CN101443761A - 对文件系统的支持qos的生命周期管理 - Google Patents
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Abstract
在本发明的一个示例性方面中，公开了一种用于文件系统生命周期管理的方法。所述方法包括以下步骤。分配至少一个适合于支持文件系统的存储容器。所述至少一个存储容器和所述文件系统与服务等级相关联。在所述存储容器中创建所述文件系统。在对所述文件系统执行的生命周期动作期间使用所述服务等级。生命周期动作可以包括例如创建、扩展、复制、移动或移植文件系统。也可以在文件系统的生命周期内保持文件系统的服务等级。
Description
技术领域
本发明一般地涉及计算机系统，并且更特别地，涉及计算机系统上存储的服务质量(QoS)。
背景技术
尽管可以使用其他存储例如数据库，但计算机系统中的存储典型地包括文件系统。文件系统一般使用操作系统来实施，操作系统根据文件系统对存储容器例如硬盘进行格式化。文件系统允许对文件进行命名并且将其存放于硬盘上。文件系统还允许文件跨越硬盘的非连续扇区，而仍然容易查找、复制、修改和删除。
现有的广泛布署的文件系统可以属于不同的类型，例如WindowsNT文件系统(NTFS)和UNIX文件系统。这样的文件系统也可以在异构服务器平台上运行。然而现在广泛布署的文件系统一般不支持服务质量。并且现在的文件系统也不支持生命周期管理。但是服务质量对于文件系统而言变得日益重要，并且随着服务质量变得重要，生命周期管理对于文件系统和其他存储也随之变得重要。生命周期管理在其他领域中已经很重要，为计算机系统的存储提供这种管理会非常有益，但使用传统的文件系统不容易提供这种管理。
需要用于创建文件系统、同时提供服务质量并且在文件系统的生命周期内保持服务质量的技术。
发明内容
本发明提供文件系统的生命周期管理。在本发明的一个示例性方面中，公开了一种用于文件系统生命周期管理的方法。分配一个或多个存储容器。在该一个或多个存储容器上创建文件系统。该文件系统和该一个或多个存储容器与服务等级相关联。在对该文件系统执行的生命周期动作期间使用该服务等级。生命周期动作可以包括如创建、扩展、复制、移动或移植文件系统。
在另一个示例性实施例中，公开了一种用于文件系统生命周期管理的设备。该设备包括至少一个存储器和至少一个连接到该至少一个存储器的处理器。该至少一个处理器配置为在该至少一个存储器中分配一个或多个与服务等级相关联的存储容器。在该一个或多个存储容器上创建文件系统，并且该文件系统与该服务等级相关联。该至少一个处理器额外地配置为在对该存储执行的生命周期动作期间使用该服务等级。
在另一个示例性实施例中，公开了一种信号承载介质，其有形地包含机器可读指令的程序，这些机器可读指令可由数字处理设备执行以实现对存储的生命周期管理操作。操作包括分配一个或多个与服务等级相关联的存储容器。这些操作也包括在该存储容器中创建文件系统，其中该文件系统与该服务等级相关联。在对该存储执行的生命周期动作期间使用该服务等级。
在另一个示例性实施例中，公开了一种设备，其包括用于分配至少一个与服务等级相关联的存储容器的装置；用于在该至少一个存储容器上创建文件系统的装置，其中该文件系统与该服务等级相关联；以及用于在对文件系统执行的生命周期动作期间使用该服务等级的装置。
在另一个示例性实施例中，公开了一种用于文件系统生命周期管理的方法。该方法包括分配至少一个与服务等级相关联的存储容器。在该至少一个存储容器上创建文件系统，其中该文件系统与该服务等级相关联。在文件系统的整个生命周期中保持该文件系统的服务等级。
附图说明
参考结合附图而阅读的以下具体实施方式，本发明实施例的上述方面和其他方面将会更加明显，其中：
图1是为文件系统提供支持QoS的生命周期管理的示例性存储系统的方框图；
图2示出了用于存储文件系统和服务等级之间的关联的示例性表；
图3包括图3A和图3B，是创建文件系统的示例性方法的流程图；
图4包括图4A和图4B，是登记文件系统的示例性方法的流程图；
图5包括图5A和图5B，是删除文件系统的示例性方法的流程图；
图6包括图6A和图6B，是扩展文件系统的示例性方法的流程图；
图7包括图7A和图7B，是移植文件系统的示例性方法的流程图；
图8包括图8A和图8B，是移动文件系统的示例性方法的流程图；以及
图9包括图9A和图9B，是复制文件系统的示例性方法的流程图。
具体实施方式
在随需应变(on-demand)的环境下满足服务质量(QoS)目标成为对文件系统的一个重要要求，其中服务质量目标可以包括对应于容量、性能和可用性要求的目标。除了在分配文件系统时需要支持服务质量水平外，在文件系统的整个生命周期内，例如，每当文件系统必须被扩展、复制、移动、移植和/或删除的时候，维持服务质量也非常有益。在创建文件系统时以及在文件系统的生命周期内为不同供应商的现有文件系统类型提供服务质量是一项重大任务。
目前完成这个任务的方法包括：(1)什么也不做；(2)使用基于人和/或基于工具的文件系统监视并按照需要执行手动配置和生命周期管理；(3)创建能够在异类系统中支持服务质量的新文件系统类型并将现有数据移植到该文件系统中；以及(4)响应于空间不足警告而使用脚本来增加存储。
所提出的第一种方法在随需应变的环境中一般不能接受。所提出的第二种方法费用较高而且容易发生错误。所提出的第三种方法有一个弊端，即高昂的新文件系统类型开发成本以及用户不愿意转换到新文件系统的风险。最后，所提出的第四种方法的功能性有限并且不能保证整个生命周期内的服务质量。
因此，需要为文件系统提供生命周期管理和服务质量的技术。本发明为文件系统和其他存储提供生命周期管理和服务质量，在开始描述本发明之前，首先描述关于文件系统的信息以及用于文件系统服务质量的技术，将会有所帮助。
在一个示例性实施例中，文件系统是传统的文件系统，其是数据的结构化组织，其中数据组织成被命名的实体，称为文件，每个文件可以有零个字节到系统定义限度的字节。有种特殊的文件称为目录，其包括其他文件或目录的名称。文件和目录具有属性如所有者和群组ID，创建、修改和访问时间，大小等等。在文件按照等级组织的情况下，有一个唯一的文件称为文件系统的根。描述文件和目录的数据称为元数据。
在某些商业操作系统例如IBM公司的AIX中，使用一个或多个逻辑卷创建文件系统；其中逻辑卷是一种抽象。见Vanel等人的“AIXLogical Volume Manager，from A to Z：Introduction and Concepts”(《AIX逻辑卷管理器：从A到Z：介绍和概念》)，IBM，2000年1月第一版。
其他操作系统使用类似的概念。使用一个或多个物理卷创建一个逻辑卷。物理卷可以是直接连接到服务器的磁盘或磁盘的一个分区，或者物理卷是存储区域网络(SAN)中的虚拟磁盘，一般称为LUN(逻辑单元号)。目前，由于没有要求也不支持创建支持服务质量的文件系统，管理员使用任何可用的存储容器例如物理或逻辑卷创建文件系统。
在本发明中，存储容器包括存储对象的集合(例如可以用于存储的任何永久存储器结构，如硬盘、段、区和特征对象)。存储容器消耗一组存储对象并且产生一组新的存储对象。存储容器的一个常见子集是逻辑卷。一般地，本发明典型地用于显示出“类磁盘”(disk-like)接口的存储容器，例如象在逻辑卷中看到的那样。
美国专利申请第10/449,269号，标题为“Policy-Based，AutomaticallyAllocated Storage”(《基于策略的自动化分配存储》)，2003年5月29日申请，发明人为Murthy V Devarakonda，Bill Arnold，Alla Segal，David MChess以及Ian N Whalley，其阐述了在策略约束下对存储的分配、监视、再分配以及对存储的创建。在此将美国专利申请第10/449,269号称为“ALOMS-Tango专利申请”。具体地说，ALOMS-Tango专利申请描述了在计算机存储系统中分配存储的方法，该方法包括在所述计算机存储系统中指定对资源分配的约束，分析计算机存储系统的能力并且形成分析结果，将分配请求与给定的服务质量相关联，根据所述约束中的至少一个策略、分析结果和服务质量分配计算机存储系统中可用存储的一部分，监视计算机存储系统以形成对未能满足质量服务的判断，响应于对未能满足质量服务的判断而重新分配资源。策略约束包括例如根据发出请求的用户和应用对服务等级进行的选择。
ALOMS-Tango专利申请也教导了将服务等级定义为包括使用存储的应用(storage-using application)的性能要求、可用性要求、空间要求以及安全性要求中至少之一的抽象。性能要求包括至少以下之一：吞吐量、响应时间以及传输速率。可用性要求包括至少以下之一：存储系统运行时间和错误率。空间要求包括至少以下之一：最大大小、初始大小、大小增量以及保证大小。安全性要求包括：存储的物理位置，谁有权访问数据，谁有权请求新存储或改变现有存储分配。尽管ALOMS-Tango专利申请相对于传统技术是一个巨大的进步，该专利却并没有描述如何管理文件系统的生命周期功能。
Brooks等人的“IMB Tivoli Storage Resource Manager：A PracticalIntroduction”(《IMB Tivoli存储资源管理器：应用介绍》)，国际技术支持组织，IBM，2003年8月，其中描述了一种在企业的多个网络计算机系统中监视文件系统以扩展文件系统大小的产品的特征。该产品包括运行在计算机系统上用于收集关于各个文件系统的信息的代理，以及中央服务器，其从分布的代理收集信息，并对信息进行分析以用于报告以及如果基础逻辑卷有空闲空间则扩展文件系统大小的目的。该产品也可以为逻辑卷增加额外的物理卷，并且由此使用命令模板和特定类型的SAN存储向文件系统增加物理卷。Brooks等人的文献中未描述如何增加具有服务质量的物理卷，也没有描述如何管理文件系统的生命周期功能。
与之相比，在本发明的一个示例性实施例中，可以在一个或多个支持服务质量的存储容器(例如AIX操作系统的逻辑卷)中创建现有类型的文件系统，可以对这些存储容器进行分配、监视或再分配。这种分配、监视和再分配可以按照例如ALOMS-Tango专利申请所描述的那样执行。在一个示例性实施例中，文件系统和对应于文件系统的服务质量之间的关联存储在非易失性存储器中。本发明的多个方面包括将适当的存储容器与文件系统关联并且在文件系统的整个生命周期内保持服务质量要求。
本发明的一个示例性实施例提供一个接口，管理员可以通过该接口请求创建具有预定服务质量等级的文件系统。例如，可以通过以下步骤创建用于创建具有预定服务质量的文件系统的请求：
(1)配置符合指定服务质量的一个或多个存储容器(例如逻辑卷)；
(2)使用一个或多个存储容器创建文件系统；以及
(3)记录一个或多个存储容器、文件系统和要求文件系统支持的服务质量之间的关联。
创建文件系统是生命周期动作。此外，本发明的一个示例性实施例提供一个接口，管理员可以通过该接口请求现有的文件系统执行其他生命周期动作，例如扩展、复制、移动或移植文件系统。在这些情况下，该示例性实施例可以创建(例如使用ALOMS-Tango专利申请所公开的技术)具有所要求的服务质量的额外的存储容器，并且随后按照需要将文件系统扩展、复制、移动或移植到新创建的存储容器上。一个示例性实施例还提供一个接口，管理员可以通过该接口请求删除现有的文件系统，可选地在一个预设的保留期限后删除。在一个示例性实施例中，为删除文件系统，文件系统被卸载(例如使用“umount”)并且执行用以移除和擦除其上创建有该文件系统的逻辑卷的技术。这种技术可以采用ALOMS-Tango专利申请所公开的技术来执行。
本发明的一个示例性优势是服务质量管理和资源仲裁可以在现有文件系统类型的分布式环境下实现。本发明的一个额外的示例性优势是本发明的一个实施例利用现有监视软件和操作系统并且不需要将数据移植到新文件系统。
现在看图1，图1示出了为文件系统提供支持QoS的生命周期管理的示例性存储系统100。如图1所示，存储系统100典型地在包括多个处理器105和多个存储器110的分布式计算机系统上实施，其中处理器105和存储器110来自通过一个或多个网络(未示出)相互连接的计算机系统。然而，存储系统100可以在单一计算机系统上实施。此外，存储系统100可以作为例如网络可寻址存储设备的一部分“被嵌入”。
存储器110包括事件115，服务等级选择策略120，服务等级定义125，文件系统到服务等级非易失性表130，存储容器分配模块135，文件系统配置模块140，服务质量生命周期管理器180，存储容器160，其中示出了存储容器160-1到160-X，以及容量监视工具185。服务质量生命周期管理器180包括服务等级选择器145，事件处理模块150以及事件调度器155。每个文件系统165驻留于一个或多个存储容器160上并且每个文件系统165分别与服务等级161相关联。在一个示例性实施例中服务等级161与文件系统165之间的关联存储于如图2所示的表中。
在一个示例性实施例中，服务等级161是包括性能要求、可用性要求、空间要求和安全性要求中至少之一的抽象。在本发明的一个示例性实施例中，服务等级161描述了对文件系统165的要求。如图2所示，服务等级161可以命名为例如金、银、铜。名称对于服务等级161并非是必需的，但是名称是有益的并且可以使用任何名称来使管理员能方便地记忆文件系统165的相关要求。
用户，典型地是管理员或其他授权用户，规定服务等级定义125和服务等级选择策略120，其作为用户和服务质量生命周期管理器180之间的接口。服务等级定义125为服务等级提供要求定义并且还一般地为服务等级提供名称(例如如上文所述)。例如，服务等级“金”可以指存储只位于具有高可用性的设备上并且要保持高性能比率。服务等级“铂金”可以指要保持很高的可用性(例如有镜像的、冗余的高度可用设备)、高度安全性以及很高的性能要求。
服务等级选择策略120允许为文件系统165选择服务等级161。策略是例如在系统行为中定义选择的规则。在很多情况下，策略包括一个条件部分和一个动作部分。在一个示例性实施例中，当条件部分被评估为布尔值“真”时，执行动作部分。并且，策略规定了存储系统运行要遵守的约束。策略可以包括一组约束。策略的例子包括：(1)对于用户A、应用DB以及logTAbleSpace，使用服务等级“金”；(2)对于服务等级为“金”的存储，如果吞吐量降到服务等级定义125所规定的值的25％以下则进行通知。
用户典型地通过事件115在服务质量生命周期管理器180处调用生命周期动作，事件115充当用户和服务质量生命周期管理器180之间的接口。文件系统165的生命周期是在创建文件系统165(例如当文件系统165可以被物理地访问时)至删除文件系统165(例如当不能再访问文件系统165时)期间发生的一系列事件。
注意事件115不是只能由用户产生。容量监视工具185(例如当空间减少时请求扩展文件系统)和事件调度器155(例如在某个时间请求移植文件系统)也可以产生事件115。图2示出了事件调度器155使用的示例性调度(例如日历)。
在一个示例性实施例中事件115具有多个事件类型，包括：创建文件系统；删除文件系统；扩展文件系统；移植文件系统；移动文件系统；以及复制文件系统。这些事件类型中每一个都产生相应的生命周期动作，其方法在图3-9中分别描述。事件115一般地包括标识生命周期动作所针对的文件系统的参数和事件类型，以及生命周期动作特有的额外信息。例如，当需要有某种服务质量的文件系统时，管理员调用具有“创建文件系统”事件类型的事件115，该事件类型包括对文件系统的安装点、服务器、服务等级名称(例如对应于服务质量)以及初始大小的规定。应当注意，后者即具有“创建文件系统”事件类型的事件115仅为例子。在另一个例子中，服务等级161可以包括文件系统的初始大小，其意味着事件115不需要包括初始大小。也可以为用户和/或应用提供“创建文件系统”事件类型。响应于事件115，执行创建文件系统165的生命周期动作(例如图3中的方法300)。
管理员也可以规定容量监视策略(例如作为服务等级选择策略120的一部分)，其由服务质量生命周期管理器180用来指示容量监视工具185：随着文件系统165由于使用而开始充满(例如文件系统165剩余容量达到预定的剩余容量)，容量监视工具185何时应发出警告(例如作为事件115)。
文件系统到服务等级非易失性表130是分析服务等级选择策略120并在文件系统160与其所关联的服务等级161之间产生关联的一个示例性结果。图2示出了一个示例性的文件系统到服务等级非易失性表。注意文件系统到服务等级非易失性表130是可选但有益的。没有文件系统到服务等级非易失性表130，典型地在每次接收到事件115时可能都要分析服务等级选择策略120，并且该分析可能会很慢。与分析服务等级选择策略120相比，文件系统到服务等级非易失性表130提供快得多的索引。注意当改变服务等级选择策略120时，文件系统到服务等级非易失性表130典型地将被更新或重新确定。
图1中也示出了一系列示例性步骤171-177，说明在存储系统100中数据流动如何发生。在步骤171，事件115被传递给服务质量生命周期管理器180。在上文的示例性实施例中已经描述，事件115包括事件类型、文件系统和上下文(用户，应用等)。在步骤172，事件处理模块150处理事件115并且将事件115的经处理版本传递给服务等级选择器145。服务等级选择器145确定文件系统165在事件115中的服务等级161。有利地，该步骤通过在文件系统到服务等级非易失性表130中查找已知文件系统来实现(例如文件系统165已经创建并且显示在文件系统到服务等级非易失性表130中)。典型地，除了具有“创建文件系统”事件类型的事件115外，任何与未创建的文件系统165相关的事件115都会导致错误。
在步骤173，服务等级选择器145将服务等级传递给事件处理模块150。在步骤174，事件处理模块150将服务等级和其他信息(例如空间要求)传递给存储容器分配模块135，使存储容器分配模块135可以建立适当的存储容器160。存储容器分配模块135建立适当的存储容器160。给存储容器160分配目标服务等级。假设每个存储容器160(例如，或与存储容器160通信的实体)支持并且实施服务质量。本发明通过例如确保在文件系统165的整个生命周期内的任何时候文件系统165都存储在适当的存储容器160中，从而支持和保持文件系统165的服务质量。
在步骤175，存储容器分配模块135通知事件处理模块150存储容器已经建立。随后在步骤176，事件处理模块150将用于创建文件系统165的信息(例如对存储容器160的引用)传递给文件系统配置模块140。对存储容器160的示例性引用包括逻辑卷标识符，物理卷标识符，卷组，磁盘驱动器盘符，小型计算机系统接口(SCSI)逻辑单元号(LUN)，SCSI目标，设备序列号，公共信息模型(CIM)对象路径以及通用命名规则(UNC)路径。文件系统配置模块140随后配置或重新配置文件系统165以使用相关联的存储容器160。
在可选步骤177，事件调度器155调度已知的事件115(例如数据保持期限届满)。如果需要，可以在服务质量生命周期管理器180的另一部分中执行调度。
需要注意，步骤171-177可以通过例如消息、由对象执行的方法以及任何其他适当的技术来执行。而且，步骤171-177仅为示例性的并且其中部分或全部可不需执行。此外，本发明可以通过有形地包含计算机可读指令的程序的信号承载介质执行。这些计算机可读指令可以由数字处理设备(例如存储系统100)执行以实现对文件系统的生命周期管理操作。并且，典型地，服务质量生命周期管理器180和存储器110中的其他实体可以作为软件实施并且载入处理器105，以便将处理器105配置为执行对文件系统的生命周期管理操作。还应当注意，存储器110中的实体也可以作为硬件实施(例如作为半导体电路和/或可编程门阵列的一部分)，或者作为硬件和软件的某种组合实施。
图2示出了用于存储文件系统和服务等级之间的关联的示例性表200。在图2的例子中，有若干条目250-1,250-2和250-3。每个条目250具有文件系统名210，服务等级名220和调度230。文件系统部分具有名称(例如FS1，FS2和FS3)。每个条目250提供文件系统名210和服务等级名220之间的关联。在一个示例性实施例中文件系统名210只是对应于文件系统165的唯一且隐晦的标识符。文件系统名210可以是字符串，指针或具有多个字段(例如可以是字段-1：服务器地址，字段-2：特定于服务器的指针以及额外字段)的某种类型的数据结构。文件系统名210的部分元数据可以包括标识文件系统的特殊的、唯一的标识符，并且该标识符可以是文件系统165的“名称”。
服务等级名220是金、铂金和铜，并且其中每个名称都有已定义的一组针对服务等级161的要求(例如在服务等级定义125中)。同文件系统名210一样，每个服务等级名220典型地是对应于服务等级161的唯一且隐晦的标识符。可选的调度230表明服务等级220何时有效。
在该例子中，服务等级名220为“铜”的文件系统的服务等级用于周末，并且服务等级名220为“金”的服务等级用于工作日。在星期五晚上10点，名为FS1的文件系统从与服务等级名220“金”关联的服务等级161移植(例如见图7A和7B)到与服务等级名220“铜”关联的服务等级161。类似地，在星期一上午6点，名为FS1的文件系统从与服务等级名220“铜”关联的服务等级161移植(例如见图7A和7B)到与服务等级名220“金”关联的服务等级161。名为FS2的文件系统的服务等级名220为“铂金”，调度为“总是”，其意思是铂金服务等级直到被用户修改为止一直有效。
调度230可以由例如图1中的事件调度器155使用，其可以根据调度230产生事件115。例如，可以在星期五晚上10点产生事件115以将文件系统FS1从“金”服务等级移植到“铜”服务等级。
现在看图3，图3包括图3A和3B，其示出了用于创建文件系统165的示例性方法400。如图3A所示，当接收到“创建文件系统”事件时(步骤310)，服务质量生命周期管理器180确定服务等级161(步骤320)并且分配一个具有适当服务等级161的存储容器160(步骤330)。在一个示例性实施例中，步骤330通过使服务质量生命周期管理器180调用存储容器分配模块135从而调用存储容器分配而执行。存储容器分配模块135创建具有特定服务等级161的存储容器160。
需要注意在某些系统中，存储分配(例如由存储容器分配模块135执行)可能期望输入存储容器服务等级而不是文件系统服务等级161。可以从与文件系统165的服务等级161相关联的描述得知与存储容器服务等级相关联的描述。例如，存储容器160的服务等级的描述可以包括块级(block-level)每秒输入输出次数(IOPS)吞吐量度量并且文件系统服务等级161的描述可以包括文件级MBps(每秒兆字节)带宽度量。可以通过基于文件级度量的简单计算得到块级矩阵的粗略近似值。可以通过存储容器内容(例如缓存大小，块大小，中间组件，等等)的具体知识得到更准确的块级度量。典型地，本领域的技术人员可以创建适当的存储系统服务等级变换，该变换将提供符合或超过文件系统服务等级161的性能要求的足够性能。
在步骤335，服务质量生命周期管理器180使用存储容器160创建文件系统165。典型地，步骤335需要格式化存储容器160或者做其他处理，以使文件系统165的结构可以存储在存储容器160上。例如，在UNIX中，步骤335可以使用“mkfs”命令来执行。在磁盘操作系统(DOS)中，步骤335可以使用格式化命令来执行，并且Windows提供图形用户界面(GUI)，其允许与Windows磁盘管理服务交互从而在存储容器160上创建文件系统165。注意步骤335可以是自动化的。
在步骤340，服务质量生命周期管理器180配置新文件系统165(例如通过调用文件系统配置模块140)。一般地，步骤340包括一个或多个步骤以允许计算机系统访问文件系统165。例如，在UNIX中，步骤340可以使用“mount”命令来执行。在Windows/DOS中，可以使用例如“NET USE”命令通过磁盘管理GUI以及“Rescan Disks”命令和/或“Change Drive Letter”命令配置文件系统165。步骤340也可以是自动化的。
一旦创建了文件系统165，如果需要，可以采用步骤345和350开始监视文件系统165。例如，容量监视工具185可以识别新文件系统165并且开始监视新文件系统165的容量。服务质量生命周期管理器180将用于文件系统165的任何容量监视策略发送给(例如分布式)容量监视工具185以指导该监视和警告过程。如果有服务质量生命周期管理(LCM)180事件115需要调度，在步骤350，容量监视工具185可以调度该事件。此外，事件调度器155可以采用步骤345和350来调度如图2调度230中示出的事件。
在图3B的示例性实施例中，服务质量生命周期管理器180例如使用充当策略管理器的服务等级选择器145确定服务等级161。服务质量生命周期管理器180调用(步骤365)具有一系列服务等级选择策略120(步骤360)和来自事件115的信息的服务等级选择器145。如上文所述，该信息可以包括事件类型、文件系统165的名称以及上下文信息例如发出请求的用户和/或应用的身份。服务等级选择器145(例如充当策略管理器)检查该信息并且返回服务等级161。该过程在步骤380执行。在一个示例性实施例中，随后将文件系统165和服务等级定义之间的关联存储在非易失性存储器(例如文件系统到服务等级非易失性表130/200)中用于快速引用(步骤390)。
在一个替代性实施例中，服务质量生命周期管理器180通过表查找(例如使用文件系统到服务等级非易失性表130/200)，通过用户界面向用户提示，并且/或者通过引用可选地包括在生命周期事件中的服务等级名，来确定服务等级161。
现在看图4，包括图4A和图4B，其示出了用于登记文件系统的示例性方法400。登记可以通过例如确保将文件系统165输入文件系统到服务等级非易失性表130来执行。在图4A的步骤410，接收到“登记文件系统”事件115。在步骤420，确定文件系统165的服务等级161，将文件系统165登记到文件系统到服务等级非易失性表130中。
图4B更为详细地示出了步骤420。在步骤430，加载服务等级选择策略120。服务等级选择器145作为策略管理器，和文件系统165(例如对文件系统165的引用，如文件系统名210)以及操作上下文一起被调用(例如被事件处理模块150调用)。服务等级选择器145确定所选择的服务等级161(步骤450)并且将文件系统165和服务等级161之间的关联存储到文件系统到服务等级非易失性表130中(步骤460)。尽管不要求登记，但登记的益处是能够更迅速地确定文件系统165和对应服务等级161之间的关联并且使服务质量生命周期管理器180更容易确定生命周期动作是否是针对已登记的文件系统165而请求的。
现在看图5，包括图5A和图5B，其示出了用于删除文件系统的示例性方法500。当接收到“删除文件系统”事件115时(步骤505)，在步骤510通过上文所述的技术确定服务等级161。在步骤515，服务质量生命周期管理器180移除文件系统165，并且如果需要，移除文件系统到服务等级非易失性表130/200中文件系统165和存储容器160之间的关联。注意，如果有任何确认过程，则假设其已经完成，图3中未包括这种过程，但是如果需要也可以包括该过程。这种确认过程典型地可以包括至少部分地由服务等级161修改的步骤。例如，“铂金”服务等级可能要求多次确认和/或口令，而一般性服务等级可能只需要简单确认。
在步骤520，根据服务等级161删除(例如移除)文件系统165。检查服务等级161以查看是否有特殊的处理指令，例如数据需要安全地从磁盘清除。在步骤520执行任何处理指令。在步骤525，取消存储容器的分配。
注意任何容量监视工具185将识别文件系统165的删除并且将对容量监视工具185的内部功能性做出适当更改。
如图5B所示，确定服务等级161的一个方法是从文件系统到服务等级非易失性表130/200中获取服务等级161(步骤530)。
现在看图6，包括图6A和图6B，其示出了用于扩展文件系统的示例性方法600。当文件系统165达到空间限制时，容量监视工具185能够识别该事件并且根据有效的策略(例如通过服务等级选择策略120确定的)向服务质量生命周期管理器180发出警告。在图6的例子中，警告是“扩展文件系统”事件115。服务质量生命周期管理器180通过例如从文件系统到服务等级非易失性表130/200中获取服务等级161(步骤630)，确定文件系统165在事件115中的服务等级161(步骤615)。服务质量生命周期管理器180请求(步骤620)存储容器分配模块135扩展以前为文件系统165分配的存储，同时保持由服务等级161定义的服务质量。存储容器分配模块135可以扩展存储容器160(例如作为逻辑卷)被创建到的物理卷，或者存储容器分配模块135可以创建新的物理卷并且将存储容器160(例如作为逻辑卷)扩展到增加的物理卷上，并且所有这些步骤都在保持服务等级要求的同时进行。如果请求成功，则服务质量生命周期管理器180配置扩展的文件系统165(步骤625)。如果请求被拒绝，则服务质量生命周期管理器180向用户报告扩展文件系统失败。
现在看图7，包括图7A和图7B，其示出了用于移植文件系统的示例性方法700。移植是一个过程，其中旧文件系统有特定的服务等级161并且新文件系统有不同的服务等级161。图7示出了执行移植的一种方法，其创建一个新文件系统并且用来自旧文件系统的数据填充新文件系统。
如图7A所示，当接收到“移植文件系统”事件115时(步骤710)，服务质量生命周期管理器180确定服务等级161(步骤720)并且分配一个具有适当服务等级161的存储容器(例如，或多个存储容器160)(步骤730)。在一个示例性实施例中，通过使服务质量生命周期管理器180调用存储容器分配模块135从而调用存储容器分配，以执行步骤730。存储容器分配模块135创建具有特定的新服务等级161的存储容器160(例如，或多个存储容器160)。
在步骤740，服务质量生命周期管理器180将文件系统165移动到新存储容器160。在移动文件系统165时，文件系统165的结构被复制或以其他方式在新存储容器上160上重新创建。移动可以通过UNIX的“dd”(磁盘转储)命令实现。在Windows中，可以使用程序如PartitionMagic。此外，一个存储容器160可以复制到另一个存储容器160，同时使用例如FlashCopy技术或PPRC(对等远程复制)保持内部数据结构。
在步骤745，服务质量生命周期管理器180重新配置文件系统165并且取消旧的存储容器160(例如通过调用执行取消分配的存储容器分配模块135)。对文件系统165执行重新配置使得计算机系统可以正确地访问新存储容器160上的文件系统165的功能。对文件系统165的重新配置可以部分地通过使用上文步骤340所描述的命令(例如“mount”，“NET USE”)执行。
在图7B的一个示例性实施例中，服务质量生命周期管理器180使用充当策略管理器的服务等级选择器145确定服务等级161。服务质量生命周期管理器180调用(步骤760)具有一组服务等级选择策略120(步骤750)和来自事件115的信息的服务等级选择器145。如上文所述，该信息可以包括事件类型、文件系统165的名称以及上下文信息如发出请求的用户和/或应用的身份。服务等级选择器145(例如充当策略管理器)检查该信息并且返回服务等级161。该过程发生在步骤770。在一个示例性实施例中，在步骤780，新文件系统165和服务等级定义之间的关联存储在非易失性存储器中(例如文件系统到服务等级非易失性存储表130/200中)。新关联替代旧服务等级161和旧文件系统165之间的旧关联。
现在参考图8，包括图8A和图8B，其示出了用于移动文件系统165的示例性方法800。如图8A所示，当接收到“移动文件系统”事件115时(步骤810)，服务质量生命周期管理器180确定服务等级161(步骤820)并且分配一个或多个具有适当服务等级161的新存储容器160(步骤830)。注意在步骤830也可以创建一个文件系统165。在一个示例性实施例中，在图8B的步骤850，从文件系统到服务等级非易失性存储表130/200中获取适当的服务等级161。
服务质量生命周期管理器180移动(步骤840)旧文件系统165，移除旧文件系统(步骤845)，并且取消对旧存储容器的分配(例如通过调用执行取消分配的存储容器分配模块135)(步骤845)。需要注意，文件系统165和存储容器160之间的关联也要更新。
图9包括图9A和图9B，示出了用于复制文件系统的示例性方法900。如图9A所示，当接收到“复制文件系统”事件115时(步骤910)，服务质量生命周期管理器180确定服务等级161(步骤920)并且分配一个或多个具有适当服务等级161的新存储容器160(步骤930)。注意在步骤930也可以创建一个文件系统165。在一个示例性实施例中，在图9B的步骤950，从文件系统到服务等级非易失性存储表130/200中获取适当的服务等级161。此外，在图9B的步骤960，被复制的文件系统和服务等级之间的关联存储在文件系统到服务等级非易失性存储表130/200中。服务质量生命周期管理器180将文件系统165复制(步骤940)到新存储容器160上。
尽管本发明典型地用于传统文件系统165，但本文所说明的技术也适用于为其他类型的永久数据组织(例如数据库)和虚拟存储提供服务质量生命周期管理。例如，IBM制造了一种产品，称为IBM SAN VolumeController Software for the Cisco MDS 9000(SANVC4MDS)，其执行“卷虚拟化”。该SANVC4MDS通过创建存储子系统卷集合之外的虚拟磁盘卷来充当存储容器(例如存储容器160)。正如本发明可以为文件系统提供服务质量生命周期管理，本发明也可以为SANVC4MDS创建的虚拟卷的文件系统提供服务质量生命周期管理。
本发明的实施例可以通过可由一个或多个处理器(例如处理器105)执行的计算机软件实施，或通过其他硬件电路或软件和硬件电路的组合实施。出于这种考虑，需要进一步注意，图3A-9B的流程图的各步骤可以代表程序步骤(例如由软件确定的)，或互相连接的逻辑电路、块和功能，或用于执行特定任务的程序步骤、逻辑电路、块和功能的组合。电路包括半导体电路，例如数字信号处理器或通用处理器之类的处理器，以及可编程逻辑设备。
上文通过示例性且非限制性的实施例对发明人目前考虑到实施本发明的最佳方法和设备做出了全面和详细的描述。然而，对于本领域的技术人员而言，根据结合附图阅读的以上描述和权利要求书，将可以进行各种修改和调整。但是对本发明内容的所有这样的和类似的修改都在本发明的范围内。
并且，可以利用本发明的一些优选实施例的优势而无需相应地使用其他特征。由此，上文应理解为仅仅是对本发明原理的阐述，而不是对本发明的任何限制。
Claims (29)
1.一种用于文件系统生命周期管理的方法，包括：
分配至少一个与服务等级相关联的存储容器；
在所述至少一个存储容器上创建文件系统，其中所述文件系统与所述服务等级相关联；并且
在对所述文件系统执行的生命周期动作期间使用所述服务等级。
2.根据权利要求1的方法，进一步包括确定所述文件系统与所述服务等级之间的关联。
3.根据权利要求2的方法，其中确定所述文件系统与所述服务等级之间的关联进一步包括分析一组策略并且根据所述分析确定所述关联。
4.根据权利要求2的方法，其中确定所述文件系统与所述服务等级之间的关联进一步包括访问包含所述关联的表。
5.根据权利要求4的方法，其中访问表进一步包括：
访问所述表以将对应于所述文件系统的给定名称与存储在所述表中的对应于所创建的文件系统的第一批名称进行比较；
响应于所述给定名称与存储在所述表中的所述第一批名称之一匹配，确定对应于给定服务等级且对应于所述第一名称的第二名称；并且
确定所述关联以使所述文件系统与所述给定服务等级相关联。
6.根据权利要求1的方法，其中使用进一步包括：
响应于请求登记所述文件系统的事件，根据至少一个服务等级策略确定所述服务等级；并且
将所述文件系统和所述服务等级之间的关联存储在存储器中。
7.根据权利要求6的方法，其中存储进一步包括将所述文件系统和所述服务等级之间的关联存储在表中。
8.根据权利要求1的方法，其中所述方法进一步包括：
移除所述文件系统；并且
取消对所述至少一个存储容器的分配。
9.根据权利要求8的方法，其中使用进一步包括执行至少部分地由所述服务等级确定的确认过程。
10.根据权利要求8的方法，其中使用进一步包括对所述文件系统执行至少一个处理指令，所述至少一个处理指令对应于所述服务等级。
11.根据权利要求1的方法，其中使用进一步包括分配至少一个额外的存储容器，所述至少一个存储容器与所述服务等级相关联，其中所述至少一个额外的存储容器包括所述文件系统的扩展。
12.根据权利要求1的方法，其中使用进一步包括：
所述文件系统是第一文件系统；
分配至少一个额外的存储容器，所述至少一个额外的存储容器与第二服务等级相关联；
将所述文件系统从所述至少一个存储容器移动到所述至少一个额外的存储容器；并且
将所述文件系统与所述第二服务等级相关联。
13.根据权利要求12的方法，进一步包括取消对所述至少一个存储容器的分配。
14.根据权利要求1的方法，其中使用进一步包括：
分配至少一个额外的存储容器，所述至少一个额外的存储容器与所述服务等级相关联；
将所述文件系统从所述至少一个存储容器移动到所述至少一个额外的存储容器；并且
取消对所述至少一个存储容器的分配。
15.根据权利要求1的方法，其中使用进一步包括：
分配至少一个额外的存储容器，所述至少一个额外的存储容器与所述服务等级相关联；
将所述文件系统复制在所述至少一个额外的存储容器上。
16.根据权利要求1的方法，其中：
所述方法进一步包括指定与所述文件系统相关联的服务等级的步骤；并且
分配进一步包括分配所述至少一个存储容器，使得所述至少一个存储容器与所述指定的服务等级相关联。
17.根据权利要求1的方法，其中：
所述服务等级包括文件系统服务等级；
所述方法进一步包括通过使用所述文件系统服务等级确定存储系统服务等级；并且
分配进一步包括分配所述至少一个存储容器，使得所述至少一个存储容器具有所述确定的存储系统服务等级。
18.根据权利要求1的方法，进一步包括配置所述文件系统用于访问。
19.根据权利要求1的方法，进一步包括：
接收事件；并且
根据事件确定需要对存储执行的生命周期动作。
20.根据权利要求19的方法，进一步包括当所述文件系统的剩余容量低于预定的剩余容量时产生一个给定的事件。
21.根据权利要求19的方法，进一步包括当调度表明应当产生给定的事件时产生所述给定的事件。
22.一种用于文件系统生命周期管理的设备，所述设备包括：
至少一个存储器；以及
连接到所述至少一个存储器的至少一个处理器，所述至少一个处理器配置为执行：
在所述至少一个存储器中分配至少一个与所述服务等级相关联的存储容器；
在所述至少一个存储容器上创建文件系统，其中所述文件系统与所述服务等级相关联；并且
在对所述文件系统执行的生命周期动作期间使用所述服务等级。
23.根据权利要求22的设备，其中所述至少一个存储容器包括逻辑卷、数据库以及文件中的至少一个。
24.一种有形地包含机器可读指令的程序的信号承载介质，所述机器可读指令可以由数字处理设备执行以实现对文件系统的生命周期管理操作，所述操作包括：
分配至少一个与服务等级相关联的存储容器；
在所述至少一个存储容器上创建文件系统，其中所述文件系统与所述服务等级相关联；并且
在对所述文件系统执行的生命周期动作期间使用所述服务等级。
25.一种用于文件系统生命周期管理的设备，包括：
用于分配至少一个与所述服务等级相关联的存储容器的装置；
用于在所述至少一个存储容器上创建文件系统的装置，其中所述文件系统与所述服务等级相关联；以及
用于在对所述文件系统执行的生命周期动作期间使用所述服务等级的装置。
26.根据权利要求25的设备，进一步包括用于确定所述文件系统和所述服务等级之间的关联的装置。
27.一种用于文件系统生命周期管理的方法，包括：
分配至少一个与服务等级相关联的存储容器；
在所述至少一个存储容器上创建文件系统，其中所述文件系统与所述服务等级相关联；并且
在所述文件系统的整个生命周期内保持所述服务等级。
28.根据权利要求27的方法，其中保持包括确保所述文件系统始终存储在与所述存储等级相关联的存储容器中。
29.根据权利要求27的方法，进一步包括：响应于将所述存储等级修改为新存储等级，分配至少一个与所述新存储等级相关联的新存储容器，将所述文件系统移动到所述至少一个新存储容器上并且取消对与所述存储等级相关联的至少一个存储容器的分配。
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