一种拆分名字空间的元数据管理方法

本发明公开了一种拆分名字空间的元数据管理方法。该方法包括下列步骤：创建文件系统；对已创建好的文件系统进行管理。其中，对已创建好的文件系统进行管理还包括：客户端创建目录；客户端创建文件；客户端执行查询操作；客户端执行读目录操作；客户端删除文件；客户端删除目录；客户端执行释放操作；客户端执行重命名操作；客户端创建硬链接；客户端创建软链接。其能够在提高元数据服务器的扩展性的同时也避免了同一目录的访问热点问题。

1.一种拆分名字空间的元数据管理方法，其特征在于，包括下列步骤： A.创建文件系统； B.对已创建好的文件系统进行管理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A还进一步包括： A1.创建元数据服务器的元数据存储目录，初始化缓存结构； A2.在指定的主元数据服务器上创建根目录的索引结点，其索引结点的索 引号为1，令其子目录序号为0，创建目录文件以存放子目录序号为0的目录 项信息； A3.利用函数B确定其他元数据服务器的子目录序号，以此构建根目录的 子目录分布数组； A4.根据子目录分布数组向其他元数据服务器发送创建子目录请求，请求 中附加父目录索引号和子目录序号； A5.当其他元数据服务器收到创建子目录请求时，创建子目录对应的索引 结点，令其子目录序号为请求所指序号，并创建目录文件以存放子目录序号的 目录项信息，完成后向源元数据服务器发送回应消息。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B还进一步包括： B1.客户端创建目录； B2.客户端创建文件； B3.客户端执行查询操作； B4.客户端执行读目录操作； B5.客户端删除文件； B6.客户端删除目录； B7.客户端执行释放操作； B8.客户端执行重命名操作； B9.客户端创建硬链接； B10.客户端创建软链接。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤B1还进一步包括： B11.在客户端输入客户希望创建目录的路径，由操作系统解析该路径， 获得该路径对应的父目录索引结点、父目录索引号和目录名称； B12.操作系统根据父目录索引结点、父目录索引号和目录名称，利用函数 A获得创建目录的元数据服务器标识符，然后向该元数据服务器发送创建目录 请求； B13.该元数据服务器接收到创建目录请求后在本元数据服务器上创建新 目录对应的结点，令其子目录序号为0，创建目录文件用以存放属于子目录序 号为0的目录项信息； B14.利用函数B确定其他元数据服务器的子目录序号，以此构建该目录的 子目录分布数组； B15.根据子目录分布数组向其他元数据服务器发送创建子目录请求，请求 中附加父目录索引号和子目录序号； B16.当其他元数据服务器收到创建子目录请求时，创建对应的索引结点， 令其子目录序号为请求所指序号，并创建目录文件以存放子目录序号的目录项 信息，完成后向源元数据服务器发送回应消息； B17.源元数据服务器收到其他元数据服务器回应后向其父目录的子目录 文件中添加该目录的目录项信息； B18.发送回复消息。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述源元数据服务器，是指 接收到创建目录请求并创建新目录对应索引结点的元数据服务器。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤B2还进一步包括： B21.根据父目录索引结点，父目录索引号和目录名称利用函数A获得创建 文件的元数据服务器标识符，然后向元数据服务器发送创建文件请求； B22.元数据服务器接收到创建文件请求后在本元数据服务器上创建文件 对应的索引结点； B23.将索引结点的目录项信息添加到其父目录的子目录文件中； B24.如果该父目录索引结点的子目录索引号不等于0则将该父目录索引 结点的属性信息发送到子目录索引号等于0的父目录索引结点所在的元数据 服务器，由该父目录索引结点更新属性； B25.发送回复消息。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤B3还进一步包括： B31.根据父目录索引结点，父目录索引号和目录名称利用函数A获得查询 对象所在的元数据服务器标识符，然后向该元数据服务器发送查询文件请求； B32.元数据服务器接收到查询文件请求后在本元数据服务器中查询对 象； B33.客户端在查询到的索引结点的客户端访问表的对应位，置1； B34.将所得信息回复给客户端。
8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤B4还进一步包括： B41.根据父目录索引号判断其索引结点所在的元数据服务器，向该元数据 服务器发送读目录请求； B42.该元数据服务器收到请求后，找到父目录索引号对应的索引结点，通 过索引结点利用函数C确定读目录所读区间所在的子目录分布在哪些元数据 服务器； B43.向所需读取部分的目录项所在的元数据服务器发送读目录命令； B44.各元数据服务器根据读命令请求中的请求的起始位置偏移值和偏移 量读出目录项内容，再发回给源元数据服务器； B45.源元数据服务器收集请求后向客户端发送回复信息。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述源元数据服务器是指接 收读目录请求并向其他元数据服务器发送读目录请求的元数据服务器。
10.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤B5还进一步包 括： B51.根据父目录索引结点，父目录索引号和目录名称利用函数A获得该文 件所在的元数据服务器标识符，然后向该元数据服务器发送删除文件请求； B52.该元数据服务器接收到删除文件请求后，找到被删除的文件，将该文 件的目录项从其父目录索引结点的子目录文件中删除； B53.修改同一元数据服务器上的父目录索引结点的属性值，如果该父目录 索引结点的子目录索引号不等于0则将该父目录索引结点的属性信息发送到 子目录索引号等于0的父目录索引结点所在的元数据服务器，由该父目录索引 结点更新属性。
11.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤B6还进一步包 括： B61.根据父目录索引结点，父目录索引号和目录名称利用函数A获得该目 录所在的元数据服务器标识符，然后向元数据服务器发送删除目录请求； B62.该元数据服务器接收到删除目录请求后，找到被删除的目录，判断该 目录是否为空，为空则将该目录置为删除状态，否则返回出错信息； B63.将该目录的目录项从其父目录索引结点的子目录文件中删除； B64.修改同一元数据服务器上的父目录索引结点的属性值，如果该父目录 索引结点的子目录索引号不等于0则将该父目录索引结点的属性信息发送到 子目录索引号等于0的父目录索引结点所在的元数据服务器，由该父目录索引 结点更新属性。
12.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤B7还进一步包 括： B71.根据索引号取其二进制表示的最左边10位，将这10位转换为十进制 数，该值则是索引号所指索引结点所在的元数据服务器标识符，然后向该元数 据服务器发送释放请求； B72.该元数据服务器接收到释放请求后，根据索引号找到索引结点，将索 引结点的客户端访问表中请求客户端对应的位，置0； B73.判断该索引结点的客户端访问表和属性中的链接数是否为0，如为0， 则释放该索引结点； B731.如果该索引结点是文件，则将文件对应的元数据存储文件和索引结 点的缓存释放，发送请求到数据存储服务器将文件对应的数据存储文件删除； B732.如果该索引结点是目录，则将目录在所有元数据服务器上的子目录 文件及所有子目录的索引结点的缓存释放。
13.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤B8还进一步包 括： B81.根据旧父目录索引结点，旧父目录索引号和旧目录名称，利用函数A 获得该旧父目录所在的元数据服务器1，根据新父目录索引结点，新父目录索 引号和新目录名称，利用函数A获得新父目录所在的元数据服务器2，将元数 据服务器1和元数据服务器2的元数据标识符连同重命名请求参数向元数据服 务器1发送重命名请求； B82.该元数据服务器接受到重命名请求后，找到将被删除的旧文件，将该 文件的目录项从旧父目录的子目录文件中删除； B83.修改旧父目录索引节点的属性值，如果该旧父目录索引结点的子目录 索引号不等于0则将该旧父目录索引结点的属性信息发送到子目录索引号不 等于0的旧父目录索引结点所在的元数据服务器，由该旧父目录索引结点更新 属性； B84.如果元数据服务器2和元数据服务器1相同，则在同一元数据服务器 上继续操作，否则将该请求转发到元数据服务器2上； B85.在元数据服务器2上，向新父目录索引结点的子目录文件添加重命名 文件的新名字对应的目录项，如果该新父目录索引结点的子目录索引号不等于 0则将该新父目录索引结点的属性信息发送到子目录索引号不等于0的新父目 录索引结点所在的元数据服务器，由该新父目录索引结点更新属性； B86.完成后向元数据服务器1发送成功回应，元数据服务器1收到回应后 向客户端发送回应信息。
14.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤B9还进一步包 括： B91.根据父目录索引结点，父目录索引号和目录名称利用函数A获得创建 硬链接的元数据服务器标识符，然后向该元数据服务器发送创建硬链接请求； B92.该元数据服务器接收到创建硬链接请求后，将该硬链接的目录项信息 添加到其父目录的子目录文件中； B93.如果该父目录索引结点的子目录索引号不等于0则将该父目录索引 结点的属性信息发送到子目录索引号等于0的父目录索引结点所在的元数据 服务器，由该父目录索引结点更新属性； B94.发送回复消息。
15.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤B10还进一步包 括： B101.根据父目录索引结点，父目录索引号和目录名称利用函数A获得创 建软链接的元数据服务器标识符，然后向该元数据服务器发送创建软链接请 求； B102.该元数据服务器接收到创建软链接请求后创建软链接，然后将该软 链接的目录项信息添加到其父目录的子目录文件中； B103.如果该父目录索引结点的子目录索引号不等于0则将该父目录索引 结点的属性信息发送到子目录索引号等于0的父目录索引结点所在的元数据 服务器，由该父目录索引结点更新属性； B104.发送回复消息。
16.根据权利要求4、6、7、10、11、及13至15之一所述的方法，其特 征在于，所述函数A执行以下操作： a1.根据父目录索引号和目录名称利用哈希函数得到一个哈希值； a2.以该哈希值作为索引值来获取父目录索引结点中目录分布数组中索引 值对应的元数据服务器标识符； a3.将元数据服务器标识符返回。
17.根据权利要求2或4所述的方法，其特征在于，所述函数B执行以下 操作： b1.操作系统通过由随机函数得到的随机数对元数据服务器的数量求模的 方式获得数D； b2.以D作为子目录的第二个元数据服务器，接着顺序给目录分布数组赋 值，作为该元数据服务器的元数据服务器标识符，当元数据服务器标识符到达 最大值后，从最小的元数据服务器标识符开始，循环为所有元数据服务器赋值； b3.返回目录分布数组。
18.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述函数C执行以下操作： c1.累加目录分布数组中的各项子目录偏移量，直到累加目录的偏移量小 于或等于请求的起始位置偏移值并且累加目录的偏移量加上子目录偏移量 大于请求的起始位置偏移值，记录该子目录序号为1； c2.继续累加目录分布数组中的各项子目录偏移量，直到累加目录的偏移 量小于请求的起始位置偏移值加上偏移量并且累加目录的偏移量加上子目录 偏移量大于或等于请求的起始位置偏移值加上偏移量，记录该子目录序号为 2； c3.将序号1和序号2之间的多个子目录记录下来，然后将多个子目录对 应的元数据服务器标识符返回。
19.根据权利要求7或12所述的方法，其特征在于，所述客户端访问表 是指用来记录由哪些客户端对元数据索引结点进行访问，以防止当客户端对索 引结点进行访问时将该索引结点释放。
20.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤A5中，所述源元数据 服务器是指该指定的主元数据服务器。