群集级数据一致性模型和协议制造技术

本文描述一种提供数据一致性的装置。该装置包括全局持续存储器。使用包括输入/输出(I/O)语义和存储器语义的协议访问该全局持续存储器。该装置也包括反射存储器区。该反射存储器区是全局持续存储器的一部分，多个节点中的每个节点将该反射存储器区映射到不可高速缓存的空间中。进一步说，该装置包括信号量存储器。该信号量存储器为所实施的数据一致性提供硬件辅助。

【技术实现步骤摘要】

本公开一般涉及多节点系统。更具体地，本公开涉及共享存储器。
技术介绍
多节点系统可以包括多个节点，其中，可以跨越各节点共享存储器。在一些情形下，节点被连接成可将其视为单个系统的形式。可将该系统称为群集，其包括但不限于：网络或机柜服务器系统及其类似物。可以连接该群集的节点，使得可以在节点间共享存储器。但是，一个节点中的失效会引起整个群集失效。进一步说，通过经输入/输出(I/O)驱动器传递消息，跨越群集之内的各节点来访问存储器。附图说明参考所附附图可以更好地理解下述详细描述，所附附图包含本公开主题多个对象和特征的具体示例。图1是确保数据一致性的架构的图示；图2是全局存储器映射、节点地址映射和另一个节点地址映射的图示；以及图3是提供群集级数据一致性模型和协议的进程流程图。在整个公开和附图中使用相同的标号指示相似的组件和特征。100系列的标号涉及在图1中最初可见的特征，200系列的标号涉及在图2中最初可见的特征，以此类推。具体实施方式可以使用若干配置或架构实现计算群集。在一些情形下，使用局域网(LAN)连接群集的节点。中间件可用于协调每个节点间的活动。为了共享数据，可以使用诸如I/O栈之类的软件在群集的每个节点之间传递消息和数据。可能存在与通过I/O栈传递的消息关联的高等待时间。此外，由于更高的等待时间可能阻止每个节点访问最新的数据，数据在节点间可能是不一致的。此外，与维持这样的群集关联的成本可能很高，因为每个节点是单独管理的。本文描述的实施例涉及群集级数据一致性模型和协议。在实施例中，提供全局持续存储器、反射存储器区和信号量(semaphore)存储器区。使用包括输入/输出(I/O)语义和存储器语义的协议访问全局持续存储器。反射存储器区是全局持续存储器的一部分，多个节点中的每个节点将反射存储器区映射到不可高速缓存的空间中。此外，信号量存储器为所实施的数据一致性提供硬件辅助。通过各存储器区，实现数据一致性，其中通过支持存储器加载存储语义和为数据一致性提供硬件辅助的低等待时间结构连接节点群集。可以通过群集的节点使用低等待时间加载存储机制，以在节点间传递信息。这种低等待时间传递确保了共享的数据在每个群集的节点之间保持一致。在以下描述和权利要求书中，可使用术语“耦合的”和“连接的”及其衍生词。应当理解，这些术语并不旨在作为彼此的同义词。相反，在具体实施例中，“连接的”用于指示两个或更多元件彼此直接物理或电接触。“耦合的”可表示两个或多个元件直接物理或电接触。然而，“耦合的”也可表示两个或更多个元件并未彼此直接接触，但是仍然彼此协作、彼此作用。一些实施例可在硬件、固件和软件中的一者或组合中实现。一些实施例还可被实现为存储在机器可读介质上的指令，其可由计算平台读取和执行，以执行本文所述的操作。机器可读介质可以包括用于存储或传输机器(例如：计算机)可读形式的信息的任何机制。例如，机器可读介质可包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁盘存储介质、光存储介质、闪存设备等。实施例是实现方式或示例。说明书中对“实施例”、“一个实施例”、“一些实施例”、“各种实施例”或“另一些实施例”的引用表示结合这些实施例而描述的特定特征、结构、或特性被包括在本专利技术的至少一些实施例中，而不一定在所有的实施例中。“实施例”、“一个实施例”、“一些实施例”的各自出现不一定都指代相同的实施例。一个实施例的元件或方面可与另一个实施例的元件或方面组合。并非本文中描述和示出的所有组件、特征、结构、特性等等都需要被包括在特定实施例或多个实施例中。例如，如果说明书陈述“可以”、“可能”、“能”、或“能够”包括组件、特征、结构、或特性，则不一定包括该特定组件、特征、结构、或特性。如果说明书或权利要求书提到“一”或“一个”元件，则这并不意味着仅有一个该元件。如果说明书或权利要求书引用“附加的”元件，则不排除有一个以上该附加的元件。要注意的是，虽然参考特定实现方式描述了一些实施例，但根据一些实施例，其他实现方式也是可能的。另外，附图中所示的和/或本文描述的电路元件或其它特征的配置和/或顺序不必以所示和所描述的特定方式安排。根据某些实施例，其他许多配置也是可能的。在附图中示出的每个系统中，在一些情形下的每个元件可具有相同或不同的附图标记，表明所表示的元件可能不同和/或相似。但是，元件可以足够灵活，具有不同的实现方式，并与本文所示或所述的一些或所有系统一起操作。附图中所示的各元件可以相同或不同。将哪个称为第一元件以及将哪个称为第二元件是任意的。图1是确保数据一致性的架构的图示。部分一致性系统100包括节点102和节点104。节点102包括结构存储器控制器(FMC)106，而节点104包括FMC 108。此外，节点102包括节点存储器114和本地存储器118。节点104包括节点存储器116和本地存储器120。FMC 106和FMC 108中的每一个都可以是具有如图1所示的其各自节点的分立元件。在一些实施例中，FMC 106和FMC 108可以集成进多节点系统的每个节点中的CPU中。相应地，在一些实施例中，FMC 106可以集成进节点102的CPU 110A和CPU 110B中，而FMC 108可以集成进节点104的CPU 112A和CPU 112B中。CPU 110A、CPU 110B、CPU 112A和CPU 112B中的每一个使用PLM(Plattsmouth)协议访问全局存储器，该协议是类似于SMI3的存储器语义(用于系统存储器映射)和用于块型存储器访问的I/O协议(如：PCIe)的组合。全局存储器包括节点存储器114和节点存储器116。在实施例中，可以将全局存储器作为共享存储器或块存储器来访问。全局存储器可以分成多个区。具体来说，全局存储器包括反射存储器区(reflected memory region)和信号量存储器区。FMC 106和FMC 108分别实现故障隔离边界107A和故障隔离边界107B，在其中，甚至在当本地节点停机时，其他节点也可以访问全局存储器。FMC支持跨越其他FMC的存储器复制(包括各种形式的RAIDs)，也提供在FMC(或其关联的全局存储器)停机时重构被复制的存储器的内容的能力。可以使用Plattsmouth(PLM)链路将每一个CPU连接到FMC。相应地，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提供数据一致性的装置，包括：全局持续存储器，其中，使用包括输入/输出(I/O)语义和存储器语义的协议访问所述全局持续存储器；反射存储器区，其中，所述反射存储器区是所述全局持续存储器的一部分，多个节点中的每个节点将所述反射存储器区映射到不可高速缓存的空间中；和信号量存储器，其中，所述信号量存储器为所实施的数据一致性提供硬件辅助。

【技术特征摘要】
2013.12.27 US 14/142,7331.一种提供数据一致性的装置，包括：
全局持续存储器，其中，使用包括输入/输出(I/O)语义和存储器语义的
协议访问所述全局持续存储器；
反射存储器区，其中，所述反射存储器区是所述全局持续存储器的一部分，
多个节点中的每个节点将所述反射存储器区映射到不可高速缓存的空间中；和
信号量存储器，其中，所述信号量存储器为所实施的数据一致性提供硬件
辅助。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，使用Plattsmouth链路实现输
入/输出(I/O)语义和存储器语义。
3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述全局持续存储器的一
部分用于节点间通信。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述全局存储器包括消息区，
向所述全局存储器的所述消息区的写入产生对目的地节点的私有存储器区的
写入。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，使用存储器语义访问所述消息
区。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，在所述信号量区内，为所述全
局存储器的每个共享存储器块保持目录。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，使用DIMM、非易失性存储
器、易失性存储器、任何存储设备和存储器设备或所述DIMM、非易失性存储
器、易失性存储器、任何存储设备和存储器设备的任意组合实现所述全局存储

\t器。
8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述反射存储器区和所述信号
量存储器区由物理存储器支持。
9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，每个节点将所述反射存储器区
映射进所述每个节点的不可高速缓存空间。
10.一种提供群集级数据一致性的系统，包括：
多个节点，其中，所述多个节点包括软件一致性机制；
全局共享存储器，其中，所述全局共享存储器包括消息区、信号量区和共
享存储器区；和
一个或多个结构存储器控制器，其中，所述一个或多个结构存储器控制器
连接所述多个节点，并为群集级数据一致性提供硬件辅助。
11.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述结构存储器控制器
是支持存储器加载存储语义和具有加载和存储功能的输入/输出协议的低等待
时间结构。
12.如权利要求10或11所述的系统，其特征在于，所述结构存储器控
制器是支持...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·达斯莎玛，M·J·库马，B·T·弗莱舍，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国;US