使远程存储访问在虚拟化环境中显示为本地的硬件制造技术

主机计算机包括虚拟机，该虚拟机包括设备特定的非易失性存储器接口(NVMI)。非易失性存储器虚拟化抽象层(NVMVAL)硬件设备与虚拟机的设备特定的NVMI通信。NVMVAL驱动器由主机计算机执行并且与NVMVAL硬件设备通信。NVMVAL硬件设备向虚拟机的设备特定NVMI通告本地NVM设备。NVMVAL硬件设备和NVMVAL驱动器被配置为使虚拟机对远离虚拟机的远程NVM的访问虚拟化，使得远程NVM对于虚拟机就好像是本地的一样。

Display remote storage access as local hardware in a virtualized environment

The host computer includes a virtual machine, which includes a device-specific nonvolatile memory interface (NVMI). Non-volatile memory virtualization abstraction layer (NVMVAL) hardware devices communicate with device-specific NVMI of virtual machines. The NVMVAL driver is executed by the host computer and communicates with the NVMVAL hardware device. The NVMVAL hardware device notifies the local NVM device to the device-specific NVMI of the virtual machine. NVMVAL hardware devices and NVMVAL drivers are configured to virtualize virtual machine access to remote NVMs away from virtual machines, making remote NVMs seem local to virtual machines.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使远程存储访问在虚拟化环境中显示为本地的硬件
本公开涉及主机计算机系统，并且更具体地涉及包括虚拟机和硬件的主机计算机系统，以使远程存储访问在虚拟化环境中显示为本地。
技术介绍
本文提供的背景描述是为了总体上呈现本公开的背景的目的。目前被称为专利技术人的工作在本
技术介绍
部分中对该工作进行描述的范围内、以及在申请时不能以其他方式证明是现有技术的本描述的多个方面，既不明确也不暗示地被承认是本公开的现有技术。在主机操作系统(OS)中运行的虚拟机(VM)通常经由主机OS中的虚拟化层提供的软件仿真层来访问诸如存储的硬件资源。与直接访问硬件资源相比，仿真层增加了延迟并且通常降低了性能。该问题的一个解决方案涉及单根输入输出虚拟化(SR-IOV)的使用。SR-IOV允许诸如附接PCIE的存储控制器等的硬件设备针对每个VM创建虚拟功能。虚拟功能可以由VM直接访问，从而绕过主机OS的软件仿真层。虽然SR-IOV允许硬件直接由VM使用，但硬件必须用于其特定目的。换句话说，存储设备必须用于存储数据。网络接口卡(NIC)必须用于在网络上进行通信。虽然SR-IOV有用，但它不允许更高级的存储系统通过网络而被访问。当访问远程存储时，VM想要使用的设备功能是存储，但是VM需要使用以访问远程存储的物理设备是NIC。因此，使用逻辑以将存储命令转换为网络命令。在一种方式中，逻辑可以位于运行在VM中的软件中，并且VM可以使用SR-IOV以与NIC通信。备选地，逻辑可以由主机OS运行，并且VM使用主机OS的软件仿真层。
技术实现思路
主机计算机包括虚拟机，其包括设备特定的非易失性存储器接口(NVMI)。非易失性存储器虚拟化抽象层(NVMVAL)硬件设备与虚拟机的设备特定的NVMI通信。NVMVAL驱动器由主机计算机执行并且与NVMVAL硬件设备通信。NVMVAL硬件设备将本地NVM设备通告给虚拟机的设备特定的NVMI。NVMVAL硬件设备和NVMVAL驱动器被配置为使虚拟机对远离虚拟机的远程NVM的访问虚拟化，使得远程NVM对于虚拟机就好像是本地的一样。在其他特征中，NVMVAL硬件设备和NVMVAL驱动器被配置为安装远程存储卷并且使虚拟机对远程存储卷的访问虚拟化。NVMVAL驱动器从对应于远程存储卷的远程存储系统请求位置信息，将位置信息存储在NVMVAL硬件设备可访问的存储器中，并且将远程存储卷通知给NVMVAL硬件设备。NVMVAL硬件设备和NVMVAL驱动器被配置为卸装远程存储卷。在其他特征中，NVMVAL硬件设备和NVMVAL驱动器被配置为向远程NVM写入数据。NVMVAL硬件设备访问存储器以确定写入的数据的存储位置是否已知，如果写入的数据的存储位置已知，则向远程NVM发送写入请求，并且如果写入的数据的存储位置未知，则联系NVMVAL驱动器。NVMVAL硬件设备和NVMVAL驱动器被配置为从远程NVM读取数据。在其他特征中，NVMVAL硬件设备访问存储器以确定读取的数据的存储位置是否已知，如果读取的数据的存储位置已知，则向远程NVM发送读取请求，并且如果读取的数据的存储位置未知，则联系NVMVAL驱动器。NVMVAL硬件设备使用客户密钥执行加密。在其他特征中，NVMI包括非易失性存储器快速(NVMe)接口。NVMI执行设备虚拟化。NVMI包括具有单根输入/输出虚拟化(SR-IOV)的非易失性存储器快速(NVMe)接口。在错误状况发生时，NVMVAL硬件设备通知NVMVAL驱动器。NVMVAL驱动器使用远程NVM的协议来执行错误处置。在错误状况被解决时，NVMVAL驱动器通知NVMVAL硬件设备。在其他特征中，NVMVAL硬件设备包括：安装/卸装控制器，用以安装对应于远程NVM的远程存储卷并且卸装远程存储卷；写入控制器，用以向远程NVM写入数据；以及读取控制器，用以从远程NVM读取数据。在其他特征中，主机计算机的操作系统包括监视器(hypervisor)和主机堆栈。NVMVAL硬件设备绕过监视器和主机堆栈以进行数据路径操作。NVMVAL硬件设备包括现场可编程门阵列(FPGA)。NVMVAL硬件设备包括专用集成电路。在其他特征中，NVMVAL驱动器针对来自虚拟机的从远程NVM的读取请求和来自虚拟机的向远程NVM的写入请求来处置控制路径处理。NVMVAL硬件设备针对来自虚拟机的从远程NVM的读取请求和来自虚拟机的向远程NVM的写入请求来处置数据路径处理。NVMI包括具有单根输入/输出虚拟化(SR-IOV)的非易失性存储器快速(NVMe)接口。本公开的其他应用领域将根据详细描述、权利要求和附图而变得明显。详细描述和特定示例仅旨在用于说明的目的，并不旨在限制本公开的范围。附图说明图1是根据本公开的包括虚拟机和非易失性存储器虚拟化抽象层(NVMVAL)硬件设备的主机计算机的示例的功能性框图。图2是根据本公开的NVMVAL硬件设备的示例的功能性框图。图3是图示根据本公开的用于安装和卸装远程存储卷的方法的示例的流程图。图4是图示根据本公开的用于将数据从虚拟机写入远程存储卷的方法的示例的流程图。图5是图示根据本公开的用于从远程存储卷读取数据的方法的示例的流程图。图6是图示根据本公开的用于读取或写入数据流期间的错误处置的方法的示例的流程图。图7是根据本公开的包括NVMVAL硬件设备的系统架构的示例的功能性框图。图8是根据本公开的虚拟机的虚拟化模型的示例的功能性框图。图9是根据本公开的本地NVMe设备的虚拟化的示例的功能性框图。图10是根据本公开的命名空间虚拟化的示例的功能性框图。图11是根据本公开的本地NVM的虚拟化的示例的功能性框图。图12是根据本公开的NVM访问隔离的示例的功能性框图。图13A和图13B是根据本公开的远程NVMe访问的虚拟化的示例的功能性框图。图14A和图14B是根据本公开的远程NVMe访问的虚拟化的另一示例的功能性框图。图15是图示根据本公开的对远程NVM的访问的虚拟化的示例的功能性框图。图16A和图16B是图示根据本公开的远程NVM访问隔离的示例的功能性框图。图17A和图17B是图示根据本公开的对本地NVMe设备和远程NVMe设备的复制的示例的功能性框图。图18A和图18B是图示根据本公开的对本地NVM和远程NVM的复制的示例的功能性框图。图19A和图19B是图示根据本公开的对用于分布式存储系统的服务器的虚拟化访问的示例的功能性框图。图20A和20B是图示根据本公开的对用于具有高速缓存的分布式存储系统的服务器的虚拟化访问的示例的功能性框图。图21是图示根据本公开的存储和转发模型的示例的功能性框图。图22是图示根据本公开的RNIC直接访问模型的示例的功能性框图。图23是图示根据本公开的直通(cut-through)模型的示例的功能性框图。图24是图示根据本公开的完全集成模型的示例的功能性框图。图25A至图25C是图示根据本公开的高级别磁盘写入流程的示例的功能性框图和流程图。图26A至图26C是图示根据本公开的高级磁盘读取流程的示例的功能性框图和流程图。在附图中，附图标记可以被复用，以标识相似和/或相同的元件。具体实施方式数据中心要求对存储在诸如闪存存储和硬盘驱动(HDD)的永久存储器设备上的NVM的低延迟访问。数据中心中的闪存存本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种主机计算机，包括：虚拟机，其包括设备特定的非易失性存储器接口(NVMI)；非易失性存储器虚拟化抽象层(NVMVAL)硬件设备，其与所述虚拟机的所述设备特定的NVMI通信；以及NVMVAL驱动器，其由所述主机计算机执行并且与所述NVMVAL硬件设备通信，其中所述NVMVAL硬件设备将本地NVM设备通告给所述虚拟机的所述设备特定的NVMI，并且其中所述NVMVAL硬件设备和所述NVMVAL驱动器被配置为使所述虚拟机对远离所述虚拟机的远程NVM的访问虚拟化，使得所述远程NVM对于所述虚拟机就好像是本地的一样。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.26 US 15/219,6671.一种主机计算机，包括：虚拟机，其包括设备特定的非易失性存储器接口(NVMI)；非易失性存储器虚拟化抽象层(NVMVAL)硬件设备，其与所述虚拟机的所述设备特定的NVMI通信；以及NVMVAL驱动器，其由所述主机计算机执行并且与所述NVMVAL硬件设备通信，其中所述NVMVAL硬件设备将本地NVM设备通告给所述虚拟机的所述设备特定的NVMI，并且其中所述NVMVAL硬件设备和所述NVMVAL驱动器被配置为使所述虚拟机对远离所述虚拟机的远程NVM的访问虚拟化，使得所述远程NVM对于所述虚拟机就好像是本地的一样。2.根据权利要求1所述的主机计算机，其中所述NVMVAL硬件设备和所述NVMVAL驱动器被配置为安装远程存储卷并且使所述虚拟机对所述远程存储卷的访问虚拟化。3.根据权利要求2所述的主机计算机，其中所述NVMVAL驱动器从对应于所述远程存储卷的远程存储系统请求位置信息，将所述位置信息存储在所述NVMVAL硬件设备可访问的存储器中，并且将所述远程存储卷通知给所述NVMVAL硬件设备。4.根据权利要求2所述的主机计算机，其中所述NVMVAL硬件设备和所述NVMVAL驱动器被配置为卸装所述远程存储卷。5.根据权利要求1所述的主机计算机，其中所述NVMVAL硬件设备和所述NVMVAL驱动器被配置为向所述远程NVM写入数据。6.根据权利要求5所述的主机计算机，其中所述NVMVAL硬件设备访问存储器以确定所写入的数据的存储位置是否已知，在所写入的数据的所述存储位置已知的情况下向所述远程NVM发送写入请求，并且在所写入的数据的所述存储位置未知的情况下联系所述NVMVAL驱动器。7.根据权利要求1所述的主机计算机，其中所述NVMVAL硬件设备和所述NVMVAL驱动器被配置为...

【专利技术属性】
技术研发人员：V·马克赫瓦克斯，G·布班，
申请(专利权)人：微软技术许可有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US