在分布式系統中實施資源利用的系統、方法和服務技術方案

資源利用實施系統在分布式系統中實施資源配額。中央服務器上的銀行為每個委托人保持一個賬戶；該賬戶等同于委托人的資源配額。通過代表資源消費的數字硬幣的使用，跟蹤配額。銀行被允許具有產生硬幣的特權。當計算會話開始時，客戶機上的錢包管理員訪問委托人的賬戶，并請求硬幣以便兌換消費的資源。錢包管理員管理委托人的“錢包”的硬幣提取。錢包管理員把硬幣提交給存儲裝置上的出納員，從而為委托人“購買”存儲空間。如果存儲空間消費事件釋放存儲空間，那么提供退款。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術一般涉及具有在多個計算機上運行的共享盤文件系統的分布式計算機系統。更具體地說，本專利技術涉及在分布式計算機系統中的預定配額內實施(enforce)資源利用的方法。
技術介紹
分布式處理系統包含在一個以上的計算機上操作的共享盤文件系統。分布式處理系統中的每個計算機(也稱為客戶機)包含操作系統的一個實例。每個客戶機被耦接，以便對駐留于呈網絡附加共享盤形式的存儲器上的文件進行并行數據共享訪問。用戶(人或應用)通過一個或多個客戶機訪問所述存儲器。為了管理存儲器，典型的分布式處理系統利用某一形式的配額制，所述配額制把用戶限于預定量的存儲空間(storage)。配額是關于用戶能夠保存多少數據的限制(建議的或者強制的)。如果沒有配額制，那么用戶可消耗盤上的所有存儲空間，從而拒絕對其它用戶提供服務。常規的集中式文件系統，比如計算機上的操作系統使用的集中式文件系統使用配額跟蹤來管理應用的存儲空間(文件系統空間)使用。這種集中式配額跟蹤方法被進一步擴展到其中中央服務器進行塊分配的文件系統。利用集中式配額跟蹤方法的文件系統易于實現。當在客戶機超配額時文件系統不向客戶機授予寫鎖定或者新的分配的情況下，提供實施。但是，這種集中式配額跟蹤方法不適用于使用基于對象的存儲裝置的文件系統。此外向中央服務器轉移塊分配限制了分布式系統的可縮放性。管理存儲配額的另一種常規方法是基于客戶機的配額跟蹤系統，其中分布式系統跟蹤在每個客戶機的配額狀態。客戶機對照分配給每個用戶的已知配額，監視每個用戶的累積存儲使用。客戶機把每個用戶的配額狀態傳送給分布式處理系統中的中央服務器。基于客戶機的配額跟蹤系統能夠實施安全帽(security cap)，所述安全帽防止當客戶機超過預定配額時所述客戶機的寫操作。但是，基于客戶機的配額跟蹤系統要求存儲系統通知客戶機，在用戶進行的每個存儲器存取事件中，使用了多少存儲空間。此外，基于客戶機的配額跟蹤系統依賴于遵守配額。客戶機中的程序錯誤會導致配額信息受到破壞，需要用于配額跟蹤的檢查和修復工具。此外，基于客戶機的配額跟蹤系統難以擴展到對相同配額賬戶進行寫操作的另外的客戶機。管理存儲配額的另一種常規方法包括物理分離的配額，所述物理分離的配額把與配額相關的所有域分成單一存儲盤上的單一分區，并設置關于該分區的配額。每個用戶被提供和存儲空間的分配配額相等的存儲盤上的一個分區。物理分離的配額制相對易于實施。但是，物理分離的配額制難以擴展到另外的存儲盤。在每個存儲盤上需要許多分區。此外，難以獲得該存儲器的當前使用情況。需要中央服務器確定對于每個用戶，數據去往何處。從而，對于系統配置或配置設置的變化來說，利用物理分離的配額制的分布式系統不靈活。此外，物理分離的配額制不能實現獨立的組配額或用戶配額。雖然常規的配額技術已被證明是有用的，不過最好提出另外的改進。分布式處理系統需要一種能夠在客戶機本地實施，而不依靠客戶機或用戶，并且能夠在基于對象的系統中使用的一種配額解決方案。此外，該配額解決方案應是準確的、可縮放的，并且對于獨立的組或用戶是可定制的。該配額解決方案不受欺騙，并且不會因客戶機或用戶產生的常見錯誤受到破壞。從而需要一種在分布式系統中實施資源利用的系統、服務、計算機程序產品和相關的方法。迄今為止，對這種解決方案的需要仍然未得到滿足。
技術實現思路
本專利技術滿足了該需要，提供一種在分布式系統中實施(enforce)資源利用的系統、服務、計算機程序產品和相關方法(這里總稱為“系統”或“本系統”)。雖然在存儲空間方面描述了本系統，不過顯然本系統適用于任何可消耗的資源，比如帶寬和每秒的I/O速率。本系統包含在中央服務器上操作的銀行，在分布式系統中的客戶機上操作的錢包管理員，和在分布式系統中的存儲裝置上操作的出納員。銀行為每個用戶(這里還稱為委托人)保持一個賬戶。委托人(principal)可以是在分布式系統中的存儲裝置上產生存儲空間消費事件的任何實體，比如人或應用。存儲空間消費事件包含影響委托人消耗的存儲空間的數量的任何事件，例如寫入、刪除、清除、截短等。本系統的配額的實施是分散的。通過數字現金或“硬幣”的使用，錢包管理員跟蹤配額。銀行產生硬幣；錢包管理員和委托人不允許擁有產生硬幣的特權。每個硬幣代表一個單位的資源使用。對于諸如存儲空間之類的資源，每個硬幣代表預定單位的盤存儲空間(例如4kB)的倍數。每個硬幣包含使硬幣與單一委托人相關聯的委托人ID。每個硬幣還包含數字序號和銀行的加密簽名。銀行發出一定幣值(denomination)的每種硬幣，其中幣值代表預定單位的盤存儲空間的倍數；即，4kB、8kB、16kB、...1GB等。每個硬幣還包含一個紀元編號(epoch number)。紀元編號表示硬幣有效的時期；即，每個硬幣具有到期(expiration)時間。在銀行為每個委托人提供一個賬戶。賬戶包含和可供委托人之用的資源利用的總量等同的硬幣。當計算會話或資源消費事件開始時，錢包管理員訪問委托人在銀行的賬戶，并請求提取(withdraw)硬幣，以換成委托人消耗的資源。錢包管理員代表委托人管理“錢包”中自銀行的硬幣提取。在存儲消費事件開始時或者在委托人進行的計算會話開始時，錢包管理員把硬幣提交給出納員以為委托人“購買”存儲空間。如果資源消費事件是截短、刪除或者清除，那么出納員不需要任何硬幣。清除或釋放分配給委托人的存儲空間的任何存儲空間消費事件導致出納員把一個或多個硬幣返回給代表委托人的錢包管理員。錢包管理員把返回的硬幣存入委托人的錢包中。如果委托人消費的存儲空間的數量需要的硬幣少于錢包管理員提供的硬幣，那么出納員把一個或多個硬幣返回給錢包管理員。不要求錢包管理員準確確定存儲空間消費事件使用多少存儲空間。通過賬戶中剩余的硬幣的數量，銀行保持委托人的賬戶的狀態。如果錢包管理員向賬戶請求比可用硬幣更多的硬幣，那么銀行不向錢包管理員發給硬幣，防止委托人“透支”他們的賬戶。從而，不準許委托人消耗超過預定存儲空間分配的存儲空間，即使委托人消費的存儲空間分布在許多不同的存儲裝置。通過集中保存在“銀行”的賬戶的使用，錢包管理員本地實施委托人的存儲空間配額，提供一種高效、準確的實施資源配額的方法。本系統可放大到大型的分布式系統，例如元數據服務器中的數十個服務器，或者對象存儲裝置中的數百到數千個客戶機。此外，本系統不會受常見錯誤傷害，并且抵抗委托人的獲得比許可更多的存儲空間的有意或無意嘗試。附圖說明下面將參考后面的說明，權利要求和附圖，更詳細地描述本專利技術的各個方面和實現它們的方式，附圖中，附圖標記被重復使用，以指示所引用的項目之間的對應性，其中圖1是其中可使用本專利技術的資源利用實施系統的例證操作環境的示意圖；圖2由圖2A、2B和2C構成，表示圖解說明在代表委托人獲得和交換存儲量的數字硬幣方面，圖1的資源利用實施系統的操作方法的處理流程圖；圖3是圖解說明在紀元到期時，兌換數字硬幣方面，圖1的資源利用實施系統的操作方法。具體實施例方式下面的定義和解釋提供和本專利技術的
有關的背景信息，并且意圖便于本專利技術的理解，而不是限制本專利技術的范圍。數字硬幣表示資源使用的單位。對于存儲器之類的資源，每個硬幣代表預定單位的盤存儲量(例如4kB)的倍數。每個硬幣包含使硬本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種在分布式系統中實施資源利用的方法，包括：在配額銀行保持委托人的配額賬戶；代表委托人從配額銀行提取數字硬幣；把數字硬幣換成資源；其中通過監視委托人的配額賬戶中的余額，配額銀行監視委托人的資源使用。

【技術特征摘要】
US 2005-7-27 11/191,7771.一種在分布式系統中實施資源利用的方法，包括在配額銀行保持委托人的配額賬戶；代表委托人從配額銀行提取數字硬幣；把數字硬幣換成資源；其中通過監視委托人的配額賬戶中的余額，配額銀行監視委托人的資源使用。2.按照權利要求1所述的方法，還包括把數字硬幣保存在與委托人相關的錢包中。3.按照權利要求1所述的方法，還包括如果余額不足，那么拒絕委托人對資源的訪問。4.按照權利要求1所述的方法，其中保持配額包括每個委托人保持單一配額賬戶。5.按照權利要求4所述的方法，其中保持配額銀行被集中定位。6.按照權利要求1所述的方法，其中提取數字硬幣包括在配額賬戶中保持足以支付數字硬幣的余額。7.按照權利要求6所述的方法，其中如果余額不足并且資源未被釋放，那么拒絕委托人訪問。8.按照權利要求7所述的方法，其中數字硬幣代表預定單位的資源使用。9.按照權利要求7所述的方法，其中數字硬幣包含使數字硬幣與單一委托人相關聯的委托人標識。10.按照權利要求7所述的方法，其中數字硬幣包含唯一識別數字硬幣的數字序號。11.按照權利要求7所述的方...

【專利技術屬性】
技術研發人員：拉爾夫A貝克贊迪，達雷爾E龍，理查德A高爾丁，
申請(專利權)人：國際商業機器公司，
類型：發明
國別省市：US[美國]