轻型输入/输出协议制造技术

揭示了使用能进行ＲＤＭＡ的网络互连从第一计算机（图１，１０１）向第二计算机（１２１）下传Ｉ／Ｏ处理的方法和系统。该方法和系统包括第一计算机（１０１）上的客户机（１０３），它借助轻型输入／输出（ＬＷＩＯ）协议通过ＲＤＭＡ连接（１１７）与第二计算机（１２１）上的服务器（１２３）通信。该协议通常包括网络发现阶段及随后的Ｉ／Ｏ处理阶段。在发现阶段，客户机（１０３）和服务器（１２３）确定共享的能进行ＲＤＭＡ的提供者的最小列表。在Ｉ／Ｏ处理阶段，客户机（１０３）发送Ｉ／Ｏ请求以便通过互相认证的ＲＤＭＡ通道（１１７）下传到第二机器（１２１）。Ｉ／Ｏ模型是非对称的，读操作使用ＲＤＭＡ实现而写操作使用常规的发送实现。能以轮询和中断模式完成读和写的请求。通过信用点机制管理缓存器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及远程文件访问的系统和方法，尤其涉及使用远程直接存储器存取(RDMA)来下传(offload)输入/输出处理的技术。
技术介绍
在计算环境中通常希望节省宝贵的CPU资源。对如应用程序服务器节点的 网络那样的环境，那样的节省是尤其至关重要的。当网络变得更快时，它们对 CPU提出更高要求来处理包并完成I/O操作，这导致更慢的应用程序性能。对 于如数据库那样固有地1/0密集型应用程序这特别不利。补救这一问题的一种方法是从CPU中下传过多的1/0和网络处理。在联网 环境中，使用分布式文件系统和注入NFS或SMB/CIFS等传输协议，可能将I/O 请求从本地机器发送到远程机器。然而，情况不必是本地机器使用这类方法能 够达到显著的处理节省。在单机情况下，通过将I/O任务下传到直接存储器存取(DMA)控制器， I/O处理的负担减轻了。远程直接存储器存取(RMA)技术是用于多台连网计 算机的最近发展的DMA扩展。RDMA使数据能在装有能够进行RDMA网络接口卡 (NIC)的两台通信机器上的存储缓存器之间传送，而不必涉及源和目标机器 双方的CPU和操作系统。能使用RDMA将I/O处理下传到远程机器，使本地机 器能重新要求CPU周期用于应用程序。RDMA已被用于高速、高带宽互连技术， 如虚拟接口体系结构(VIA) 、 InfiniBand和iWarp。这些互连特别为在数据 中心或其它本地文件共享环境中服务器节点的集群之间的高可靠性网络连接 而设计。为了充分利用与RDMA技术关联的能力并有效地得到其好处，必须设计定 义在本地下传节点和远程机器之间通信的协议。因此需要本专利技术的轻型输入/ 输出(LWIO)协议。
技术实现思路
按本专利技术的一方面，提供将1/0任务从第一计算机下传到第二计算机的系 统。该系统包括在第一计算机上运行的客户机和在第二计算机上运行的服务器程序。该系统还包括链接第一计算机和第二计算机的一个或多个RDMA通道。 客户机和服务器程序按照包括网络发现阶段和I/O处理阶段的LWIO协议通信。 结合如SMB/CIFS等另外网络协议使用LWIO协议，充分调动了第二协议的安全 性和认证的基础结构。为提供更好的安全模型，协议中的1/0模型是非对称的 读使用RDMA来实现，而写使用发送操作来实现。按照本专利技术的另一方面，提供将1/0任务从第一计算机下传到第二计算机 的方法。该方法利用两台计算上共同的能进行RDMA的通信设备，并与轻型输 入/输出(LWIO)客户机一服务器协议关联。协议通常包括发现阶段及随后的 1/0处理阶段。在发现阶段，客户机和服务器确定共享的能进行RDMA的提供者 的最小列表。在I/0处理阶段，客户机发送I/0请求以便下传到第二机器。在发现阶段，客户机最初从服务器器获得服务器请求继续键(resurae key)。 客户机随后打开通向服务器的管道，客户机通过此管道发送包含第一机器上能 进行RDMA的提供者列表的协商请求。服务器通过该管道发送包含第二机器上 匹配第一机器上的提供者的可用提供者的列表的协商响应。然后客户机创建通 过共享的提供者到服务器的RDMA连接。客户机及服务器互相认证新的连接。客户机然后注册一个或多个文件为服务器使用。I/O处理请求消息包括关闭消息、取消消息、读消息、写消息、向量化读 消息、以及向量化写消息。为安全原因，协议表现非对称VO模型。读数据使 用RDMA写操作被发送到客户机，而写使用常规的发送来完成。由客户机指定 读和写请求，让服务器以轮询模式或中断模式完成。若客户机表示，不应以轮 询模式完成，则服务器借助通过RDMA传输发送状态块到第一计算机来完成I/O 处理请求。若客户机表示应该以轮询模式完成，则客户机可请求在完成1/0之 后服务器通过中断请求消息来唤醒它。按本专利技术的另外方面，提供以1/0下传协议管理缓存器的方法。该方法涉 及使用缓存器信用点(credit)机制。服务器一客户机信用点事务包括由服务 器发动并完成的三路握手。服务器发送一增量信用点消息给客户机，包括设置 成信用点数的信息字段。若该数为负数-N，则客户机必须放弃N个信用点。本专利技术的另外方面包括作为计算机程序产品及数据结构体现在计算机可 读介质的上述特征。附图说明虽然附后的权利要求以细节列出了本专利技术的特征，从下面结合附图的详细 描述能更好地理解本专利技术及其目标和优点，附图中图1是一般示出示例性客户机一服务器计算环境的原理图，它包括两台能 通过RDMA传输通信的计算机，该环境能加入本专利技术的各方面；图2是按本专利技术的实施例一般示出的在LWIO协议的发现阶段中采取的初 始步骤的流程图3是按本专利技术的实施例一般示出示例性服务器请求继续键的表示的概略图4A是按本专利技术的实施例一般示出示例性客户机协商请求消息的表示的 概略图4B是按本专利技术的实施例一般示出示例性服务器协商响应的表示的概略图5是按本专利技术的实施例一般示出在LWIO协议的发现阶段采取的附加步 骤的流程图6A是按本专利技术的实施例一般示出示例性客户机认证请求消息的表示的 概略图6B是按本专利技术的实施例一般示出示例性服务器认证响应的表示的概略图6C是按本专利技术的实施例一般示出完成认证的示例性服务器状态响应的 表示的概略图7A是按本专利技术的实施例一般示出示例性客户机注册文件消息的表示的 概略图7B是按本专利技术的实施例一般示出完成文件注册的示例性服务器状态响 应的表示的概略图8是按本专利技术的实施例一般示出对于以轮询模式和以非轮询模式完成 I/O请求采取的步骤的流程图9A是按本专利技术的实施例一般示出示例性客户机中断请求消息的表示的 概略图9B是按本专利技术的实施例一般示出完成中断请求的示例性服务器状态响应的表示的概略图10是按本专利技术的实施例一般表示关于服务器一客户机信用点事务采取 的步骤的流程图IIA是按本专利技术的实施例一般表示示例性服务器增量信用点消息的表示 的概略图IIB是按本专利技术的实施例一般表示示例性客户机一服务器信用点消息的 表示的概略图iic是按本专利技术的实施例一般表示完成客户机一服务器信用点事务的示例性服务器状态响应的表示的概图12A是按本专利技术的实施例一般示出示例性客户机关闭请求消息的表示的 概略图12B是按本专利技术的实施例一般示出完成关闭请求的示例性服务器状态响 应的表示的概略图13A是按本专利技术的实施例一般示出示例性客户机取消请求消息的表示的 概略图13B是按本专利技术的实施例一般表示完成取消请求的示例性服务器状态响 应的表示的概略图14A是按本专利技术的实施例一般示出在非轮询模式情况下的示例性客户机读请求消息的表示的概略图14B是按本专利技术的实施例一般示出在非轮询模式情况下完成读请求的示 例性服务器状态响应的表示的概略图14C是按本专利技术的实施例一般示出在轮询模式情况下示例性客户机读请 求消息的表示的概略图14D是按本专利技术的实施例一般示出在轮询模式情况下完成读请求的示例 性服务器1/0状态块的表示的概略图15A是按本专利技术的实施例一般示出在非轮询模式情况下示例性客户机写请求消息的表示的概略图15B是按本专利技术的实施例一般示出在非轮询模式情况下完成写请求的示 例性服务器状态响应的表示的概略图15C是按本专利技术的实施例一般示出在轮询模式情况下示例性客户机写请 求消息的表示的概略图15D是按本专利技术的实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将输入／输出（Ｉ／Ｏ）任务从第一计算机下传的第二计算机的系统，其特征在于，包括：　在所述第一计算机上运行的客户机；　在所述第二计算机上运行的服务器；以及　链接所述第一计算机和第二计算机的至少一个ＲＤＭＡ通道，其中，所述第一计算机和第二计算机按包括网络发现阶段和Ｉ／Ｏ处理阶段的协议进行通信。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：AH莫哈米德，AF弗尔梅，
申请(专利权)人：微软公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]