一种网络服务器系统及方法转让专利
申请号 : CN200710178986.1
文献号 : CN101222490B
文献日 : 2010-10-06
发明人 : 秦平 , 许鲁
申请人 : 中国科学院计算技术研究所
摘要 :
本发明提供一种以数据为中心的网络服务器系统，包括互联交换网络、计算资源、存储资源，还包括数据资源和管理服务器；所述互联交换网络分别与所述的计算资源、存储资源、数据资源、管理服务器连接；其中，所述的管理服务器包括用于对所述数据资源进行管理的数据管理模块、用于对所述的计算资源进行管理的计算资源管理模块、用于对所述的存储资源进行管理的存储资源管理模块，以及用于对所述网络服务器系统的计算环境进行管理的计算环境管理模块。本发明提高了网络服务器系统及数据资源的易用性；本发明通过对计算资源、存储资源、数据资源的统一管理，使得数据具有即时性，减少数据处理时间，从而大大提高计算资源和存储资源的利用率。
权利要求 :
1.一种网络服务器系统，包括互联交换网络(1)、计算资源(2)、存储资源(3)，其特征在于，还包括数据资源(4)和管理服务器(5)；所述互联交换网络(1)分别与所述的计算资源(2)、存储资源(3)、数据资源(4)、管理服务器(5)连接；其中，所述的管理服务器(5)包括计算资源管理模块、数据管理模块、存储资源管理模块以及计算环境管理模块；所述的计算资源管理模块对计算资源进行管理，包括计算节点的注册与注销、计算节点的查找、计算资源的创建以及计算资源的解体；所述的存储资源管理模块对存储资源进行管理，包括存储设备的注册与注销、存储设备的查找、存储资源的创建以及存储资源的解体；所述的计算环境管理模块对计算环境进行管理，包括应用程序的部署，应用程序的卸载，计算环境的创建、解体、运行、停止，原始数据的导入，以及数据开始处理命令的发布；所述的数据管理模块对数据资源进行管理，包括数据属性的获取与设置，数据的查找、处理、删除、读取以及写入；
所述的管理服务器(5)根据用户的需求，对所述原始数据进行处理；所述管理服务器(5)首先获取所述数据资源(4)中所要处理的原始数据的数据属性，然后根据所述的数据属性从所述的计算资源(2)、存储资源(3)以及数据资源(4)中获取相应的资源，根据所述的计算资源、存储资源、数据资源构建虚拟网络服务器系统，在所述的虚拟网络服务器系统中对所要处理的数据进行处理。
2.根据权利要求1所述的网络服务器系统，其特征在于，所述的计算资源(2)包括不同性能、不同架构的计算节点，所述计算节点可根据实际应用的需要进行合并，或进行切分。
3.根据权利要求1所述的网络服务器系统，其特征在于，所述的存储资源(3)包括不同属性的物理存储设备，以及异构的物理存储设备；所述存储资源(3)中的物理存储设备可集中式分布，或分散式分布；所述的物理存储设备可根据实际应用的需要进行合并，或进行切分。
4.根据权利要求1所述的网络服务器系统，其特征在于，所述数据资源(4)涉及与计算相关的所有数据，包括系统数据、应用程序数据、原始数据；所述数据资源(4)中的数据具有独立性、分布性、聚合性、即时性、以及调度性。
5.一种对权利要求1-4之一所述的网络服务器系统的工作方法，包括以下步骤：
步骤1)、用户在数据资源中查找所要处理的原始数据；
步骤2)、数据管理模块获取所述原始数据的属性信息；
步骤3)、计算资源管理模块根据所述原始数据属性信息中对计算节点的要求，以及物理计算节点的信息，选择相应的计算节点，创建虚拟计算节点；
步骤4)、计算资源管理模块根据原始数据属性信息中对系统数据的要求，在所述数据资源中查找相应的系统数据，然后将步骤3)所创建的虚拟计算节点与所述的系统数据相绑定，从而创建计算资源；
步骤5)、存储资源管理模块根据所述原始数据属性信息中对存储资源的要求，以及存储资源中存储设备的信息，选择相应的存储设备，创建存储资源；
步骤6)、根据原始数据属性信息中对应用程序的要求，在所述数据资源中查找应用程序数据，并将查找到的应用程序数据在所述的计算资源上安装；
步骤7)、创建虚拟网络服务器系统，然后启动该系统，使之处于运行状态；
步骤8)、将所要处理的原始数据导入所述的虚拟网络服务器系统中，实现对所述原始数据的处理；
步骤9)、所述原始数据处理结束后，停止并解散虚拟网络服务器系统，并实现对所述计算资源和存储资源的释放。
说明书 :
技术领域
本发明涉及信息技术领域，特别涉及一种网络服务器系统及方法。
背景技术
当前网络服务器系统的主流是以存储为中心的网络服务器系统。以存储为中心的网络服务器系统的典型系统结构是：以集群架构组织计算资源，以存储区域网进行数据存储。其中的集群是指两台或者多台计算节点在一个群组内共同工作；其中的存储区域网是指一种类似于普通局域网的高速专用存储网络或者子网，光纤通道(FC)是这个网络的骨干。
在以存储为中心的网络服务器系统中，系统更关注于存储子系统的I/O性能、存储容量等指标，而很少关心存储在存储子系统上的数据的特性，以及根据数据的特性所做的相应处理。虽然以存储为中心的网络服务器系统在根据数据应用特性进行数据管理的方面也做了一定的研究，例如内容寻址存储技术(CAS)、信息生命周期管理技术(ILM)等，这些研究更多偏向于利用数据的特性进一步提高数据的访问性能，提高存储空间的利用率等方面。但在数据处理的易用性上，以存储为中心的网络服务器系统与个人计算机(PC)相比还是有很大差距。
通常而言，在以存储为中心的网络服务器系统中要完成一次高性能计算时需要以下资源：计算资源、存储资源、原始数据、系统数据以及应用程序数据。利用上述的资源完成一次高性能计算需要以下基本步骤：
1、根据原始数据的信息判断所要构建的网络服务器系统的配置需求，如需要多大的存储空间、需要多少个计算节点参与计算、需要什么样的系统程序、应用程序等；
2、根据前一步骤得到的配置需求，搭建网络服务器系统；
3、在网络服务器系统上安装应用程序；
4、将计算所需要的原始数据拷贝到搭建好的网络服务器系统中；
5、开始计算；
6、计算完成，拆除网络服务器系统，以便投入下一次使用。
从上述描述可以看出，在以存储为中心的网络服务器系统中，要运行一个程序或进行一次计算，首先需要人为地搭建相应的系统环境，然后才能进行具体的操作。与之相比，在PC中，如果用户想读取一个Word文档，只需双击这个Word文档即可完成。与PC处理数据的便捷性相比，由于以存储为中心的网络服务器系统更多地关注于如何提供更大的、更快速的存储空间，而在网络服务器系统的易用性上关注较少，因此在实现类似高性能计算等操作时具有相当的复杂性，网络服务器系统的利用率也由于过多的人工操作和繁复的步骤而大大降低。因此，希望有一种能够有效简化网络服务器系统及数据使用复杂性，并提高计算资源及存储资源利用率的方法。
在以存储为中心的网络服务器系统中，系统更关注于存储子系统的I/O性能、存储容量等指标，而很少关心存储在存储子系统上的数据的特性，以及根据数据的特性所做的相应处理。虽然以存储为中心的网络服务器系统在根据数据应用特性进行数据管理的方面也做了一定的研究，例如内容寻址存储技术(CAS)、信息生命周期管理技术(ILM)等，这些研究更多偏向于利用数据的特性进一步提高数据的访问性能，提高存储空间的利用率等方面。但在数据处理的易用性上，以存储为中心的网络服务器系统与个人计算机(PC)相比还是有很大差距。
通常而言，在以存储为中心的网络服务器系统中要完成一次高性能计算时需要以下资源：计算资源、存储资源、原始数据、系统数据以及应用程序数据。利用上述的资源完成一次高性能计算需要以下基本步骤：
1、根据原始数据的信息判断所要构建的网络服务器系统的配置需求，如需要多大的存储空间、需要多少个计算节点参与计算、需要什么样的系统程序、应用程序等；
2、根据前一步骤得到的配置需求，搭建网络服务器系统；
3、在网络服务器系统上安装应用程序；
4、将计算所需要的原始数据拷贝到搭建好的网络服务器系统中；
5、开始计算；
6、计算完成，拆除网络服务器系统，以便投入下一次使用。
从上述描述可以看出，在以存储为中心的网络服务器系统中，要运行一个程序或进行一次计算，首先需要人为地搭建相应的系统环境，然后才能进行具体的操作。与之相比，在PC中，如果用户想读取一个Word文档，只需双击这个Word文档即可完成。与PC处理数据的便捷性相比，由于以存储为中心的网络服务器系统更多地关注于如何提供更大的、更快速的存储空间，而在网络服务器系统的易用性上关注较少，因此在实现类似高性能计算等操作时具有相当的复杂性，网络服务器系统的利用率也由于过多的人工操作和繁复的步骤而大大降低。因此，希望有一种能够有效简化网络服务器系统及数据使用复杂性，并提高计算资源及存储资源利用率的方法。
发明内容
因此，本发明的任务是克服现有的以存储为中心的网络服务器系统应用复杂，计算资源与存储资源利用效率较低的缺陷，从而提供一种应用简便，具有较高应用效率的网络服务器系统。
为了实现上述目的，本发明提供了一种网络服务器系统，包括互联交换网络、计算资源、存储资源，还包括数据资源和管理服务器；所述互联交换网络分别与所述的计算资源、存储资源、数据资源、管理服务器连接；其中，
所述的管理服务器(5)包括计算资源管理模块、数据管理模块、存储资源管理模块以及计算环境管理模块；所述的计算资源管理模块对计算资源进行管理，包括计算节点的注册与注销、计算节点的查找、计算资源的创建以及计算资源的解体；所述的存储资源管理模块对存储资源进行管理，包括存储设备的注册与注销、存储设备的查找、存储资源的创建以及存储资源的解体；所述的计算环境管理模块对计算环境进行管理，包括应用程序的部署，应用程序的卸载，计算环境的创建、解体、运行、停止，原始数据的导入，以及数据开始处理命令的发布；所述的数据管理模块对数据资源进行管理，包括数据属性的获取与设置，数据的查找、处理、删除、读取以及写入；
所述的管理服务器根据用户的需求，对所述原始数据进行处理；所述管理服务器首先获取所述数据资源中所要处理的原始数据获取数据属性，然后根据所述的数据属性从所述的计算资源、存储资源以及数据资源中获取相应的资源，根据所述的计算资源、存储资源、数据资源构建虚拟网络服务器系统，在所述的虚拟网络服务器系统中对所要处理的数据进行处理。
上述技术方案中，所述的计算资源包括不同性能、不同架构的计算节点，所述计算节点可根据实际应用的需要进行合并，或进行切分。
上述技术方案中，所述的存储资源包括不同属性的物理存储设备，以及异构的物理存储设备；所述存储资源中的物理存储设备可集中式分布，或分散式分布；所述的物理存储设备可根据实际应用的需要进行合并，或进行切分。
上述技术方案中，所述数据资源涉及与计算相关的所有数据，包括系统数据、应用程序数据、原始数据；所述数据资源中的数据具有独立性、分布性、聚合性、即时性、以及调度性。
本发明还提供了一种网络服务器系统的工作方法，包括以下步骤：
步骤1)、用户在数据资源中查找所要处理的原始数据；
步骤2)、数据管理模块获取所述原始数据的属性信息；
步骤3)、计算资源管理模块根据所述原始数据属性信息中对计算节点的要求，以及物理计算节点的信息，选择相应的计算节点，创建虚拟计算节点；
步骤4)、计算资源管理模块根据原始数据属性信息中对系统数据的要求，在所述数据资源中查找相应的系统数据，然后将步骤3)所创建的虚拟计算节点与所述的系统数据相绑定，从而创建计算资源；
步骤5)、存储资源管理模块根据所述原始数据属性信息中对存储资源的要求，以及存储资源中存储设备的信息，选择相应的存储设备，创建存储资源；
步骤6)、根据原始数据属性信息中对应用程序的要求，在所述数据资源中查找应用程序数据，并将查找到的应用程序数据在所述的计算资源上安装；
步骤7)、创建虚拟网络服务器系统，然后启动该系统，使之处于运行状态；
步骤8)、将所要处理的原始数据导入所述的虚拟网络服务器系统中，实现对所述原始数据的处理；
步骤9)、所述原始数据处理结束后，停止并解散虚拟网络服务器系统，并实现对所述计算资源和存储资源的释放。
本发明的优点在于：
1、本发明通过对数据资源进行聚合，并赋予一种特定的属性，从而使得网络服务器系统可以根据数据的属性来调度相关的计算资源、存储资源及数据资源，自动搭建计算所需的虚拟网络服务器系统，从而提高网络服务器系统及数据资源的易用性；
2、本发明通过对计算资源、存储资源、数据资源的统一管理，使得数据处理具有即时性，减少数据处理时间，从而大大提高计算资源和存储资源的利用率。
为了实现上述目的，本发明提供了一种网络服务器系统，包括互联交换网络、计算资源、存储资源，还包括数据资源和管理服务器；所述互联交换网络分别与所述的计算资源、存储资源、数据资源、管理服务器连接；其中，
所述的管理服务器(5)包括计算资源管理模块、数据管理模块、存储资源管理模块以及计算环境管理模块；所述的计算资源管理模块对计算资源进行管理，包括计算节点的注册与注销、计算节点的查找、计算资源的创建以及计算资源的解体；所述的存储资源管理模块对存储资源进行管理，包括存储设备的注册与注销、存储设备的查找、存储资源的创建以及存储资源的解体；所述的计算环境管理模块对计算环境进行管理，包括应用程序的部署，应用程序的卸载，计算环境的创建、解体、运行、停止，原始数据的导入，以及数据开始处理命令的发布；所述的数据管理模块对数据资源进行管理，包括数据属性的获取与设置，数据的查找、处理、删除、读取以及写入；
所述的管理服务器根据用户的需求，对所述原始数据进行处理；所述管理服务器首先获取所述数据资源中所要处理的原始数据获取数据属性，然后根据所述的数据属性从所述的计算资源、存储资源以及数据资源中获取相应的资源，根据所述的计算资源、存储资源、数据资源构建虚拟网络服务器系统，在所述的虚拟网络服务器系统中对所要处理的数据进行处理。
上述技术方案中，所述的计算资源包括不同性能、不同架构的计算节点，所述计算节点可根据实际应用的需要进行合并，或进行切分。
上述技术方案中，所述的存储资源包括不同属性的物理存储设备，以及异构的物理存储设备；所述存储资源中的物理存储设备可集中式分布，或分散式分布；所述的物理存储设备可根据实际应用的需要进行合并，或进行切分。
上述技术方案中，所述数据资源涉及与计算相关的所有数据，包括系统数据、应用程序数据、原始数据；所述数据资源中的数据具有独立性、分布性、聚合性、即时性、以及调度性。
本发明还提供了一种网络服务器系统的工作方法，包括以下步骤：
步骤1)、用户在数据资源中查找所要处理的原始数据；
步骤2)、数据管理模块获取所述原始数据的属性信息；
步骤3)、计算资源管理模块根据所述原始数据属性信息中对计算节点的要求，以及物理计算节点的信息，选择相应的计算节点，创建虚拟计算节点；
步骤4)、计算资源管理模块根据原始数据属性信息中对系统数据的要求，在所述数据资源中查找相应的系统数据，然后将步骤3)所创建的虚拟计算节点与所述的系统数据相绑定，从而创建计算资源；
步骤5)、存储资源管理模块根据所述原始数据属性信息中对存储资源的要求，以及存储资源中存储设备的信息，选择相应的存储设备，创建存储资源；
步骤6)、根据原始数据属性信息中对应用程序的要求，在所述数据资源中查找应用程序数据，并将查找到的应用程序数据在所述的计算资源上安装；
步骤7)、创建虚拟网络服务器系统，然后启动该系统，使之处于运行状态；
步骤8)、将所要处理的原始数据导入所述的虚拟网络服务器系统中，实现对所述原始数据的处理；
步骤9)、所述原始数据处理结束后，停止并解散虚拟网络服务器系统，并实现对所述计算资源和存储资源的释放。
本发明的优点在于：
1、本发明通过对数据资源进行聚合，并赋予一种特定的属性，从而使得网络服务器系统可以根据数据的属性来调度相关的计算资源、存储资源及数据资源，自动搭建计算所需的虚拟网络服务器系统，从而提高网络服务器系统及数据资源的易用性；
2、本发明通过对计算资源、存储资源、数据资源的统一管理，使得数据处理具有即时性，减少数据处理时间，从而大大提高计算资源和存储资源的利用率。
附图说明
以下，结合附图来详细说明本发明的实施例，其中：
图1为本发明的以数据为中心的网络服务器系统的结构图；
图2为本发明的以数据为中心的网络服务器系统中的管理服务器的功能示意图；
图3为本发明的以数据为中心的网络服务器系统在一个实施方式中的示意图。
图1为本发明的以数据为中心的网络服务器系统的结构图；
图2为本发明的以数据为中心的网络服务器系统中的管理服务器的功能示意图；
图3为本发明的以数据为中心的网络服务器系统在一个实施方式中的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明做进一步说明。
与现有的以存储为中心的网络服务器系统相比，本发明的以数据为中心的网络服务器系统对数据进行集中的管理，在对数据进行处理时，根据数据的具体属性实现对相应资源的组织与管理。下面对本发明的以数据为中心的网络服务器系统及其相应的方法进行详细说明。
如图1所示，本发明的以数据为中心的网络服务器系统包括互联交换网络1、计算资源2、存储资源3、数据资源4，以及管理服务器5。其中，所述的计算资源2、存储资源3、数据资源4以及管理服务器5之间依靠互联交换网络1连接。互联交换网络1用于实现系统各个部分的连接，在具体实现时，可由IP(Internet Protocol，网际协议)、IB(InfiniBand)、FC(Fiber Channel，光纤通道)等网络实现。
计算资源2可包括不同性能、不同架构的多种计算节点。不同的计算节点间根据需要可以进行组合生成符合计算要求的计算资源，一个计算节点也可根据需要进行切分。计算节点在使用过程中处于独占状态，使用完成后释放占有权。计算节点本身可以不带有固定的存储资源。在本发明中，计算节点间的性能可以不同，如某些计算节点是Xeon 2.4G，某些计算节点是Xeon 1G等；计算节点间的架构也可以不同，如某些计算节点在x86架构下，某些计算节点在IA架构下。
存储资源3可包括不同属性的物理存储设备，也可包括多个异构物理存储设备，存储资源3可以集中式分布，还可以分散式分布，它既可以与计算资源2在一个局域网内，也可在广域网上。本发明中，异构物理存储设备是指如磁盘、磁带、iSCSI、FC等不同种类的存储设备，物理存储设备的属性如RAID0、RAID1、RAID5等。
数据资源4涵盖了与计算相关的所有数据，包括系统数据、应用程序数据、原始数据。数据资源4中的数据可以有不同的分类和属性，根据数据的不同属性，系统对数据有不同的处理方式。具体的说，在本发明中，数据资源4被单独定义，它具有以下特点：独立性，数据资源与存储资源分离；分布式，数据不要求集中存储，可存放在网络可达的任何存储资源中；聚合性，一组数据因为具有某种联系而被聚合在一起，并被赋予相同的属性，这些属性可能包括数据计算时所需要的计算资源、存储资源、系统程序及应用程序等，不同的数据属性对外提供不同的使用模式；即时性，参与计算的数据边传输边计算；调度性，根据数据的自身属性，自动调度系统中的计算资源和存储资源完成所需的计算。所述的数据资源4可以存储在网络中的各个存储设备上，也可以在专用的存储设备上存储。
管理服务器5负责整个网络服务器系统的管理工作，鉴于在网络服务器系统中存在上述的数据资源、计算资源以及存储资源，管理服务器5需要对上述资源分别进行管理，此外，还需要完成对整个计算环境的管理。根据管理服务器5的上述功能，它可以进一步划分为数据管理模块、计算资源管理模块、存储资源管理模块，以及计算环境管理模块。管理服务器5以浏览器/服务器模式向用户提供服务，有助于提高整个系统的易用性。
下面参考图2，分别对管理服务器5中的数据管理模块、计算资源管理模块、存储资源管理模块、计算环境管理模块所要完成的工作进行说明。
在计算资源管理模块中，实现对计算资源的管理，这一管理过程包括以下方面：
1、计算节点的注册与注销
要对网络中的计算节点进行管理，需要在计算节点上安装有一个能够接收管理命令的代理模块，计算节点通过此代理模块向管理服务器上的计算资源管理模块注册/注销身份。注册后，此计算节点就纳入网络服务器系统的管理并可以参与相关的计算，计算资源管理模块同时会自动获取所注册计算节点的配置信息，如CPU、内存、网卡等，方便计算节点的管理；注销后，此节点脱离网络服务器系统的管理并不再参与相关的计算。计算节点可以通过计算节点注册和计算节点注销的方法，动态地加入和退出网络服务器的管理系统。通过计算节点的动态加入和退出，调配整个网络服务器系统的计算能力，适应应用的动态性。
例如：在安装有LINUX操作系统的计算节点上安装一个代理模块，该代理模块提供一个daemon，当计算节点开机时，启动这个daemon，并向管理服务器报告身份进行注册；同时接收管理服务器发送过来的命令。
2、查找计算节点
计算资源管理模块提供了根据计算节点的CPU、内存、网卡、是否在使用等特性查找计算节点的功能。CPU、内存、网卡等信息是在节点注册后，由计算资源管理模块主动获取的。
3、创建计算资源
在对数据进行处理时，根据数据属性对计算资源的描述与要求，如：CPU、内存、网卡、操作系统等，创建相应的计算资源。计算资源管理模块在接收到所需创建的计算资源的配置信息时，首先查找并获取所需的物理计算节点；然后根据查找到的物理计算节点信息，或者组合物理计算节点，或者切分物理计算节点，最终创建用户所需的虚拟计算节点，并将物理计算节点标志为占用状态；最后查找并获取所需的系统数据，将系统数据与虚拟计算节点绑定，得到符合需求的计算资源。与现有技术相比，本发明在创建计算资源过程中，不仅可以组合计算节点，还可以对计算节点进行切分。
4、计算资源的解体
数据处理结束，解体虚拟网络服务器系统时，需要解散相应的计算资源。计算资源管理模块在接收到计算资源解体的请求时，取消本计算资源相关计算节点及系统数据的占用状态标志位，将计算节点的状态置为可使用。
在存储资源管理模块中，实现对存储资源的管理，这一管理过程包括以下方面：
1、存储设备的注册与注销
在本发明中，同样要对存储设备进行管理，需要首先在存储设备上安装一个能够接收管理命令的代理模块，存储设备通过此代理模块向管理服务器上的存储资源管理模块注册/注销。注册后，此存储设备就纳入网络服务器系统的管理并可以参与相关的计算，存储资源管理模块会自动获取注册存储设备的配置信息，如存储设备的空间大小，RIAD级别，网络位置等，方便存储资源管理；存储设备只提供在未使用时的注销。存储资源可以通过存储设备的注册和注销方法，动态地扩充和缩减容量、动态的扩展和收缩网络服务器系统的I/O能力。
2、查找存储设备
存储资源管理模块根据存储设备的RAID级别、网络位置、空间大小等属性进行存储设备的查找。存储设备的RAID级别、网络位置、空间大小等属性是由存储资源管理模块自动获取的。
3、创建存储资源
在对数据进行处理时，根据数据对存储资源的需求，如：存储资源的空间大小、RAID级别等，创建相应的存储资源。存储资源管理模块在接收到存储资源的需求时，首先查找并获取所需的存储设备；然后根据查找到的存储设备信息和存储资源需求信息创建存储资源，在创建过程中，或者合并存储设备，或者切分存储设备，并将所创建的存储资源标志为使用状态。在创建过程中，可以采用现有的合并与拆分技术，如RAID技术等。
4、存储资源的解体
数据处理结束，解体虚拟网络服务器系统时，需要解散存储资源，释放存储设备。存储资源管理模块在接收到存储资源解体的请求时，取消对存储设备的合并/切分/RAID操作，将存储设备的状态置为可使用。
在计算环境管理模块中，实现对计算环境的管理，这一管理过程包括以下方面：
1、应用程序的部署
在数据处理过程中，需要有应用程序对数据进行处理，根据数据对应用程序的需求实现应用程序的部署。在部署过程中，查找所需应用程序，并安装到虚拟网络服务器系统的计算资源中。
2、应用程序的卸载
当用户在部署应用程序的过程中，发生了部署错误的问题时，利用计算环境管理模块的应用程序卸载功能卸载部署错误的应用程序。
3、创建计算环境
在数据处理时，根据数据对网络服务器系统的需求，如：计算资源的个数，存储资源的需求等，创建相应的计算环境。计算环境管理模块在接收到数据的属性信息时，将数据处理需要的安装了应用程序的计算资源与存储资源组合起来，形成一虚拟网络服务器系统对用户提供服务。
4、计算环境解体
数据处理结束后，需要自动解散虚拟网络服务器系统，并释放存储资源及计算资源。计算环境管理模块在接收到计算环境解体的请求时，解除计算资源与存储资源的关系，将所有的存储资源及计算资源从虚拟网络服务器系统中释放。
5、运行计算环境
计算环境创建后，启动虚拟网络服务器系统，实现对数据的处理。
6、停止计算环境
在数据处理结束后，停止虚拟网络服务器系统，以实现计算环境的停止。
7、导入原始数据
在对数据处理前，首先需要将所要处理的原始数据导入计算环境中。当计算环境成功启动后，通过数据读取的方法将所需要处理的原始数据导入到虚拟网络服务器系统中。
8、开始数据处理
在导入原始数据后，开始真正的数据处理过程。只有在发出数据处理的命令后，才能开始真正的数据处理过程。例如，当某些数据要使用RealPlayer进行播放时，将数据导入到虚拟存储网络系统后，并不能看到它在RealPlayer中播放，只有接收到开始数据处理的命令后，才能实现数据的播放。
在数据管理模块中，实现对数据资源的管理，这一管理过程包括以下方面：
1、获取或设置数据属性
在网络服务器系统中的数据资源4可以有多种不同的属性，数据属性的获取和设置是由数据管理模块实现的。用户以浏览器的方式查看/增加/修改数据的属性信息。用户通过数据管理模块所提供的接口可实现对数据的聚合，对于聚合后的数据应当赋予相应的属性，在这一过程中，所赋予的属性可能存在偏差，因此，应当允许用户对数据属性进行修改。
此处所提到的数据属性具体包括：计算节点的具体配置信息，如：CPU的计算能力、内存大小等；计算节点的个数；计算节点上运行的操作系统软件；所需存储空间的配置信息，譬如：RAID5，大小等；处理数据所需的应用软件等；以上属性不需要全部都必须有。
2、查找数据
为了数据使用的方便，本发明中提供了数据查找的功能，用户在浏览器中根据数据的属性信息，名称等特性，查找所需数据。
3、数据的处理
由于本发明中的数据具有特殊属性，因此在本发明中数据的使用方式除了兼容传统使用模式外，还有了新的使用方法，具体步骤如下：
a、用户使用浏览器通过数据管理模块提供的查找数据方法，获得要处理的数据；
b、在浏览器中点击数据，开始数据处理
4、删除数据
在本发明中，用户通过浏览器删除数据，删除数据的具体实现方式与现有网络服务器系统中所提供的数据删除方式相同。
5、读取数据
在本发明中，数据的读取方式与现有网络服务器系统中提供的数据读取方式相同。
6、写入数据
在本发明中，数据的写入方式与现有网络服务器系统中提供的数据写入方式相同。
下面结合上述的网络服务器系统，在一个具体实施例中对该系统的工作流程进行相应的说明。
如图3所示，在一个实施例中，假定网络服务器系统中的计算资源、存储资源、数据资源通过网络进行连接，其中的计算资源包括有3个节点，分别为计算节点1(Xeon 2.8G)，计算节点2(Xeon 1G)，计算节点3(Xeon1G)，其中的存储资源包括有3个存储设备，分别为存储设备1(RAID0 12T)，存储设备2(RAID1 5T)，存储设备3(RAID5 10T)，其中的数据资源有多种类型，包括原始数据1、原始数据2、系统数据1、系统数据2、应用程序数据1、应用程序数据2。假设在本实施例中，需要对原始数据1进行数据计算，具体的数据处理流程如下：
步骤10、用户通过浏览器找到需要计算的原始数据1；
步骤20、用户在浏览器上选中原始数据1，并发送开始计算的命令；
步骤30、管理服务器5中的数据管理模块获取原始数据1的属性信息，包括：需要2个配置为Xeon 2G的计算节点；需要Linux AS4UP4操作系统；需要存储空间5T，要求存储空间安全性为RAID5；处理此原始数据需要的应用软件为RealPlayer。
步骤40、管理服务器5中的计算资源管理模块根据网络服务器系统中现有的计算节点的信息，以及原始数据1对计算节点的要求，选择相应的计算节点。从前一步骤中可以知道，原始数据1需要2个配置为Xeon 2G的计算节点，因此将计算节点的节点2和节点3进行组合形成所需计算节点4，将节点1进行切割形成所需计算节点5，所得到的计算节点4和计算节点5的配置信息都为Xeon 2G。
步骤50、根据原始数据1对系统数据的要求，在数据资源中查找相应的系统数据，然后将步骤40得到的计算节点与系统数据进行绑定，从而创建用户所需要的计算资源。在图3中，系统数据1可以满足原始数据1对系统的要求，因此，将计算节点4、5与系统数据1绑定。
步骤60、管理服务器5中的存储资源管理模块根据网络服务器系统中现有的存储设备的信息，以及原始数据1对存储资源的要求，创建所需要的存储资源。在图3中，从存储设备3中，划分出5T的存储空间供数据处理使用，形成虚拟存储设备4。
步骤70、根据原始数据1对应用程序的要求，在网络服务器系统中查找应用程序数据，然后将查找到的应用程序数据在所创建的计算资源上安装。在本实施例中，原始数据1需要的应用程序为RealPlayer，该应用程序在应用程序数据2中，因此在计算资源上安装计算所需的应用程序数据2。
步骤80、根据原始数据1的数据属性，调用创建计算环境接口来创建用户所需的虚拟网络服务器系统，进行具体的原始数据处理的工作；
在前述的步骤中，所得到的计算资源是软硬件结合的单个计算节点，而在本步骤中，所得到的虚拟网络服务器系统则是将在一次数据操作中所需要的所有计算资源、存储资源以及数据资源的整体。
在本实施例中，创建后的虚拟网络服务器系统包括由计算节点4、计算节点5、虚拟存储设备4、系统数据1、应用程序数据2所形成的一个完整计算环境。在该计算环境中，对原始数据进行计算处理。
步骤90、启动虚拟网络服务器系统，使之处于运行状态。
步骤100、将所要处理的原始数据导入虚拟网络服务器系统中；在本实施例中，就是将原始数据1导入虚拟网络服务器系统。
步骤110、在虚拟网络服务器系统中，对原始数据进行处理；
步骤120、原始数据处理结束后，停止并解散计算环境。在停止并解散计算环境的过程中，需要实现对存储资源与计算资源的释放，使得释放后的存储资源和计算资源可投入下一次的数据处理过程中。
综合上述的说明，可以看出，在本发明的以数据为中心的网络服务器系统中，对数据进行处理时，首先得到数据的属性，然后根据数据的属性组织相应的资源，根据所组织的资源自动构建系统，最后在系统上处理数据。而在现有的以存储为中心的网络服务器系统中，则要首先人为选择相应的计算资源、存储资源，然后根据所选择的资源搭建相应的系统，最后在系统上对数据进行处理。两者相比，本发明在系统的易用性，以及计算资源和存储资源的利用率上都有很大的提高。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
与现有的以存储为中心的网络服务器系统相比，本发明的以数据为中心的网络服务器系统对数据进行集中的管理，在对数据进行处理时，根据数据的具体属性实现对相应资源的组织与管理。下面对本发明的以数据为中心的网络服务器系统及其相应的方法进行详细说明。
如图1所示，本发明的以数据为中心的网络服务器系统包括互联交换网络1、计算资源2、存储资源3、数据资源4，以及管理服务器5。其中，所述的计算资源2、存储资源3、数据资源4以及管理服务器5之间依靠互联交换网络1连接。互联交换网络1用于实现系统各个部分的连接，在具体实现时，可由IP(Internet Protocol，网际协议)、IB(InfiniBand)、FC(Fiber Channel，光纤通道)等网络实现。
计算资源2可包括不同性能、不同架构的多种计算节点。不同的计算节点间根据需要可以进行组合生成符合计算要求的计算资源，一个计算节点也可根据需要进行切分。计算节点在使用过程中处于独占状态，使用完成后释放占有权。计算节点本身可以不带有固定的存储资源。在本发明中，计算节点间的性能可以不同，如某些计算节点是Xeon 2.4G，某些计算节点是Xeon 1G等；计算节点间的架构也可以不同，如某些计算节点在x86架构下，某些计算节点在IA架构下。
存储资源3可包括不同属性的物理存储设备，也可包括多个异构物理存储设备，存储资源3可以集中式分布，还可以分散式分布，它既可以与计算资源2在一个局域网内，也可在广域网上。本发明中，异构物理存储设备是指如磁盘、磁带、iSCSI、FC等不同种类的存储设备，物理存储设备的属性如RAID0、RAID1、RAID5等。
数据资源4涵盖了与计算相关的所有数据，包括系统数据、应用程序数据、原始数据。数据资源4中的数据可以有不同的分类和属性，根据数据的不同属性，系统对数据有不同的处理方式。具体的说，在本发明中，数据资源4被单独定义，它具有以下特点：独立性，数据资源与存储资源分离；分布式，数据不要求集中存储，可存放在网络可达的任何存储资源中；聚合性，一组数据因为具有某种联系而被聚合在一起，并被赋予相同的属性，这些属性可能包括数据计算时所需要的计算资源、存储资源、系统程序及应用程序等，不同的数据属性对外提供不同的使用模式；即时性，参与计算的数据边传输边计算；调度性，根据数据的自身属性，自动调度系统中的计算资源和存储资源完成所需的计算。所述的数据资源4可以存储在网络中的各个存储设备上，也可以在专用的存储设备上存储。
管理服务器5负责整个网络服务器系统的管理工作，鉴于在网络服务器系统中存在上述的数据资源、计算资源以及存储资源，管理服务器5需要对上述资源分别进行管理，此外，还需要完成对整个计算环境的管理。根据管理服务器5的上述功能，它可以进一步划分为数据管理模块、计算资源管理模块、存储资源管理模块，以及计算环境管理模块。管理服务器5以浏览器/服务器模式向用户提供服务，有助于提高整个系统的易用性。
下面参考图2，分别对管理服务器5中的数据管理模块、计算资源管理模块、存储资源管理模块、计算环境管理模块所要完成的工作进行说明。
在计算资源管理模块中，实现对计算资源的管理，这一管理过程包括以下方面：
1、计算节点的注册与注销
要对网络中的计算节点进行管理，需要在计算节点上安装有一个能够接收管理命令的代理模块，计算节点通过此代理模块向管理服务器上的计算资源管理模块注册/注销身份。注册后，此计算节点就纳入网络服务器系统的管理并可以参与相关的计算，计算资源管理模块同时会自动获取所注册计算节点的配置信息，如CPU、内存、网卡等，方便计算节点的管理；注销后，此节点脱离网络服务器系统的管理并不再参与相关的计算。计算节点可以通过计算节点注册和计算节点注销的方法，动态地加入和退出网络服务器的管理系统。通过计算节点的动态加入和退出，调配整个网络服务器系统的计算能力，适应应用的动态性。
例如：在安装有LINUX操作系统的计算节点上安装一个代理模块，该代理模块提供一个daemon，当计算节点开机时，启动这个daemon，并向管理服务器报告身份进行注册；同时接收管理服务器发送过来的命令。
2、查找计算节点
计算资源管理模块提供了根据计算节点的CPU、内存、网卡、是否在使用等特性查找计算节点的功能。CPU、内存、网卡等信息是在节点注册后，由计算资源管理模块主动获取的。
3、创建计算资源
在对数据进行处理时，根据数据属性对计算资源的描述与要求，如：CPU、内存、网卡、操作系统等，创建相应的计算资源。计算资源管理模块在接收到所需创建的计算资源的配置信息时，首先查找并获取所需的物理计算节点；然后根据查找到的物理计算节点信息，或者组合物理计算节点，或者切分物理计算节点，最终创建用户所需的虚拟计算节点，并将物理计算节点标志为占用状态；最后查找并获取所需的系统数据，将系统数据与虚拟计算节点绑定，得到符合需求的计算资源。与现有技术相比，本发明在创建计算资源过程中，不仅可以组合计算节点，还可以对计算节点进行切分。
4、计算资源的解体
数据处理结束，解体虚拟网络服务器系统时，需要解散相应的计算资源。计算资源管理模块在接收到计算资源解体的请求时，取消本计算资源相关计算节点及系统数据的占用状态标志位，将计算节点的状态置为可使用。
在存储资源管理模块中，实现对存储资源的管理，这一管理过程包括以下方面：
1、存储设备的注册与注销
在本发明中，同样要对存储设备进行管理，需要首先在存储设备上安装一个能够接收管理命令的代理模块，存储设备通过此代理模块向管理服务器上的存储资源管理模块注册/注销。注册后，此存储设备就纳入网络服务器系统的管理并可以参与相关的计算，存储资源管理模块会自动获取注册存储设备的配置信息，如存储设备的空间大小，RIAD级别，网络位置等，方便存储资源管理；存储设备只提供在未使用时的注销。存储资源可以通过存储设备的注册和注销方法，动态地扩充和缩减容量、动态的扩展和收缩网络服务器系统的I/O能力。
2、查找存储设备
存储资源管理模块根据存储设备的RAID级别、网络位置、空间大小等属性进行存储设备的查找。存储设备的RAID级别、网络位置、空间大小等属性是由存储资源管理模块自动获取的。
3、创建存储资源
在对数据进行处理时，根据数据对存储资源的需求，如：存储资源的空间大小、RAID级别等，创建相应的存储资源。存储资源管理模块在接收到存储资源的需求时，首先查找并获取所需的存储设备；然后根据查找到的存储设备信息和存储资源需求信息创建存储资源，在创建过程中，或者合并存储设备，或者切分存储设备，并将所创建的存储资源标志为使用状态。在创建过程中，可以采用现有的合并与拆分技术，如RAID技术等。
4、存储资源的解体
数据处理结束，解体虚拟网络服务器系统时，需要解散存储资源，释放存储设备。存储资源管理模块在接收到存储资源解体的请求时，取消对存储设备的合并/切分/RAID操作，将存储设备的状态置为可使用。
在计算环境管理模块中，实现对计算环境的管理，这一管理过程包括以下方面：
1、应用程序的部署
在数据处理过程中，需要有应用程序对数据进行处理，根据数据对应用程序的需求实现应用程序的部署。在部署过程中，查找所需应用程序，并安装到虚拟网络服务器系统的计算资源中。
2、应用程序的卸载
当用户在部署应用程序的过程中，发生了部署错误的问题时，利用计算环境管理模块的应用程序卸载功能卸载部署错误的应用程序。
3、创建计算环境
在数据处理时，根据数据对网络服务器系统的需求，如：计算资源的个数，存储资源的需求等，创建相应的计算环境。计算环境管理模块在接收到数据的属性信息时，将数据处理需要的安装了应用程序的计算资源与存储资源组合起来，形成一虚拟网络服务器系统对用户提供服务。
4、计算环境解体
数据处理结束后，需要自动解散虚拟网络服务器系统，并释放存储资源及计算资源。计算环境管理模块在接收到计算环境解体的请求时，解除计算资源与存储资源的关系，将所有的存储资源及计算资源从虚拟网络服务器系统中释放。
5、运行计算环境
计算环境创建后，启动虚拟网络服务器系统，实现对数据的处理。
6、停止计算环境
在数据处理结束后，停止虚拟网络服务器系统，以实现计算环境的停止。
7、导入原始数据
在对数据处理前，首先需要将所要处理的原始数据导入计算环境中。当计算环境成功启动后，通过数据读取的方法将所需要处理的原始数据导入到虚拟网络服务器系统中。
8、开始数据处理
在导入原始数据后，开始真正的数据处理过程。只有在发出数据处理的命令后，才能开始真正的数据处理过程。例如，当某些数据要使用RealPlayer进行播放时，将数据导入到虚拟存储网络系统后，并不能看到它在RealPlayer中播放，只有接收到开始数据处理的命令后，才能实现数据的播放。
在数据管理模块中，实现对数据资源的管理，这一管理过程包括以下方面：
1、获取或设置数据属性
在网络服务器系统中的数据资源4可以有多种不同的属性，数据属性的获取和设置是由数据管理模块实现的。用户以浏览器的方式查看/增加/修改数据的属性信息。用户通过数据管理模块所提供的接口可实现对数据的聚合，对于聚合后的数据应当赋予相应的属性，在这一过程中，所赋予的属性可能存在偏差，因此，应当允许用户对数据属性进行修改。
此处所提到的数据属性具体包括：计算节点的具体配置信息，如：CPU的计算能力、内存大小等；计算节点的个数；计算节点上运行的操作系统软件；所需存储空间的配置信息，譬如：RAID5，大小等；处理数据所需的应用软件等；以上属性不需要全部都必须有。
2、查找数据
为了数据使用的方便，本发明中提供了数据查找的功能，用户在浏览器中根据数据的属性信息，名称等特性，查找所需数据。
3、数据的处理
由于本发明中的数据具有特殊属性，因此在本发明中数据的使用方式除了兼容传统使用模式外，还有了新的使用方法，具体步骤如下：
a、用户使用浏览器通过数据管理模块提供的查找数据方法，获得要处理的数据；
b、在浏览器中点击数据，开始数据处理
4、删除数据
在本发明中，用户通过浏览器删除数据，删除数据的具体实现方式与现有网络服务器系统中所提供的数据删除方式相同。
5、读取数据
在本发明中，数据的读取方式与现有网络服务器系统中提供的数据读取方式相同。
6、写入数据
在本发明中，数据的写入方式与现有网络服务器系统中提供的数据写入方式相同。
下面结合上述的网络服务器系统，在一个具体实施例中对该系统的工作流程进行相应的说明。
如图3所示，在一个实施例中，假定网络服务器系统中的计算资源、存储资源、数据资源通过网络进行连接，其中的计算资源包括有3个节点，分别为计算节点1(Xeon 2.8G)，计算节点2(Xeon 1G)，计算节点3(Xeon1G)，其中的存储资源包括有3个存储设备，分别为存储设备1(RAID0 12T)，存储设备2(RAID1 5T)，存储设备3(RAID5 10T)，其中的数据资源有多种类型，包括原始数据1、原始数据2、系统数据1、系统数据2、应用程序数据1、应用程序数据2。假设在本实施例中，需要对原始数据1进行数据计算，具体的数据处理流程如下：
步骤10、用户通过浏览器找到需要计算的原始数据1；
步骤20、用户在浏览器上选中原始数据1，并发送开始计算的命令；
步骤30、管理服务器5中的数据管理模块获取原始数据1的属性信息，包括：需要2个配置为Xeon 2G的计算节点；需要Linux AS4UP4操作系统；需要存储空间5T，要求存储空间安全性为RAID5；处理此原始数据需要的应用软件为RealPlayer。
步骤40、管理服务器5中的计算资源管理模块根据网络服务器系统中现有的计算节点的信息，以及原始数据1对计算节点的要求，选择相应的计算节点。从前一步骤中可以知道，原始数据1需要2个配置为Xeon 2G的计算节点，因此将计算节点的节点2和节点3进行组合形成所需计算节点4，将节点1进行切割形成所需计算节点5，所得到的计算节点4和计算节点5的配置信息都为Xeon 2G。
步骤50、根据原始数据1对系统数据的要求，在数据资源中查找相应的系统数据，然后将步骤40得到的计算节点与系统数据进行绑定，从而创建用户所需要的计算资源。在图3中，系统数据1可以满足原始数据1对系统的要求，因此，将计算节点4、5与系统数据1绑定。
步骤60、管理服务器5中的存储资源管理模块根据网络服务器系统中现有的存储设备的信息，以及原始数据1对存储资源的要求，创建所需要的存储资源。在图3中，从存储设备3中，划分出5T的存储空间供数据处理使用，形成虚拟存储设备4。
步骤70、根据原始数据1对应用程序的要求，在网络服务器系统中查找应用程序数据，然后将查找到的应用程序数据在所创建的计算资源上安装。在本实施例中，原始数据1需要的应用程序为RealPlayer，该应用程序在应用程序数据2中，因此在计算资源上安装计算所需的应用程序数据2。
步骤80、根据原始数据1的数据属性，调用创建计算环境接口来创建用户所需的虚拟网络服务器系统，进行具体的原始数据处理的工作；
在前述的步骤中，所得到的计算资源是软硬件结合的单个计算节点，而在本步骤中，所得到的虚拟网络服务器系统则是将在一次数据操作中所需要的所有计算资源、存储资源以及数据资源的整体。
在本实施例中，创建后的虚拟网络服务器系统包括由计算节点4、计算节点5、虚拟存储设备4、系统数据1、应用程序数据2所形成的一个完整计算环境。在该计算环境中，对原始数据进行计算处理。
步骤90、启动虚拟网络服务器系统，使之处于运行状态。
步骤100、将所要处理的原始数据导入虚拟网络服务器系统中；在本实施例中，就是将原始数据1导入虚拟网络服务器系统。
步骤110、在虚拟网络服务器系统中，对原始数据进行处理；
步骤120、原始数据处理结束后，停止并解散计算环境。在停止并解散计算环境的过程中，需要实现对存储资源与计算资源的释放，使得释放后的存储资源和计算资源可投入下一次的数据处理过程中。
综合上述的说明，可以看出，在本发明的以数据为中心的网络服务器系统中，对数据进行处理时，首先得到数据的属性，然后根据数据的属性组织相应的资源，根据所组织的资源自动构建系统，最后在系统上处理数据。而在现有的以存储为中心的网络服务器系统中，则要首先人为选择相应的计算资源、存储资源，然后根据所选择的资源搭建相应的系统，最后在系统上对数据进行处理。两者相比，本发明在系统的易用性，以及计算资源和存储资源的利用率上都有很大的提高。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。