数据访问方法以及相关设备技术

本申请提供了一种数据访问方法，包括：内存扩展卡接收计算设备根据内部总线协议生成的第一数据访问请求，然后内存扩展卡将第一数据访问请求进行协议转换，获得外部总线协议格式的第二数据访问请求，外部总线协议包括用于访问计算设备的外存空间的总线协议，接着内存扩展卡根据第二数据访问请求访问外存空间。内存扩展卡通过屏蔽总线协议的差异，向计算设备提供内存空间，例如是由外存空间转换的内存空间，使得计算设备无需将数据换入至计算设备的内存即可访问外存，提高了计算设备的数据访问效率。效率。效率。

【技术实现步骤摘要】
数据访问方法以及相关设备
[0001]本申请要求于2021年07月23日提交中国国家知识产权局、申请号为202110833852.9、专利技术名称为“一种用于数据访问的方法及装置”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。


[0002]本申请涉及存储
，尤其涉及一种数据访问方法、数据处理系统、内存扩展卡以及计算机可读存储介质、计算机程序产品。

技术介绍

[0003]随着存储技术的不断发展，产生了不同类型的存储介质。例如，存储介质可以分为寄存器(register)、缓存(cache)、动态随机存取存储器(dynamic random
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access memory，DRAM)等易失性存储介质(也称作内存)和固态驱动器(solid state drive)、硬盘驱动器(hard disk drive，HDD)、磁带等非易失性存储介质(也称作外设)。上述存储介质可以根据访问速度以及容量形成金字塔结构。该金字塔结构顶端的存储介质的访问速度快、容量小，该金字塔结构底端的存储介质的访问速度相对慢，但是容量大。
[0004]处理器如中央处理器(central processing unit，CPU)在处理输入输出(input output，IO)数据时是处理内存中的数据。当待处理的数据不在内存中时，还需要执行外设数据与内存数据的换入换出操作。
[0005]由于计算设备中内存的容量通常是有限的，因此，CPU在处理IO数据时，有较高概率执行外设数据与内存数据的换入换出操作，如此影响了数据访问的效率。

技术实现思路

[0006]本申请提供了一种数据访问方法，该方法通过内存扩展卡屏蔽总线协议的差异，向计算设备提供由外存空间转换的内存空间，使得计算设备的处理器可以如同访问内存一样访问外存，无需执行换入换出操作，提高了数据访问的效率。本申请还提供了上述方法对应的装置、内存扩展卡、数据访问系统、计算机可读存储介质以及计算机程序产品。
[0007]第一方面，本申请提供了一种数据访问方法。该方法可以由内存扩展卡执行。具体地，内存扩展卡接收计算设备根据内部总线协议生成的第一数据访问请求，其中，内部总线协议包括用于访问计算设备的内存空间的总线协议，第一数据访问请求包括内存空间中的虚拟地址，然后内存扩展卡将第一数据访问请求进行协议转换，获得外部总线协议格式的第二数据访问请求，该外部总线协议包括用于访问计算设备的外存空间的总线协议，第二数据访问请求包括外存空间中的物理地址，内存扩展卡根据该第二数据访问请求，访问外存空间。
[0008]在该方法中，内存扩展卡可以屏蔽总线协议的差异，向计算设备提供内存空间，例如是由外存空间转换的内存空间，如此计算设备无需将数据换入至计算设备的内存即可访问外存，提高了计算设备的数据访问效率。
[0009]在一些可能的实现方式中，所述内存空间中的虚拟地址为对所述计算设备可见的第一虚拟地址，基于此，内存扩展卡可以先将对所述计算设备可见的第一虚拟地址转换为对所述内存扩展卡可见的第二虚拟地址，然后根据索引中的虚拟地址和物理地址的映射关系，将所述第二虚拟地址转换为所述外存空间中的物理地址。
[0010]其中，内存扩展卡通过上述地址转换，可以实现访问外存空间，计算设备可以从内存扩展卡获得访问结果，无需执行换入换出操作，提高了数据访问的效率。
[0011]以第一数据访问请求用于查询数据示例说明，该第一数据访问请求中包括对计算设备可见的第一虚拟地址，内存扩展卡可以将其转换为对内存扩展卡可见的第二虚拟地址，然后基于索引中虚拟地址和物理地址的映射关系，将第二虚拟地址转换为外存空间中的物理地址。如此内存扩展卡可以根据该物理地址访问外存空间。内存扩展卡读取到数据后，可以将数据写入该内存扩展卡的内存。计算设备可以通过内部总线读取内存扩展卡的内存，获得相应的数据。在该过程中，计算设备无需执行换入换出操作，提高了数据访问效率。
[0012]在一些可能的实现方式中，所述外存空间包括本地外存空间和远端外存空间中的至少一种。其中，远端外存空间可以是与计算设备的处理器等部件通过网络连接的外存所对应的存储空间，本地外存空间可以是与计算设备的处理器等部件直接通过总线连接的外存所对应的存储空间。当所述外存空间包括所述远端外存空间时，所述内存扩展卡可以根据所述第二数据访问请求，通过远程直接数据存取访问RDMA所述远端外存空间。
[0013]如此，内存扩展卡不仅可以用于扩展本地内存容量，还可以通过跨节点(例如跨计算设备)的扩展方法扩展远端内存容量，能够满足不同业务需求。
[0014]在一些可能的实现方式中，所述内部总线协议包括外设部件互连标准PCI、高速外设部件互连标准PCI
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E、快速通道互联QPI或统一总线UB中的任意一种，所述外部总线协议包括小型计算机系统专用接口SCSI或者串行连接小型计算机系统专用接口SAS中的任意一种。
[0015]在该方法中，内存扩展卡可以根据实际需求采用相应的内部总线协议和外部总线协议进行数据访问，具有较高可用性。
[0016]在一些可能的实现方式中，所述计算设备维护有至少一个请求队列，其中，请求队列用于暂时存放数据访问请求。计算设备的处理器可以是包括多个内核，每个内核可以对应一个请求队列，基于此，请求队列的数量可以等于内核的数量。对于任意一个请求队列，当该请求队列包括多个数据访问请求对应的进程或线程时，所述计算设备(具体是计算设备的处理器的内核)可以采用同步方式执行包括第一数据访问请求在内的多个数据访问请求对应的进程或线程。
[0017]如此可以大幅度地减少进程/线程的创建、切换、销毁次数，提升计算设备的运算效率。而且，由于减少了进程/线程切换的时间，缩短了IO处理中的传输时间延时，由此可以提升分布式计算与分布式存储集群的性能。
[0018]在一些可能的实现方式中，所述内存扩展卡集成在所述计算设备或者通过热插拔插入所述计算设备。
[0019]其中，内存扩展卡集成在计算设备时，该内存扩展卡可以随着计算设备的启动而启动，进而实现自动化地扩展内存容量，加快计算设备的数据访问效率，无需用户手动操
作，提升了用户体验。内存扩展卡也可以作为热插拔组件，通过热插拔插入所述计算设备，如此可以实现按需扩展内存容量，避免资源浪费。
[0020]在一些可能的实现方式中，所述内存扩展卡包括独立磁盘冗余阵列。其中，独立磁盘冗余阵列可以实现对数据进行冗余计算，由此可以保障数据准确性和安全性，满足了业务需求。
[0021]第二方面，本申请提供了一种数据访问装置，所述装置包括：
[0022]通信模块，用于接收计算设备根据内部总线协议生成的第一数据访问请求，其中，所述内部总线协议包括用于访问所述计算设备的内存空间的总线协议，所述第一数据访问请求中包括所述内存空间中的虚拟地址；
[0023]转换模块，用于将所述第一数据访问请求进行协议转换，获得外部总线协议格式的第二数据访问请求本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种数据访问方法，其特征在于，所述方法包括：内存扩展卡接收计算设备根据内部总线协议生成的第一数据访问请求，其中，所述内部总线协议包括用于访问所述计算设备的内存空间的总线协议，所述第一数据访问请求中包括所述内存空间中的虚拟地址；所述内存扩展卡将所述第一数据访问请求进行协议转换，获得外部总线协议格式的第二数据访问请求，其中，所述外部总线协议包括用于访问所述计算设备的外存空间的总线协议，所述第二数据访问请求中包括所述外存空间中的物理地址；所述内存扩展卡根据所述第二数据访问请求，访问所述外存空间。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述内存空间中的虚拟地址为对所述计算设备可见的第一虚拟地址；所述方法还包括：所述内存扩展卡将对所述计算设备可见的第一虚拟地址转换为对所述内存扩展卡可见的第二虚拟地址；所述内存扩展卡根据索引中的虚拟地址和物理地址的映射关系，将所述第二虚拟地址转换为所述外存空间中的物理地址。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述外存空间包括本地外存空间和远端外存空间中的至少一种；当所述外存空间包括所述远端外存空间时，所述内存扩展卡根据所述第二数据访问请求，访问所述外存空间，包括：所述内存扩展卡根据所述第二数据访问请求，通过远程直接数据存取RDMA访问所述远端外存空间。4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述内部总线协议包括外设部件互连标准PCI、高速外设部件互连标准PCI
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E、快速通道互联QPI或统一总线UB中的任意一种，所述外部总线协议包括小型计算机系统专用接口SCSI或者串行连接小型计算机系统专用接口SAS中的任意一种。5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述计算设备维护有至少一个请求队列，所述请求队列包括多个数据访问请求对应的进程或线程时，所述计算设备采用同步方式执行所述多个数据访问请求对应的进程或线程，其中，所述多个数据访问请求包括所述第一数据访问请求。6.根据权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，所述内存扩展卡集成在所述计算设备或者通过热插拔插入所述计算设备。7.根据权利要求1至6任一项所述的方法，其特征在于，所述内存扩展卡包括独立磁盘冗余阵列。8.一种数据访问装置，其特征在于，所述装置包括：通信模块，用于接收计算设备根据内部总线协议生成的第一数据访问请求，其中，所述内部总线协议包括用于访问所述计算设备的内存空间的总线协议，所述第一数据访问请求中包括所述内存空间中的虚拟地址；转换模块，用于将所述第一数据访问...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈灿，陈明，谭春毅，余博伟，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：