单连接和容错对称多计算系统上的组到组通信技术方案

这里描述了能够在两组节点之间以原子的多点交付和多点传输（例如扩展的ＴＣＰ／ＩＰ）进行可靠和有序的数据通信的系统。当必须交付数据给多个节点，交付交付以原子方式执行。这里还描述了能够使用一组节点进行容错对称多值计算的系统。在提供容错和单系统图像给客户端应用程序中使用可靠、有序和原子的组到组ＴＣＰ通信系统网络连接起来的对称节点组。由于任何ＴＣＰ／ＩＰ终端可以与组无缝地通信，客户端和组之间的通信是基于标准的。通过将任务透明地分配到应用程序段，处理负载在节点组内分担。如果在一节点不能维持副本的情况下，任一持续业务没有业务或连接中断，系统就是容错的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及网络中n到n点之间的网络通信，其中n是任一整数。
技术介绍
为了实现最佳资源利用、灵活性和减少管理成本，工业界需要基于“公用计算”模型的解决方案，其中可以根据需要增加处理能力和存储容量，并且动态地提供资源来满足变化的需求。由于成本高，传统的主机解决方案超出了普通企业可以达到的范围。市场上可以得到大量的高性能但是低成本的“刀片服务器”和网络技术。然而，有效且灵活地汇集这些资源并且可以运行大范围的应用程序来满足公用计算需求的解决方案如今并不存在。在工业界客户端服务器模式由于其简单性而流行，其中服务器发出请求而客户端利用应答来响应。为了使该模式有效，在通信网络中的客户端和服务器之间使用的流行的通信协议是，传输控制协议/互联网协议，或者简称为“TCP/IP”。在通信网络中，客户端(或者客户端系统或机器)将服务器(或者服务器系统或机器)视为单个逻辑主机或者实体。单个物理服务器通常不能有效地服务大量的客户端。进一步地，故障的服务器使得客户端不可运行。为了解决单个物理服务器的缺点，使用负载均衡开发了具有并行或者网状运行来服务客户端的很多服务器的群结构。这些结构提供潜在的优点，例如容错，较低成本，可以与主机相比的效率和灵活性。然而，由于内在的限制并且缺少标准平台构建大部分应用程序，这些优点在很大程度还没有实现。除了物理簇，传统的软件系统也力图在应用程序层和操作系统层进入簇。然而，这种软件配置的缺点包括簇嵌入在应用程序导致这些应用程序使用受限的实例。相似地，尽管操作系统级的成簇有吸引力，由于必需克服的大量障碍，这些领域中传统的尝试还没有成功。与物理服务器和软件应用程序和操作系统成簇相反，网络级的成簇不会受到两个问题中的任何一个的影响，并能提供某些有吸引力的优点。例如，将服务器节点簇编址为一个单独的虚拟实体的能力是在客户端服务器编程中实用的要求。进一步的，用节点汇聚方便地产生虚拟簇的能力增加了更好的实用性和主机级别的灵活性。传统的网络层成簇平台必须是通用的，并且可以由大范围的应用程序使用。这些应用程序的范围包括网页服务器，存储服务器，数据库服务器，科学和应用网格计算。这些传统网络级簇必须能够聚集计算功率和节点容量，使得应用无缝扩展。现有的应用程序必须能够以最小或者不变化运行。然而，传统网络层成簇仅取得了有限的成功。如果对称多处理器(SMP)结构取得任何成功，其可以归功于总线的简单性，这使得处理器和存储器位置对于应用程序透明。也为了成簇，虚拟总线连接服务器节点的简单性提供了节点位置透明和节点标识透明。然而，这种传统系统缺少为了效率允许总线由客户端应用程序直接抽头的能力。相似地，基于用户数据报协议(“UDP”)分组广播和多播的总线缺少数据交付保证，导致应用层成簇。工业界最广泛使用的具有交付保证的单独协议是TCP/IP。TCP的数据交付保证，定制的交付保证和普遍性尤其有利于它的实现。然而，TCP的每个连接仅支持两个端点限制了它的潜力。具有预定分配任务(诸如分配输入请求到簇)的处理元件/节点的不对称组织本质上是不灵活的，并且难以管理和均衡负载。不对称节点通常是故障单点和瓶颈。为了MC(多计算)成功，相对于不对称节点组织需要对称组织。客户端服务器环境中的不对称的另一个问题是等待时间。交换机和路由器采用特定的硬件来减少通过的数据的等待时间。当数据必须通过节点的UDP/TCP/IP栈时，由于复制和处理增加了显著的等待时间。因此，为了得到最优性能，系统必须避免数据通过具有不对称组织的中介节点。然而，如果服务器节点的CPU必须处理大量的网络流量、应用程序吞吐量和处理遭受(suffer)。从而，传统系统必须使用诸如特定的适配器卡或者集成电路芯片的硬件加速器，以在终端减少等待时间并改进应用程序性能。这增加了系统成本和复杂度。低成本容错是很多企业应用程序所高度期望的。其中使用固定数量的冗余硬件元件的解决方案受到缺少灵活性的问题，缺少容易的修复能力和由于复杂性引起的较高成本的影响。如今的解决方案通过在发生故障之后快速地将服务切换到备用服务器，提供了高度的实用性。由于备用系统是被动的，它的资源仅没有使用导致了较高的成本。在通过复制的容错的最简单但是强大的形式中，连接上的服务在节点故障时持续没有中断。在传统簇上，激活节点执行任务而被动节点接着变化来更新。在很多情况中，与诸如询问的其它任务相比存在较少的更新。当负载由所有的复制分担且更新在复制上体现时，机器得到最好的应用。复制更新必须同步并且为了一致必须以相同的顺序来进行。利用原子的方式交付，在将表示数据接收的TCP ACK发送到客户端之前，数据保证交付到所有终端。在复制机故障的情况下，剩下的复制机可以继续服务，避免连接中断来使得容错有效。非原子的方式复制缺少可使用性。特别是，当服务的复制机接收到客户端请求时，每个都产生一响应。由于客户端将服务器视为单个整体，必须保证仅有一个响应的请求送回客户端。相似地，当多个客户端复制机试图发回同一个请求，必须保证仅有一个请求发出到服务器。传统系统通常不能提供原子性，并且因此缺少可用性和缺少避免连接中断的容错。传统簇系统的另一个问题是负载均衡。如同任何系统中那样，实现最佳的应用性能必须有在节点之间均衡负载的能力。然而，传统簇系统仅对标准负载均衡方案提供有限的支持，例如，循环法，内容散列，以及加权的优先级。此外，很多传统簇系统不能支持实施应用特定的负载均衡方案。很多服务的负载级别在簇中随时间而显著变化。可能需要迁移运行处理来撤出一个激活服务器。传统的簇系统通常缺少对于以一种容易进行并且不需要中断服务的方式增加或者去除节点/复制机到簇中的支持。进行了大量尝试来处理网络级虚拟化。然而，每个尝试仍然导致显著的缺点。例如，一个传统的解决方案是用于在一簇网页服务器中均衡负载的设备，在工业界中是流行的。该负载均衡设备(其也在美国专利序列号6,006,264和6,449,647中进行了揭示)将进入的客户端TCP连接切换到一组服务器中的一个服务器。用于该处理的一个传统服务器是微软的网络负载均衡器软件，其通过交换机或者路由器将客户端分组广播或者多播到所有节点。然而，一旦映射了连接，相同的服务器在具有传统一对一关系的TCP连接的存在时间内处理所有的客户端请求。诸如上面那那样的传统系统的一个问题是当服务包括在节点上运行的不同类型的任务时，由于不会运行客户端将在一个连接上请求的所有服务的任何映射服务器导致了服务失败，它不能提供完整的解决方案。这限制了将这种系统用于其中仅将服务页的一个任务复制到很多节点的网页服务。此外，在外部实施的任何设备到服务器的映射是瓶颈并导致单点的故障。进一步的，由于一个连接仅具有两个终端点，不支持复制。因此，对于这种单个终点的TCP，更新不会反映到复制机，从而，在可用性上有相当的限制。为了处理上述传统系统的缺点，其它传统系统试图在一个连接上将客户端请求分配到服务不同任务的节点上。Ravi Kokku等在他们的文章“Half PipeAnchoring”中揭示了一种这样的系统。半管道固定(Half Pipe Anchoring)是基于后端推进的。在该方案中，当客户端请求到达服务器簇时，分配的服务器接收请求并在检查数据之后发送到最优服务器。之本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于数据原子交付的节点之间的通信方法，包括：确定节点来发送数据；发送单独一段数据；以及使发送控制连续来发送数据。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2003-9-22 60/505,099;US 2003-9-22 60/505,091;US1.一种用于数据原子交付的节点之间的通信方法，包括确定节点来发送数据；发送单独一段数据；以及使发送控制连续来发送数据。2.一种用于网络中的组之间通信的装置，其包括a.第一唯一编址的组以及第二唯一编址的组，第一组包括多个终端并且每个组包括至少一个节点；b.通信协议，其具有使得能够进行每个组之间的通信的单个逻辑连接；c.多个终端能够容纳数据进入第一唯一编址的组中的节点，并能够发送数据到第二唯一编址的组，以实现每个组的非空子集之间的通信。3.根据权利要求2所述的装置，其中每个组之间的数据通信不通过任一组的中间节点。4.根据权利要求2所述的装置，其中终端包括协议栈。5.根据权利要求2所述的装置，其中节点包括来自包括处理的组或者设备中的一个。6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿尼库马多米尼克，
申请(专利权)人：特兰西姆技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]