用于大共享地址空间的映射机构的制作方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]诸如数据中心之类的计算系统包括多个节点。节点包括计算节点和存储节点。节点可通信地耦合并且可以共享节点之间的存储器储存以增加单独的节点的容量。
【附图说明】
[0002]在以下详细描述中并且参照附图描述某些示例性实施例，其中:
图1是计算系统的示例的框图；
图2是全局地址映射的组成的示例的图示；
图3是图示了映射共享存储器地址空间的方法的示例的过程流图；以及图4是图示了访问所存储的数据对象的方法的示例的过程流图。
【具体实施方式】
[0003]本文所公开的实施例提供了用于对大的共享地址空间进行映射的技术。一般而言，诸如物理存储器和1设备之类的地址-空间对象专用于特定计算节点，诸如通过物理上存在于计算节点的互连板上，其中互连板是包含构成计算节点的一个或多个处理器的板或板的小型集合。诸如在数据中心中之类的计算节点的部署可以包括大量存储器和1设备，但是具有物理上嵌入在特定计算节点中并且专用于特定计算节点的部分的这些分区是低效的并且欠佳地适应于要求巨大量的数据和对该数据起作用的大量计算节点的计算问题。计算节点恒定地参与节点间通信以到达包含数据的存储器，而不是计算节点简单地引用它们需要的数据。可替换地，数据可能被严格保存在共享存储设备(诸如硬盘驱动器)上，而不是在存储器中，这显著地增加访问那些数据的时间并且降低总体性能。
[0004]特别是数据中心中的计算部署方面的一种趋势是虚拟化计算节点，除其他外这尤其允许从一个物理计算节点向另一个移动虚拟计算节点以及其正在运行的系统环境和工作负载的能力。除其它之外，尤其出于故障容许和功率使用优化的目的而移动虚拟计算节点。然而，当移动虚拟计算节点时，源物理计算节点中的存储器中的数据也被移动(即复制)到目标计算节点中的存储器。对数据进行移动使用相当多的资源(例如能量)并且通常在发生该数据转移的同时挂起(suspend)所讨论的工作负载的执行。
[0005]依照本文所描述的技术，计算系统的节点中的存储器存储空间被映射到可由计算系统中的节点访问的全局地址映射。计算节点能够通过访问全局地址映射来直接访问计算系统中的数据，而不管数据在计算系统内的物理位置。通过将数据存储在快速存储器中而同时允许多个计算节点按需直接访问数据，可以改进访问数据的时间和总体性能。此外，通过将数据存储在存储器的共享池(其中的显著量可以是持久性存储器，类似于储存器)中的存储器中，并且将数据映射到源计算节点中，虚拟机迀移可以在不复制数据的情况下发生。另外，由于计算节点的失效并不防止其全局地址映射中的存储器被简单地映射到另一节点，因此使得能够实现附加的故障(fail-over)转移方法。
[0006]图1是诸如数据中心之类的计算系统的示例的框图。计算系统100包括数个节点，诸如计算节点102和存储节点104。节点102和104通过诸如数据中心构造(fabric)之类的网络106可通信地耦合到彼此。计算系统100可以包括若干计算节点，诸如数十或甚至数千个计算节点。
[0007]计算节点102包括用于执行所存储的指令的中央处理单元(CPU)108。CPU 108可以是单核处理器、多核处理器或任何其它合适的处理器。在示例中，计算节点102包括单个CPUo在另一示例中，计算节点102包括多个CPU，诸如两个CPU、三个CPU或更多。
[0008]计算节点102还包括用于将计算节点102连接到网络的网络卡110。网络卡110可以经由总线112通信地耦合到CPU 108。网络卡110是用于联网的1设备，诸如向计算节点102提供对网络的访问的网络接口控制器(NIC)、聚合网络适配器(CNA)或任何其它设备。在示例中，计算节点102包括单个网络卡。在另一示例中，计算节点102包括多个网络卡。网络可以是局域网(LAN)、广域网(WAN)、互联网或任何其它网络。
[0009]计算节点102包括主存储器114。主存储器是易失性存储器，诸如随机存取存储器(RAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、只读存储器(ROM)或任何其它合适的存储器系统。物理存储器地址映射(PA) 116存储在主存储器114中。PA 116是对主存储器的存储空间进行映射的指针和文件系统表的系统。
[0010]除主存储器114之外，计算节点102还包括存储设备118。存储设备118是非易失性存储器，诸如硬驱动器、光学驱动器、诸如闪速驱动器之类的固态驱动器、驱动器阵列或任何其它类型的存储设备。存储设备还可以包括远程储存器。
[0011]计算节点102包括输入/输出(1)设备120。1设备120包括耦合到计算节点的键盘、鼠标、打印机或任何其它类型的设备。主存储器114的部分可以与1设备120相关联并且1设备120可以均包括设备内的存储器。1设备120还可以包括1存储设备，诸如光纤信道存储区域网络(FC SAN)、小型计算机系统接口直接附接储存器(SCSi DAS)或任何其它合适的1存储设备或存储设备的组合。
[0012]计算节点102还包括存储器映射的储存器(丽S)控制器122。丽S控制器122通过将持久性储存器容量(即存储设备118和1设备120)的全部或一些映射到节点102的PA 116中来使存储设备上的持久性存储器对CPU 108可用。持久性存储器是非易失性储存器，诸如存储设备上的储存器。在示例中，MMS控制器112将存储设备118的存储器映射存储在存储设备118自身上并且将存储设备存储器映射的转换置于PA 116中。因此可以通过MMS控制器122来引导对持久性存储器的任何引用以允许CPU 108访问作为存储器的持久性储存器。
[0013]丽S控制器122包括丽S描述器124。丽S描述器124是设置持久性存储器的全部或部分到PA 116中的映射的丽S硬件中的寄存器的集合。
[0014]计算设备100还包括存储节点104。存储节点104是用于存储大量数据的储存器的集合，诸如存储设备的集合。在示例中，存储节点104被用于对用于计算系统100的数据进行备份。在示例中，存储节点104是盘驱动器的阵列。在示例中，计算设备100包括单个存储节点104。在另一示例中，计算设备100包括多个存储节点104。存储节点104包括对存储节点104的存储空间进行映射的物理地址映射。
[0015]计算系统100还包括全局地址管理器126。在示例中，全局地址管理器126是计算系统100的节点，诸如计算节点102或存储节点104，其被指定成，除节点的计算和/或存储活动之外，还充当全局地址管理器126。在另一示例中，全局地址管理器126是仅充当全局地址管理器的计算系统的节点。
[0016]全局地址管理器126经由连接106可通信地耦合到节点102和104。全局地址管理器126包括网络卡128以将全局地址管理器126连接到网络，诸如连接106。全局地址管理器126还包括全局地址映射130。全局地址映射130对计算系统100内的节点的所有存储空间进行映射。在另一示例中，全局地址映射130仅对每一个节点选择与计算系统100中的其它节点共享的节点的存储空间进行映射。每一个节点本地主存储器和1寄存器空间的大区段可以对节点私有而不包括在全局地址映射130中。计算系统100的所有节点可以访问全局地址映射130。在示例中，每一个节点存储链接到全局地址映射130的全局地址映射130的副本，因此每一个副本在更新全局地址映射130时被更新。在另一示例中，全局地址映射130由全局地址管理器126存储并且由计算系统100中的每一个节点任意访问。映射机构(mechanism)将全局地址映射130的部分映射到节点的物理地址映射116。映射机构可以是双向的并且可以存在于远程存储器内以及在节点上。如果计算节点是计算节点与存储器或1设备之间的仅有事务(transact1n)源并且如果PA和全局地址映射二者被存储在计算节点内，则映射机构是单向的。
[0017]图1的框图不意图指示计算设备100要包括图1中所示的所有组件。另外，计算设备100可以包括图1中未示出的任何数目的附加组件，这取决于特定实现方式的细节。
[0018]图2是全局地址映射202的组成的示例的图示。节点102包括物理地址映射(PA)204。节点102是诸如计算系统100之类的计算系统的计算节点。PA 204对节点102的存储器的所有存储空间进行映射，包括主存储器206、10设备存储器208和储存器210。PA 204被整体地复制到全局地址映射202。在另一示例中，PA 204仅将节点102与其它节点共享的节点102的元素映射到全局地址映射202。节点本地主存储器和1寄存器空间的大区段可以对PA 204私有并且不包括在全局地址映射202中。
[0019]节点104包括物理地址映射(PA) 212。节点104是诸如计算系统100之类的计算系统的存储节点。PA 212对节点104的存储器的所有存储空间进行映射，包括主存储器214、1设备储存器216和储存器218。PA 212被复制到全局地址映射202。在另一示例中，PA 212仅将节点104与其它节点共享的节点104的元素映射到全局地址映射202。节点本地主存储器和1寄存器空间的大区段可以对PA 212私有并且不包括在全局地址映射202 中。
[0020]全局地址映射202对计算设备的存储器的所有存储空间进行映射。全局地址映射202还可以包括未被映射在PA中的存储空间。全局地址映射202存储在被包括在计算设备中的全局地址管理器上。在示例中，全局地址管理器是诸如节点102或104之类的节点，其除节点的计算和/或存储活动之外还被指定为全局地址管理器。在另一示例中，全局地址管理器是计算系统的专用节点。
[0021]全局地址映射202由计算设备中的所有节点访问。映射到全局地址映射202的存储空间可以被映射到计算系统的任何PA，而不管存储空间的物理位置。通过将存储空间映射到节点的物理地址，节点可以访问存储空间，而不管存储空间是否在物理上位于该节点上。例如，节点102将存储器214从全局地址映射202映射到PA 204。在存储器214被映射到PA 204之后，节点102可以访问存储器214，尽管存储器214在物理上驻留在节点104上这一事实。通过使得节点能够访问计算系统中的所有存储器，创建存储器的共享