通過網(wǎng)絡(luò)的存儲器共享的制作方法
【專利說明】
【背景技術(shù)】
[0001]隨著計算設(shè)備之間的通信的吞吐量持續(xù)增加，將數(shù)據(jù)從一個計算設(shè)備轉(zhuǎn)移到另一個日益變得較不昂貴。因此，位于遠程的服務(wù)器計算設(shè)備日益被用來執(zhí)行大規(guī)模處理，其中得自這樣的處理的數(shù)據(jù)通過經(jīng)由計算機網(wǎng)絡(luò)耦合到這樣的服務(wù)器計算設(shè)備的本地、個人計算設(shè)備傳遞回用戶。
[0002]傳統(tǒng)服務(wù)器計算設(shè)備通常被優(yōu)化以允許大量這樣的服務(wù)器計算設(shè)備物理上位于一處。例如，傳統(tǒng)服務(wù)器計算設(shè)備通常利用“刀片”體系結(jié)構(gòu)來構(gòu)建，其中服務(wù)器計算設(shè)備的硬件位于物理上是緊湊的且被設(shè)計成使得多個這樣的刀片可垂直安排在“機架”架構(gòu)中的物理外殼內(nèi)。機架內(nèi)的每一服務(wù)器計算設(shè)備可以聯(lián)網(wǎng)在一起，且多個這樣的機架可物理上位于一處，如在數(shù)據(jù)中心內(nèi)。計算任務(wù)隨后可被分發(fā)在單個數(shù)據(jù)中心內(nèi)的多個這樣的服務(wù)器計算設(shè)備之間，從而允許更高效地完成任務(wù)。
[0003]在將計算任務(wù)分發(fā)在多個服務(wù)器計算設(shè)備之間時，這些多個服務(wù)器計算設(shè)備中的每一者可訪問可被存儲在按盤陣列形式組織的計算機可讀存儲介質(zhì)上或可被多個服務(wù)器計算設(shè)備中的任一者同等訪問(如通過存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(SAN)或其他類似機制)的計算機可讀存儲介質(zhì)的其他類似集合上的單個數(shù)據(jù)集。計算任務(wù)隨后可由多個服務(wù)器計算設(shè)備并行執(zhí)行，而無需一定做出在其上執(zhí)行這樣的計算任務(wù)的所存儲數(shù)據(jù)的多個副本。
[0004]不幸的是，每一服務(wù)器計算設(shè)備的處理單元受它們可用來執(zhí)行計算任務(wù)的存儲器的量的限制。更具體而言，每一服務(wù)器計算設(shè)備的處理單元可能只能直接訪問物理上位于與該處理單元相同的服務(wù)器計算設(shè)備內(nèi)的存儲器。虛擬存儲器技術(shù)通常被用來啟用如下計算任務(wù)的處理:該計算任務(wù)需要訪問比物理上安裝在給定服務(wù)器計算設(shè)備上的存儲器更大量的存儲器。這樣的虛擬存儲器技術(shù)可將數(shù)據(jù)從存儲器對換到盤，從而生成更大量的存儲器的表面現(xiàn)象。不幸的是，從存儲器到盤的數(shù)據(jù)來回對換通常引入不可接受的延遲。這樣的延遲可同樣存在于盤物理上位于同一服務(wù)器計算設(shè)備還是位于遠程，如在另一計算設(shè)備上或作為SAN的一部分。更具體而言，改進用來支持這樣的對換的存儲介質(zhì)的速度沒有解決通過使用虛擬存儲器技術(shù)引入的延遲。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在一個實施例中，物理上作為一個計算設(shè)備的一部分的存儲器可被映射到在通信耦合到第一計算設(shè)備的另一不同的計算設(shè)備上執(zhí)行的進程的進程空間且可由這些進程直接訪問。一個計算設(shè)備的本地可尋址存儲器名字空間因而由物理上可在另一不同的計算設(shè)備上的存儲器來支持。
[0006]在另一實施例中，遠程存儲器接口(RMI)可以向在本地執(zhí)行的進程提供存儲器管理功能，接受來自在本地執(zhí)行的進程的、被定向到在本地可尋址的存儲器名字空間的命令，并隨后將這些命令轉(zhuǎn)換成可通過通信連接傳送到其物理存儲器支持在本地可尋址的存儲器名字空間的一部分的遠程計算設(shè)備的形式。RMI還可接受定向到它的遠程通信并將這些通信轉(zhuǎn)換成定向到安裝在本地的存儲器的命令。
[0007]在另一實施例中，控制器可以確定有多少存儲器存儲容量要與在另一計算設(shè)備上執(zhí)行的進程共享。這樣的控制器可以是可協(xié)調(diào)存儲器在多個計算設(shè)備之間的共享的集中式控制器，或者它可以按多個計算設(shè)備本身之間的對等通信的形式來實現(xiàn)。作為又一替換方案，這樣的控制器可以按分層格式來實現(xiàn)，其中控制器的一層協(xié)調(diào)存儲器在計算設(shè)備集之間的共享，且控制器的另一層協(xié)調(diào)每一單獨的計算設(shè)備集中的各單獨計算設(shè)備之間的共享。
[0008]在又一實施例中，在本地執(zhí)行的進程嘗試訪問在本地可尋址的存儲器名字空間的由遠程計算設(shè)備上的物理存儲器支持的一部分時，這樣的訪問可被檢測到或標(biāo)志出，且生成這樣的請求的任務(wù)的執(zhí)行可被掛起等待數(shù)據(jù)的遠程訪問的完成。這樣的掛起可根據(jù)這樣的遠程存儲器操作的效率來定制，這可以比當(dāng)前虛擬存儲器操作快幾個數(shù)量級。
[0009]在又一實施例中，共享存儲器的各單獨計算設(shè)備的操作系統(tǒng)可包括調(diào)整所共享的這樣的存儲器的存儲量的功能，以及將由與在其上執(zhí)行進程的計算設(shè)備遠離的存儲器所支持的存儲容量映射到在這樣的計算設(shè)備上執(zhí)行的這樣的進程的進程空間的功能。
[0010]提供本概述以便以簡化形式介紹將在以下詳細描述中進一步描述的一些概念。本概述并不旨在標(biāo)識所要求保護主題的關(guān)鍵特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保護主題的范圍。
[0011]當(dāng)參考附圖閱讀以下詳細描述時，將使得其它特征和優(yōu)點是顯而易見的。
[0012]附圖簡述
[0013]以下詳細描述在結(jié)合附圖參考時可得到最佳的理解，附圖中:
[0014]圖1是示例性存儲器共享環(huán)境的框圖；
[0015]圖2是啟用存儲器共享的示例性體系結(jié)構(gòu)的框圖；
[0016]圖3a和3b是示例性存儲器共享機制的流程圖；以及
[0017]圖4是示出示例性通用計算設(shè)備的框圖。
[0018]詳細描述
[0019]以下描述涉及通過網(wǎng)絡(luò)共享存儲器。存儲器可以在彼此(諸如經(jīng)由網(wǎng)絡(luò))通信耦合的各計算設(shè)備之間共享。每一計算設(shè)備可包括可向在本地執(zhí)行的進程提供存儲器管理功能的遠程存儲器接口(RMI)，接受來自在本地執(zhí)行的進程的、定向到在本地可尋址的存儲器名字空間的命令并隨后將這些命令轉(zhuǎn)換成可傳送到遠程計算設(shè)備的形式。RMI還可接受定向到它的遠程通信并將這些通信轉(zhuǎn)換成定向到本地存儲器的命令。所共享的存儲器的量可由集中式控制器(單個控制器或控制器的分層集合)來通知，或通過執(zhí)行存儲器共享的各單獨計算設(shè)備之間的對等協(xié)商來通知。訪問實際存儲在遠程存儲器上的數(shù)據(jù)的請求可被檢測或標(biāo)志出且生成這樣的請求的任務(wù)的執(zhí)行可按以下方式被掛起:它可被高效地蘇醒，適于遠程存儲器訪問的效率。操作系統(tǒng)可以向在本地執(zhí)行的應(yīng)用提供包括實際上由一個或多個遠程計算設(shè)備的物理存儲器支持的容量的在本地可尋址的存儲器名字空間。這樣的操作系統(tǒng)機制還可調(diào)整可供用于在多個計算設(shè)備之間共享的存儲器的量。
[0020]本文描述的技術(shù)引用了特定類型的計算資源的共享。具體而言，該機制描述涉及“存儲器”的共享。如本文所使用的，術(shù)語“存儲器”意味著支持能由在中央處理單元上執(zhí)行的指令(通過在本地可尋址的存儲器名字空間)直接訪問的數(shù)據(jù)的存儲的任何物理存儲介質(zhì)。在本文中定義的術(shù)語“存儲器”的示例包括但不限于隨機存取存儲器(RAM)、動態(tài)RAM (DRAM)、靜態(tài)RAM (SRAM)、可控硅RAM (T-RAM)、零電容RAM (Z-RAM)以及雙晶體管RAM(TTRAM)。盡管這樣的示例列表不是限制性的，它不旨在將術(shù)語“存儲器”的定義擴展超出以上提供的定義之外。具體而言，本文所使用的術(shù)語“存儲器”特別排除存儲可通過存儲名字空間或文件系統(tǒng)訪問的數(shù)據(jù)的存儲介質(zhì)。
[0021]雖然未作要求，但以下描述的各方面將在諸如程序模塊等正由計算設(shè)備執(zhí)行的計算機可執(zhí)行指令的一般上下文中提供。更具體而言，除非另外指明，否則描述的各方面將參考一個或多個計算設(shè)備或外圍設(shè)備所執(zhí)行的動作以及其所執(zhí)行的操作的符號表示。由此，應(yīng)當(dāng)理解，有時被稱作計算機可執(zhí)行的這種動作和操作包括處理單元對以結(jié)構(gòu)化形式表示數(shù)據(jù)的電信號的操縱。這種操縱轉(zhuǎn)換了數(shù)據(jù)或?qū)⑵渚S持在存儲器的位置中，這就以本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的方式來重新配置或更改計算設(shè)備或外設(shè)的操作。數(shù)據(jù)被維護在其中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是具有由數(shù)據(jù)形式所定義的特定屬性的物理位置。
[0022]—般而言，程序模塊包括執(zhí)行特定任務(wù)或?qū)崿F(xiàn)特定抽象數(shù)據(jù)類型的例程、程序、對象、組件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等。此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會認識到這些計算設(shè)備不必限于常規(guī)服務(wù)器計算機架或常規(guī)個人計算機，并且包括其他計算配置，包括手持式設(shè)備、多處理器系統(tǒng)、基于微處理器的或可編程消費電子設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)PC、小型計算機、大型計算機等等。類似地，這些計算設(shè)備不必限于獨立計算設(shè)備，因為各機制也可以在通過通信網(wǎng)絡(luò)鏈接的分布式計算環(huán)境中實現(xiàn)。在分布式計算環(huán)境中，程序模塊可位于本地和遠程存儲設(shè)備兩者中。
[0023]參考圖1，示出了包括計算設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)190的示例性系統(tǒng)100。出于提供用于以下描述的示例性基礎(chǔ)的目的，三個服務(wù)器計算設(shè)備(服務(wù)器計算設(shè)備110、120和130的形式)被示為經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)190彼此通信耦合。服務(wù)器計算設(shè)備110、120和130中的每一者可包括可執(zhí)行計算機可執(zhí)行指令的處理單元。在這樣的計算機可執(zhí)行指令的執(zhí)行中，數(shù)據(jù)可由處理單元存儲到存儲器中。取決于正在執(zhí)行的計算機可執(zhí)行指令，需要存儲到存儲器中的數(shù)據(jù)的量可能大于安裝在服務(wù)器計算設(shè)備上的物理存儲器的存儲容量。在這種情況下，通常，虛擬存儲器技術(shù)被利用，由此一些數(shù)據(jù)從存儲器“對換”到較慢的非易失性存儲介質(zhì)，如硬盤驅(qū)動器。以此方式，使得更大的存儲器容量可用。在正在執(zhí)行的進程嘗試從存儲器讀取從存儲器對換到盤的數(shù)據(jù)時，可生成頁錯誤，且處理可臨時被掛起，同時這樣的數(shù)據(jù)被從較慢的盤讀回并再次存儲在存儲器中，隨后它可從存儲器中被提供給處理單元。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將明白的，這樣的過程可引入可能不合乎需要的延遲，尤其是在服務(wù)器計算上下文中。
[0024]圖1的示例性系統(tǒng)100示出了其中服務(wù)器計算設(shè)備130已被指派可能需要服務(wù)器計算設(shè)備130執(zhí)行處理功能的作業(yè)140的實施例。更具體而言，一個或多個處理單元(如服務(wù)器計算設(shè)備130的