在虚拟化信息处理系统中的输入/输出加速技术方案

在虚拟化信息处理系统上的I/O加速包括装入存储虚拟设备以作为在管理程序上的虚拟机。管理程序可使用第一处理器和第二处理器来执行。存储虚拟设备由管理程序使用PCI‑E设备驱动器来访问，PCI‑E设备驱动器被映射到在第一处理器的第一PCI‑E NTB的逻辑端点。可在存储虚拟设备上装入第二PCI‑E设备驱动器，存储虚拟设备访问管理程序并被映射到在第二处理器的第二PCI‑E NTB的逻辑端点。可在包括被映射到第一PCI‑E NTB的逻辑端点的第一存储空间和被映射到第二PCI‑E NTB的逻辑端点的第二存储空间之间执行数据传输操作。数据传输操作可以是读取操作或写入操作。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开一般涉及虚拟化信息处理系统，且更具体地涉及用于在虚拟化信息处理系统中的输入/输出(I/O)加速的系统和方法。
技术介绍
随着信息的价值和使用持续增加，个人和企业正寻找额外的方式来处理并存储信息。用户可采用的其中一个选择是信息处理系统。信息处理系统通常处理、编译、存储和/或传递信息或数据以用于商业、个人或其它目的，从而允许用户利用信息的价值。由于技术和信息处理的需要和要求在不同的用户或应用之间可能不同，因此信息处理系统也可相对于要处理什么信息、如何处理信息、处理、存储或传递多少信息以及可多么快和有效地处理、存储或传递信息而改变。在信息处理系统中的变化使得信息处理系统可以是通用的或被配置成用于特定的用户或特定的使用，例如财务交易处理、机位预订、企业数据存储或全球通信。此外，信息处理系统可包括可被配置成处理、存储和传递信息的各种硬件和软件部件，并可包括一个或多个计算机系统、数据存储系统和联网系统。信息处理系统越来越多被部署在允许多个操作系统在单个信息处理系统上运行的体系结构中。被标记为“虚拟化”的这种类型的信息处理系统体系结构将软件和硬件分离，并将物理硬件的逻辑视图呈递给软件。在虚拟化信息处理系统中，单个物理层服务器可代表多个独立的虚拟服务器。服务器虚拟化主要由在服务器硬件和也被称为客户操作系统(客户OS)的多个操作系统之间提供的软件层的一件软件(常常被称为“管理程序”)启用。管理程序软件提供将逻辑硬件接口呈递到客户操作系统的容器。单独的客户OS以及在客户OS之下执行的各种应用或其它软件可能不知道操作正在虚拟化服务器环境中执行(与专用物理服务器相反)。在管理程序之下执行的客户OS的这种实例可被称为“虚拟机”或“VM”。在通常情况下，使用虚拟化体系结构的原因有很多，这些原因包括但不限于：(1)增加的硬件资源利用；(2)在整个公共的、基于标准的基础设施中的有成本效益的可扩展性；(3)在多个服务器当中的工作负荷便携性；(4)通过向公共虚拟接口而不是物理硬件的多个实施的证明来使应用发展更精简；以及(5)将复杂配置封装到容易被复制和预备的文件内，等等。如上面提到的，信息处理系统可包括例如作为客户操作系统在相应的虚拟机中执行的一个或多个操作系统。操作系统提供很多功能，例如控制对硬件资源的访问以及控制应用软件的执行。操作系统还提供资源和服务以支持应用软件。这些资源和服务可包括数据存储、对至少一个文件系统的支持、集中式配置数据库(例如在MicrosoftWindows操作系统中找到的注册表)、目录服务、图形用户界面、联网堆栈、设备驱动器和设备管理软件。在一些实例中，服务可由在信息处理系统(例如数据库服务器)上运行的其它应用软件提供。信息处理系统可包括连接到各种设备(例如外围部件互连(“PCI”)设备和快捷外围部件互连(“PCI-E”)设备)的多个处理器。操作系统可包括被配置成便于设备的使用的一个或多个驱动器。如以上提到的，信息处理系统还可运行一个或多个虚拟机，其中每个虚拟机可代表客户操作系统。虚拟机可由虚拟机管理器(例如管理程序)管理。可为了设备直通而配置某些虚拟机，以使得虚拟机可直接利用物理设备，而不需要使用中间的操作系统驱动器。常规的虚拟化信息处理系统可受益于虚拟机增加的性能。提高的性能也有益于其中多个虚拟机同时操作的虚拟化系统。在虚拟机的客户OS中执行的应用也可受益于某些计算资源(例如存储资源)的较高的性能。
技术实现思路
在本公开的一个方面中，使用至少两个处理器(包括第一处理器和第二处理器)来执行以下一种方法。该方法可包括装入存储虚拟设备以作为在使用第一处理器和第二处理器执行的管理程序上的虚拟机。存储虚拟设备可由管理程序使用第一快捷外围部件互连(PCI-E)设备驱动器来访问，第一快捷外围部件互连(PCI-E)设备驱动器被映射到在第一处理器的第一PCI-ENTB的逻辑端点处的PCI-E非透明桥(NTB)。该方法可包括在存储虚拟设备上装入第二PCI-E设备驱动器，存储虚拟设备访问管理程序并被映射到在第二处理器的第二PCI-ENTB的逻辑端点处的PCI-ENTB。该方法还可包括在被映射到第一PCI-ENTB的逻辑端点的第一存储空间和被映射到第二PCI-ENTB的逻辑端点的第二存储空间之间执行数据传输操作。管理程序可在第一存储空间中执行。存储虚拟设备可在第二存储空间中执行。PCINTB可提供在第一存储空间和第二存储空间之间的地址转换。本公开的其它方面包括一种制品和一种信息处理系统。该制品包括存储由至少两个处理器可执行的指令的非临时计算机可读介质。该信息处理系统包括处理器子系统，处理器子系统包括第一处理器和第二处理器，其可访问存储了可由处理器子系统执行的指令的存储器子系统。附图说明为了更完整地理解本专利技术及其特征和优点，现在结合附图来参考以下的描述，其中：图1是如本文所述用于I/O加速的信息处理系统的实施方式的选定元件的方框图；图2是如本文所述用于I/O加速的信息处理系统的实施方式的选定元件的方框图；图3是如本文所述用于I/O加速的存储空间的实施方式的选定元件的方框图；图4A是用于写入操作的如本文所述I/O加速的实施方式的选定元件的过程图；图4B是用于写入操作的如本文所述I/O加速的实施方式的选定元件的过程图；图5A是用于读取操作的如本文所述I/O加速的实施方式的选定元件的过程图；图5B是用于读取操作的如本文所述I/O加速的实施方式的选定元件的过程图；以及图6是描绘如本文所述用于I/O加速的方法的实施方式的流程图。具体实施方式在以下的描述中，以例子阐述了细节以便于描述本公开的主题。然而，本领域中的普通技术人员应清楚理解，本公开的实施方式是示例性的，而不是对所有可能的实施方式的无遗漏的描述。在本公开中，用连字符连接的参考数字是指元件的特定实例，而无连字符连接的参考数字是指一般的或共同的元件。例如，设备“12-1”指的是设备类别的实例，其可共同被称为设备“12”，且其中任一个可一般被称为设备“12”。如以上提到的，当前的虚拟信息处理系统可要求计算资源(例如由在客户操作系统之下执行的应用使用的存储资源)有较高的性能。很多虚拟化服务器平台可能期望以在同一服务器上执行(应用在该服务器上执行)的软件的形式对这样的应用提供存储资源，这可通过将应用带近数据来提供某些优点。这样的软件定义的存储可进一步允许新技术的实现，例如但不限于：(1)使用固态设备(SSD)来缓存存储操作和数据的闪存高速缓存器和缓存网络；(2)虚拟存储区域网络(SAN)；以及(3)根据I/O负载和访问模式来通过将数据存储在本地存储资源、SAN存储器和网络存储器中而进行数据分层。通过允许多个工作负荷在单个物理机上运行，服务器虚拟化是软件定义的存储器的关键推动因素。这样的工作负荷也通过使得存储资源最接近访问存储在存储资源上的数据的应用来得益。提供这样的功能的存储软件可与多个较低级别设备驱动器交互作用。例如：在存储设备驱动器的顶部上的一层可使用各种类型的互连结构(即iSCSI、光纤通道、以太网光纤通道等)提供对存在于服务器上的硬盘驱动器、闪存SSD驱动器、非易失性存储器设备和/或SAN存储器的访问。在另一例子中，在网络驱动器上的一层可提供本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用至少两个处理器来执行的方法，所述至少两个处理器包括第一处理器和第二处理器，所述方法包括：装入存储虚拟设备以作为在使用所述第一处理器和所述第二处理器执行的管理程序上的虚拟机，其中所述存储虚拟设备由所述管理程序使用第一快捷外围部件互连设备驱动器来访问，所述第一快捷外围部件互连设备驱动器被映射到在所述第一处理器的第一快捷外围部件互连非透明桥的逻辑端点处的快捷外围部件互连非透明桥；将第二快捷外围部件互连设备驱动器装入所述存储虚拟设备，所述存储虚拟设备访问所述管理程序并被映射到在所述第二处理器的第二快捷外围部件互连非透明桥的逻辑端点处的快捷外围部件互连非透明桥；以及在被映射到所述第一快捷外围部件互连非透明桥的逻辑端点的第一存储空间和被映射到所述第二快捷外围部件互连非透明桥的逻辑端点的第二存储空间之间执行数据传输操作，其中所述管理程序在所述第一存储空间中执行，其中所述存储虚拟设备在所述第二存储空间中执行，以及其中所述外围部件互连非透明桥提供在所述第一存储空间和所述第二存储空间之间的地址转换。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.08 US 14/326,1221.一种使用至少两个处理器来执行的方法，所述至少两个处理器包括第一处理器和第二处理器，所述方法包括：装入存储虚拟设备以作为在使用所述第一处理器和所述第二处理器执行的管理程序上的虚拟机，其中所述存储虚拟设备由所述管理程序使用第一快捷外围部件互连设备驱动器来访问，所述第一快捷外围部件互连设备驱动器被映射到在所述第一处理器的第一快捷外围部件互连非透明桥的逻辑端点处的快捷外围部件互连非透明桥；将第二快捷外围部件互连设备驱动器装入所述存储虚拟设备，所述存储虚拟设备访问所述管理程序并被映射到在所述第二处理器的第二快捷外围部件互连非透明桥的逻辑端点处的快捷外围部件互连非透明桥；以及在被映射到所述第一快捷外围部件互连非透明桥的逻辑端点的第一存储空间和被映射到所述第二快捷外围部件互连非透明桥的逻辑端点的第二存储空间之间执行数据传输操作，其中所述管理程序在所述第一存储空间中执行，其中所述存储虚拟设备在所述第二存储空间中执行，以及其中所述外围部件互连非透明桥提供在所述第一存储空间和所述第二存储空间之间的地址转换。2.如权利要求1所述的方法，其中所述数据传输操作从以下一项发起：所述第一存储空间和所述第二存储空间。3.如权利要求1所述的方法，其中所述数据传输操作包括直接存储器存取操作。4.如权利要求3所述的方法，其中所述直接存储器存取操作从所述第一存储空间到所述第二存储空间发生。5.如权利要求3所述的方法，其中所述直接存储器存取操作从所述第二存储空间到所述第一存储空间发生。6.如权利要求1所述的方法，其中所述数据传输操作包括被编程的输入/输出。7.如权利要求1所述的方法，其中所述第一处理器与第一物理存储器库相关联，而所述第二处理器与第二物理存储器库相关联；其中装入所述存储虚拟设备包括指定用于数据传输操作的所述第二处理器；以及其中所述第二快捷外围部件互连非透明桥的逻辑端点被仅仅映射到所述第二物理存储器库。8.一种包括存储指令的非临时计算机可读介质的制品，当指令由至少两个处理器执行时，所述指令使所述两个处理器执行以下操作，其中所述至少两个处理器包括第一处理器和第二处理器：装入存储虚拟设备以作为在使用所述第一处理器和所述第二处理器执行的管理程序上的虚拟机，其中所述存储虚拟设备由所述管理程序使用第一快捷外围部件互连设备驱动器来访问，所述第一快捷外围部件互连设备驱动器被映射到在所述第一处理器的第一快捷外围部件互连非透明桥的逻辑端点处的快捷外围部件互连非透明桥；将第二快捷外围部件互连设备驱动器装入所述存储虚拟设备，所述存储虚拟设备访问所述管理程序并被映射到在所述第二处理器的第二快捷外围部件互连非透明桥的逻辑端点处的快捷外围部件互连非透明桥；以及在被映射到所述第一快捷外围部件互连非透明桥的逻辑端点的第一存储空间和被映射到所述第二快捷外围部件互连非透明桥的逻辑端点的第二存储空间之间执行数据传输操作，其中所述管理程序在所述第一存储空间中执行，其中所述存储虚拟设备在所述第二存储空间中执行，以及其中所述外围部...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·舒拉，R·W·霍尔穆特，M·K·莫洛伊，S·T·伊耶，
申请(专利权)人：戴尔产品有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US