器信息收集，用于在資源管理服務器注冊；在主機組中注冊啟動器， 配置CHAP認證；從存儲池中劃分需求大小的邏輯分區，轉換為SCSI設備并加入到主機組 中，在存儲存儲網絡環境中安置管理服務器，管理服務器中設置有注冊請求模塊、存儲需求 分配解析模塊、CHAP認證管理模塊、資源分配模塊、SAN連接管理模塊、資源統計模塊，上述 模塊用于實現應用服務器和存儲服務器在管理服務器的注冊；統計存儲池資源分配視圖和 應用服務器資源使用視圖；用于建立啟動器和目標器之間的連接，并進行CHAP認證；進行 存儲資源分配和存儲資源管理；管理和分配包括如下步驟A、管理服務器的注冊請求模塊向應用服務器發送注冊命令，應用服務器通過信息 收集模塊獲取自身相關屬性，包括用于唯一識別應用服務器的ID、屬主操作系統、可以連接 的IP地址列表、啟動器名稱、應用服務器支持的文件系統格式、客戶端Agent版本，信息收 集模塊將收集到信息發送到管理服務器注冊請求模塊，完成應用服務器的注冊；B、管理服務器的注冊請求模塊向存儲服務器發送注冊命令，存儲服務器通過信息 收集模塊獲取自身相關屬性，包括用于唯一識別存儲服務器的ID、存儲服務器的嵌入式操 作系統類型、存儲服務器可以連接的IP地址列表、存儲服務器目標器名稱、存儲服務器主 機組列表、存儲服務器上存儲池列表，包括可用空間和已用空間大小、存儲服務器端Agent 版本，信息收集模塊將信息發送到管理服務器注冊請求模塊，完成存儲服務器的注冊；C、SAN存儲服務器端使用的存儲池管理工具和目標器管理工具存在差異性，向存 儲服務器代理注冊存儲池管理和目標器管理相關命令，實現接口的統一性，包括邏輯分區 劃分和刪除、邏輯分區轉SCSI設備、SCSI設備加入主機組、啟動器加入主機組、CHAP認證相 關命令，基本格式如下FunctionName#ParamKey = ParamValue#ParamKey = ParamValue..·。方法還包括如下步驟A、存儲需求分配解析模塊接受管理員發送指令，調用資源分配模塊分配可用空 間；B、資源分配模塊自動查找具有可用空間且負載最小的存儲服務器，向其發送邏輯 分區劃分命令；C、存儲服務器接受邏輯分區劃分命令，存儲池管理工具在存儲池下面創建一個指 定大小的邏輯分區，并轉換為SCSI塊設備；D、存儲池管理工具向目標器主機組中注冊SCSI塊設備，并加入到此主機組中的Target可見此塊設備；E、存儲需求分配解析模塊在需要CHAP認證，調用CHAP認證管理模塊；CHAP認證 管理模塊自動生成CHAP認證信息，并將CHAP信息保存；F、存儲需求分配解析模塊調用SAN連接管理模塊，SAN連接管理模塊發送命令到 存儲服務器目標器管理模塊，目標器管理模塊在存儲服務器主機組中加入應用服務器啟動器，并在需要時設置CHAP認證；G、連接管理模塊發送命令到應用服務器啟動器管理模塊，啟動器管理模塊將存儲服務器的IP地址加入啟動器的Discovery中，查找相應的Target ；設置相應的CHAP認證， 連接存儲務器目標器；F、應用服務器端磁盤管理工具對新增加磁盤建立邏輯分區并格式化所需要的文件系統，完成資源分配；方法還包括如下步驟A、資源分配模塊自動查找的具有可用空間的服務器沒有通過管理員確認，管理員 手動選擇具有可用空間的存儲服務器；B、資源分配模塊自動查找的具有可用空間的存儲服務器失敗，返回分配失敗到存 儲需求分配解析模塊，完成資源分配。方法還包括如下步驟A、管理服務器的資源統計模塊向應用服務器請求資源使用信息，主機信息收集模 塊獲取每塊磁盤的總大小、已用空間、剩余空間、所屬目標器、最近文件系統變化時間，返回 給管理服務器；B、資源統計模塊計算出每塊磁盤使用率和應用服務器所有掛載磁盤的總使用 率；C、管理服務器的資源統計模塊向存儲服務器請求資源分配信息，主機信息收集模 塊獲取每個存儲池的總大小、已用空間、剩余空間，返回給管理服務器；D、資源統計模塊根據存儲服務器的返回結果，加上應用服務器端返回的邏輯磁盤 使用狀態，計算出每個Target下邏輯磁盤的使用率和所有存儲池的總使用率；方法還包括如下步驟A、資源分配模塊查看應用服務器已掛載磁盤剩余空間大小，剩余磁盤空間大于需 求，提示管理員可以使用已用磁盤；B、管理員確認使用已有磁盤，完成資源分配；C、資源分配模塊通過計算存儲服務器上存儲池的總使用率來表示負載，總使用率 最低定義為負載為最小。本發明的優異效果是在一臺管理服務器上實現應用服務器對存儲服務器資源的 分配，并完成應用服務器邏輯分區的劃分和文件系統的格式化；應用服務器和存儲服務器 之間的啟動器和目標器連接的建立和CHAP認證的配置；通過一個頁面顯示出每臺應用服 務器資源的使用信息和每臺存儲服務器資源的利用狀態，從而避免資源閑置和實現存儲服 務器之間的負載均衡。由于應用服務器操作系統的差異性，所以需要針對每種系統實現相應 的Agent，并配置相應的啟動器工具和卷管理工具。應用服務器代理接受相關命令 FunctionName#ParamKey = ParamValue#ParamKey = ParamValue..·，然后轉換為本地啟動 器和卷管理工具可以識別的命令和參數，實現相應操作。由于存儲服務器嵌入式操作系統的差異性，所以需要針對每種系統實現相應 的Agent，并配置相應的目標器工具和存儲池管理工具。應用服務器代理接受相關命令 FunctionName#ParamKey = ParamValue#ParamKey = ParamValue..·，然后轉換為本地目標器和存儲池管理工具可以識別的命令和參數，實現相應操作。對于應用服務器代理獲取本地信息，采用單獨編碼的方式編寫到代理程序中；由于存儲服務器端存儲池管理工具的差異性，對于存儲池信息的獲取方法不一致，返回信息 形式也不一致。通過對代理程序配置相應獲取命令，然后統一以JSON形式返回。


附圖1是SAN存儲資源統一管理和分配系統結構圖；附圖2是系統模塊調用示意圖；附圖3是應用服務器注冊示意圖；附圖4是應用服務器注冊信息；附圖5是存儲服務器注冊示意圖；附圖6是存儲服務器注冊信息；附圖7是存儲資源分配流程圖；附圖8是應用服務器連接目標器邏輯磁盤和格式化文件系統圖。
具體實施例方式下面將結合附圖和實施實例對本發明的技術方案作進一步詳細說明本發明的典型應用場景如圖1所示，包括應用服務器代理、存儲服務器代理和管 理服務器。本發明實現了對存儲資源的統一管理和分配，如圖2所示，具體包括應用服務器 端的信息收集模塊、啟動器管理模塊、磁盤管理模塊；管理服務器端的注冊請求模塊、資源 統計模塊、存儲需求分配解析模塊、CHAP認證管理模塊、SAN連接管理模塊、資源分配模塊； 存儲服務器端的信息收集模塊、目標器管理模塊、存儲池管理模塊。在管理服務器端輸入應用服務器IP，注冊請求模塊將注冊請求發送給應用服務 器代理。應用服務器代理接收到命令，開始收集本機信息，包括用于唯一識別應用服務器 的ID、屬主操作系統、可以連接的IP地址列表、啟動器名稱、應用服務器支持的文件系統格 式、客戶端Agent版本等。信息收集模塊將收集到信息發送到管理服務器注冊請求模塊，完 成應用服務器的注冊。上述注冊步驟，如果輸入IP地址錯誤或者相應應用服務器停機，注冊失敗，需要 手動檢查應用服務器狀態，重新開機。在管理服務器端輸入存儲服務器IP，注冊請求模塊將注冊請求發送給存儲服務 器。存儲服務器代理接受到命令，開始收集本機信息，包括用于唯一識別應用服務器的ID、 屬主操作系統、可以連接的IP地址列表、啟動器名稱、應用服務器支持的文件系統格式、客 戶端Agent版本等。信息收集模塊將收集到信息發送到管理服務器注冊請求模塊，完成應 用服務器的注冊。上述注冊步驟，如果輸入IP地址錯誤或者相應存儲服務器停機，注冊失敗，需要 手動檢查應用服務器狀態，重新開機。如圖7、圖8所示，對應用服務器存儲資源過程如下包括以下步驟A、存儲需求分配解析模塊接受管理員發送指令，調用資源分配模塊分配可用空 間；
B、資源分配模塊自動查找具有可用空間且負載最小的存儲服務器，向其發送邏輯 分區劃分命令。資源分配模塊通過計算存儲服務器上存儲池的總使用率來表示負載，總使 用率最低定義為負載為最小。C、存儲服務器接受邏輯分區劃分命令，存儲池管理工具在存儲池下面創建一個指 定大小的邏輯分區，并轉換為SCSI塊設備。D、存儲池管理工具向目標器主機組中注冊SCSI塊設備，并加入到此主機組中的 Target可見此塊設備。E、存儲需求分配解析模塊在需要CHAP認證，調用CHAP認證管理模塊；CHAP認證 管理模塊自動生成CHAP認證信息，并將CHAP信息保存；。F、存儲需求分配解析模塊調用SAN連接管理模塊，SAN連接管理模塊發送命令到 存儲服務器目標器管理模塊，目標器管理模塊在存儲服務器主機組中加入應用服務器啟動 器，并在需要時設置CHAP認證。G、連接管理模塊發送命令到應用服務器啟動器管理模塊，啟動器管理模塊將存儲 服務器的IP地址加入啟動器的Discovery中，查找相應的Target ；設置相應的CHAP認證， 連接存儲務器目標器；F、應用服務器端磁盤管理工具對新增加磁盤建立邏輯分區并格式化所需要的文 件系統，完成資源分配。以上應用服務器存儲資源分配還包括如下步驟A、資源分配模塊自動查找的具有可用空間的服務器沒有通過管理員確認，管理員 手動選擇具有可用空間的存儲服務器；B、資源分配模塊自動查找的具有可用空間的存儲服務器失敗，返回分配失敗到存 儲需求分配解析模塊，完成資源分配。以上應用服務器存儲資源分配還包括如下步驟A、資源分配模塊查看應用服務器已掛載磁盤剩余空間大小，剩余磁盤空間大于需 求，提示管理員可以使用已用磁盤；B、管理員確認使用已有磁盤，完成資源分配。對于資源的統一視圖顯示，包括應用服務器端資源的使用情況視圖和存儲服務器 端資源分配利用情況的顯示，所述的方法包括如下步驟A、管理服務器的資源統計模塊向應用服務器請求資源使用信息，主機信息收集模 塊獲取每塊磁盤的總大小、已用空間、剩余空間、所屬目標器、最近文件系統變化時間，返回 給管理服務器。B、資源統計模塊計算出每塊磁盤使用率和應用服務器所有掛載磁盤的總使用 率；C、管理服務器的資源統計模塊向存儲服務器請求資源分配信息，主機信息收集模塊獲取每個存儲池的總大小、已用空間、剩余空間，返回給管理服務器。D、資源統計模塊根據存儲服務器的返回結果，加上應用服務器端返回的邏輯磁盤 使用狀態，計算出每個Target下邏輯磁盤的使用率和所有存儲池的總使用率；
權利要求
一種SAN存儲資源統一管理和分配方法，其特征在于系統包括服務器代理、存儲服務器代理和管理服務器，其中應用服務器上安裝應用服務器代理，應用服務器代理包括主機信息收集模塊、啟動器管理模塊、磁盤管理模塊，上述模塊用于實現主機信息收集，用于在資源管理服務器注冊；目標器CHAP認證、連接；自動按照需求將邏輯卷格式化為指定的文件系統；存儲資源使用信息收集，從而實現SAN環境資源使用信息的全局視圖；存儲服務器上安裝存儲服務器代理，存儲服務器代理包括存儲服務器信息收集模塊、存儲池管理模塊、目標器管理模塊，上述模塊用于實現存儲池管理工具注冊，目標器管理工具注冊；存儲服務器信息收集，用于在資源管理服務器注冊；在主機組中注冊啟動器，配置CHAP認證；從存儲池中劃分需求大小的邏輯分區，轉換為SCSI設備并加入到主機組中，在存儲存儲網絡環境中安置管理服務器，管理服務器中設置有注冊請求模塊、存儲需求分配解析模塊、CHAP認證管理模塊、資源分配模塊、SAN連接管理模塊、資源統計模塊，上述模塊用于實現應用服務器和存儲服務器在管理服務器的注冊；統計存儲池資源分配視圖和應用服務器資源使用視圖；用于建立啟動器和目標器之間的連接，并進行CHAP認證；進行存儲資源分配和存儲資源管理；管理和分配包括如下步驟A、管理服務器的注冊請求模塊向應用服務器發送注冊命令，應用服務器通過信息收集模塊獲取自身相關屬性，包括用于唯一識別應用服務器的ID、屬主操作系統、可以連接的IP地址列表、啟動器名稱、應用服務器支持的文件系統格式、客戶端Agent版本，信息收集模塊將收集到信息發送到管理服務器注冊請求模塊，完成應用服務器的注冊；B、管理服務器的注冊請求模塊向存儲服務器發送注冊命令，存儲服務器通過信息收集模塊獲取自身相關屬性，包括用于唯一識別存儲服務器的ID、存儲服務器的嵌入式操作系統類型、存儲服務器可以連接的IP地址列表、存儲服務器目標器名稱、存儲服務器主機組列表、存儲服務器上存儲池列表，包括可用空間和已用空間大小、存儲服務器端Agent版本，信息收集模塊將信息發送到管理服務器注冊請求模塊，完成存儲服務器的注冊；C、SAN存儲服務器端使用的存儲池管理工具和目標器管理工具存在差異性，向存儲服務器代理注冊存儲池管理和目標器管理相關命令，實現接口的統一性，包括邏輯分區劃分和刪除、邏輯分區轉SCSI設備、SCSI設備加入主機組、啟動器加入主機組、CHAP認證相關命令，基本格式如下FunctionName#ParamKey＝ParamValue#ParamKey＝ParamValue…。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于方法還包括如下步驟A、存儲需求分配解析模塊接受管理員發送指令，調用資源分配模塊分配可用空間；B、資源分配模塊自動查找具有可用空間且負載最小的存儲服務器，向其發送邏輯分區 劃分命令；C、存儲服務器接受邏輯分區劃分命令，存儲池管理工具在存儲池下面創建一個指定大 小的邏輯分區，并轉換為SCSI塊設備；D、存儲池管理工具向目標器主機組中注冊SCSI塊設備，并加入到此主機組中的 Target可見此塊設備；E、存儲需求分配解析模塊在需要CHAP認證，調用CHAP認證管理模塊；CHAP認證管理 模塊自動生成CHAP認證信息，并將CHAP信息保存；F、存儲需求分配解析模塊調用SAN連接管理模塊，SAN連接管理模塊發送命令到存儲 服務器目標器管理模塊，目標器管理模塊在存儲服務器主機組中加入應用服務器啟動器， 并在需要時設置CHAP認證；G、連接管理模塊發送命令到應用服務器啟動器管理模塊，啟動器管理模塊將存儲服務 器的IP地址加入啟動器的Discovery中，查找相應的Target ；設置相應的CHAP認證，連接 存儲務器目標器；F、應用服務器端磁盤管理工具對新增加磁盤建立邏輯分區并格式化所需要的文件系 統，完成資源分配；
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于方法還包括如下步驟A、資源分配模塊自動查找的具有可用空間的服務器沒有通過管理員確認，管理員手動 選擇具有可用空間的存儲服務器；B、資源分配模塊自動查找的具有可用空間的存儲服務器失敗，返回分配失敗到存儲需 求分配解析模塊，完成資源分配。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于方法包括如下步驟A、管理服務器的資源統計模塊向應用服務器請求資源使用信息，主機信息收集模塊獲 取每塊磁盤的總大小、已用空間、剩余空間、所屬目標器、最近文件系統變化時間，返回給管 理服務器；B、資源統計模塊計算出每塊磁盤使用率和應用服務器所有掛載磁盤的總使用率；C、管理服務器的資源統計模塊向存儲服務器請求資源分配信息，主機信息收集模塊獲 取每個存儲池的總大小、已用空間、剩余空間，返回給管理服務器；D、資源統計模塊根據存儲服務器的返回結果，加上應用服務器端返回的邏輯磁盤使用 狀態，計算出每個Target下邏輯磁盤的使用率和所有存儲池的總使用率；
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于方法還包括如下步驟A、資源分配模塊查看應用服務器已掛載磁盤剩余空間大小，剩余磁盤空間大于需求， 提示管理員可以使用已用磁盤；B、管理員確認使用已有磁盤，完成資源分配；C、資源分配模塊通過計算存儲服務器上存儲池的總使用率來表示負載，總使用率最低 定義為負載為最小。
全文摘要
本發明提供一種SAN存儲資源統一管理和分配方法，系統包括服務器代理、存儲服務器代理和管理服務器，其中應用服務器上安裝應用服務器代理，應用服務器代理包括主機信息收集模塊、啟動器管理模塊、磁盤管理模塊，上述模塊用于實現主機信息收集，用于在資源管理服務器注冊；目標器CHAP認證、連接；自動按照需求將邏輯卷格式化為指定的文件系統；存儲資源使用信息收集，從而實現SAN環境資源使用信息的全局視圖；在一臺管理服務器上實現應用服務器對存儲服務器資源的分配，并完成應用服務器邏輯分區的劃分和文件系統的格式化；應用服務器和存儲服務器之間的啟動器和目標器連接的建立和CHAP認證的配置；通過一個頁面顯示出每臺應用服務器資源的使用信息和每臺存儲服務器資源的利用狀態，從而避免資源閑置和實現存儲服務器之間的負載均衡。
文檔編號H04L29/08GK101815095SQ20101013354
公開日2010年8月25日 申請日期2010年3月26日 優先權日2010年3月26日
發明者戴文軍 申請人:山東高效能服務器和存儲研究院