映射式远程存储操作技术的制作方法

映射式远程存储操作技术涉及计算机，智能设备，数据网络等领域，可以用于远程系统或单元之间的数据存储操作，也可以在已有系统间建立远程存储操作或模块调用的连接通道。

映射式远程存储操作技术可以作为实现分布式多处理器系统的核心技术和关键环节。

背景技术

传统计算机系统和智能设备中，处理器对存储器在连接带宽和时序关系等方面有很高的要求，再加上传统金属电缆自身电磁特性的限制，处理单元和存储单元之间一般很难远程布置。

有些传输技术，例如dwdm(光纤密集波分复用技术)，从带宽到传输距离等都性能优异，克服了金属电缆在传输距离和带宽方面的很多局限性，却未能在计算机系统一级获得很好的应用。

互联网在连通性，通用性方面有很多优势，不过，计算机接入网络的资源开销和复杂性制约了计算机总体的远程传输能力。

互联网本身的传输能力，由于种种技术瓶颈等限制，相对于计算机内部的传输能力来讲，差距还很大。

云存储，云计算其侧重点仍然是存储，处理能力的集中设置，只不过是加强了分布式应用的比重。

在系统一级实现分布式，多种类多处理器，是计算机行业梦寐以求的技术，其中最核心的难题是处理单元与存储单元如何远程分置，还有就是多种类处理单元同时访问一个共同存储体的问题。

远程数据线路的带宽也是问题。

映射式远程存储操作技术，提出一种一并解决以上问题的技术方案和方法。

发明目的

映射式远程存储操作技术用于解决处理器单元与远程设置的存储单元的高效率操作问题。

拟定几个主要目标：

1.处理器单元与远程存储单元之间没有距离限制。

2.处理器单元与存储单元之间要有足够的带宽。

3.处理器单元的相关操作要简单高效。

4.开放性方案，允许第三方及更新型的技术服务于该技术。

5.通过对本地系统存储区特定区域的读写操作，实现对远程系统特定区域内容的读取或修改，实现远程逻辑读写的效果。

6.借用该技术，可以构建分布式多处理器系统。

技术实现要素：

映射式远程存储操作技术原理性示意图如说明书附图1所示，

主要内容为：

1.映射式远程存储操作技术用于两个可独立运行的系统或部件之间，本地端及远程端的系统或部件均配置有各自的处理器单元和存储单元。

2.映射式远程存储操作技术两端系统分别在自身的存储单元内设置输入存储区和输出存储区。

3.映射式远程存储操作技术为两端的系统或部件附加设置缓存单元，缓存单元设置若干个缓存区，用于缓存两端系统或部件交换的数据。

4.缓存区可以是物理方式设置，也可以是逻辑方式设置。

5.通过第三方数据链路，把两端的输入输出缓存区交叉连接，即把本端的输出缓存区与另一端的输入缓存区相连，本端的输入缓存区与另一端的输出缓存区相连。

6.第三方数据链路自备传输控制技术和传输手段，可字数独立运行，逻辑上可以理解为直通连接，具体技术及形式不做限制，直连电路，专用通道，连通网络均可。系统或部件自有的传输手段也可以使用，只是传输功能模块单独设立即可。

7.两端输出缓存区的内容，设定为与输出存储区的内容自动同步，输入存储区的内容与输入缓存区可控同步，可以设置为自动同步，也可以设置成受控同步(如定时，触发等)。

8.当本地端要向远程端“写入”数据时，通过写入本地端输出存储区-本地端输出缓存区内容同步改变-数据链路-远程端输入缓存区内容改变-远程端输入存储区内容可控同步改变的逻辑关系，把本地端特定存储区的内容通过多级传递，以“映射”的方式反映到远程端的输入存储区中，实现相关内容的逻辑“写入”效果。

9.当本地端要“读取”远程端存储区的内容时，通过远程端输出存储区-远程端输出缓存区内容自动同步-数据链路-本地端输入缓存区内容改变-本地端输入存储区内容自动同步或可控同步改变的顺序，在本地端输入存储区中“映射”出远程端输出存储区的内容。只需控制相应的同步模式，就可在本地端输入存储区“读取”远程端特定存储区的内容。

10.本地端系统或部件对远程端存储区的读写并不需要对其存储单元进行操作，而只是通过对本地特定存储区的读写操作，逻辑上实现对远程存储区内容的“改变”或“观察”。这种操作可以双向进行。

11.当一套系统或部件设置多组缓存单元或缓存单元组，并分别连接多套系统或部件时，这些系统和部件就可以对同一个数据空间的目标数据进行操作，并返回相应的处理结果，从而在硬件逻辑上具备了分布式处理的可能。

12.系统或部件间对数据和任务的处理可以采用远程数据访问，远程任务部署，远程预设功能部件调用等等多种形式来实现，可以通过对特定数据空间的读写来实现各种任务的分配和资源的调用。

13.映射式远程存储操作技术对两端所连接的系统或部件的种类和类型没有特定限制，可以用于构成多种类，多类型处理器的分布式系统。

14.若采用现有的计算机系统作为两端的系统或部件，作为方法之一，可以在现有的编译系统中增加缓存区管理，异地存储区操作，异地模块调用等内容，就可实现分布式软件部分新增功能的开发。当然，也可以通过设置特定的系统功能调用来实现。

15.大部分的远程调度和任务分配工作，属于应用软件的任务，不需要系统级软件平台的过多参与。

16.映射式远程存储操作技术中，存储区与缓存区之间的位置对应关系是可以改变的，再配合存储区相应管理技术，可以拓展双方向的可操作空间。

17.除输入缓存区和输出缓存区外，还可以设置更多的缓存区，用于特定数据的缓存或状态信息的存储。

18.系统存储区，缓存单元，传输通道彼此可以分别独立工作。

19.用逻辑方式实现的缓存区功能，可以通过专门设计的独立模块实现。

20.在实际应用中，可以加入多种数据有效性或时效性控制的技术，这些不包括在本专利范围内。

模拟实施方案

一、总体方案

1.映射式远程存储操作技术需要的技术要素模拟

利用计算机，通过运行模拟程序来模拟两端的系统。

系统存储区由模拟程序通过分配特定的内存实现。

利用计算机硬盘文件模拟缓存区。缓存区的运行和管理，通过软件模拟实现。

用网络文件系统和自主运行的文件拷贝程序，模拟第三方传输通道。

以上几条可以构成实现映射式远程存储操作技术的基本要素。

2.利用映射式远程存储操作技术实现分布式系统的模拟

利用多台计算机，其中一台计算机设为主控模块，用于控制整个系统的任务处理流程，其上要模拟构建多组存储区和多组缓存区。

另外多台计算机设为功能模块，用于对任务数据进行处理，其上模拟构建一组存储区和缓存区即可。

每一台功能模块分别与主控模块相连，建立映射式远程存储操作技术应用通道。

3.分布式系统的运行模拟

●主控模块运行任务管理软件，把需要完成的处理任务分割成多个小块，组织成任务数据放置到各个输出存储区内。

●主控模块各个输出存储区的数据被分别“映射”到各个功能模块的输入存储区。

●各个功能模块检测自身输入存储区内从主控模块“映射”来的任务数据，发现新的有效数据后进行处理。

●功能模块把处理结果写入输出存储区。

●功能模块输出存储区的数据被“映射”到主控模块的输入存储区中。

●主控模块把各个功能模块“映射”回来的处理结果整合汇总，完成处理任务。

●各个功能模块的运行状态由专门设置的功能模块监控，并设置功能模块状态信息。

●主控模块根据功能模块状态信息决定是否给某个功能模块分配任务，若在数据处理过程中出现新的故障状况(如响应超时)，则把相应任务重新分配给其它功能模块，并把出状况的功能模块交由故障处理模块处理，

二、系统构建及存储区，缓存区的模拟

用6台计算机构成模拟系统。

计算机a模拟主控模块，运行主控模块程序。

主控模块程序在自身存储区内设置多个数据区a1in，a1out，a2in，a2out，a3in，a3out，a4in，a4out，a5in，a5out用以模拟多组系统存储区。

主控模块计算机a在自身硬盘上设置多个文件fa1in，fa1out，fa2in，fa2out，fa3in，fa3out，fa4in，fa4out，fa5in，fa5out，用于模拟多组逻辑缓存区。

在主控模块程序中单独设置缓存区管理模块，用于保持系统存储区的数据区axout的内容与模拟缓存区的硬盘文件faxout的内容同步，此处x＝1，2，3，4，5。

同时，也要保持axin的内容与faxin的内容同步，(x＝1，2，3，4，5)。也就是把输入缓存区与输入存储区设为内容自动同步。

在模拟模块编程过程中，采用存储区写入数据后立即进行数据存盘操作，读存储区数据前先进行文件读入操作的方法，在逻辑上实现以上两个同步。

计算机组b1，b2，b3，b4，b5运行功能模块程序，模拟功能模块。类似主控模块。

功能模块计算机b1在存储区内设置功能存储区b1in，b1out，设置硬盘文件fb1in，fb1out作为逻辑缓存区。

功能模块计算机b2在存储区内设置功能存储区b2in，b2out，设置硬盘文件fb2in，fb2out作为逻辑缓存区。

功能模块计算机b3至b5依次类推。

各个功能模块缓存区的管理也与主控模块类似。

三、数据传输链路模拟

1.主控模块计算机a与功能模块计算机组b1，b2，b3，b4，b5都通过交换机接入局域网(接入广域网也可以)。

2.所有计算机加装nfs(网络文件系统)文件系统，功能模块计算机b1，b2，b3，b4，b5分别与主控模块计算机a的相关文件设置成共享模式。

3.在功能计算机b1，b2，b3，b4，b5分别运行独立的任务模块，在a，b机之间复制相关文件，复制关系是：把faxout文件拷贝到fbxin，把fbxout拷贝到faxin，x＝1，2，3，4，5。

4.为保证文件拷贝的及时和高效，可以建立拷贝日志，通过计算机文件的维护日志来判断是否需要进行新的拷贝操作。

5.要采取必要的容错判断，避免文件的错误覆盖操作。

四、监控模块的设置

为了让主控模块在运行时能及时准确地获知可以正常调用的功能模块的即时状况，在主控模块计算机上设置独立运行的用于监控功能模块运行情况的监控模块。

监控模块把各功能模块的运行状况形成功能模块状态信息表，供主控模块使用。

开机时，监控模块通过给各个功能模块发送测试数据，根据返回的结果判断其状况。

当主控模块发现某个功能模块响应异常后，监控模块作为故障处理程序测试判断该功能模块的状态。

对于正常运行的功能模块，监控模块可以通过其对任务的响应状况动态了解其工作状态。

对标示为故障状态的功能模块，通过不断发送测试数据的方式，及时判断其恢复情况(如中途开机，故障排除等)。

五、主控模块的软件任务控制部分的设置及运行

充当主控模块的计算机a运行主控模块软件。

●软件功能包括读取原始数据。

●把数据分割并加标示信息如数据块编码信息，日志管理信息等，形成任务数据包。

●根据功能模块状态信息表，分别把准备好的任务数据包存入axout(x＝1，2，3，4，5)存储区。

●监控axin(x＝1，2，3，4，5)的内容在检测到的有效结果数据后，保存该数据块，并在axout中存放新的任务数据。

●把保存的结果数据块根据数据块编码等信息进行整合。

●故障检测，对axin(x＝1，2，3，4，5)未能及时返回结果数据的情况(超时)进行处理，把处理任务重新分配给新的功能模块去进行处理，将该功能模块交给故障处理程序去做进一步的测试判断。

●在所有的任务处理完成后，将结果整合输出，任务完成。

六、功能模块的设置及运行

本模拟方案以功能模块预装功能模块软件的方式实现，其它方式还可以是动态装载运行程序等等。

功能模块计算机组b1，b2，b3，b4，b5的软件比较简单

●循环监测相关bxin(x＝1，2，3，4，5)存储区的内容，发现新数据后加以处理。

●根据指令信息处理相关数据。

●把处理结果和标示信息，日志信息等写入bxout(x＝1，2，3，4，5)。

七、模拟系统特点

●该系统为分布式多处理单元的系统

●主计算机和功能计算机只有功能方面的要求，没有种类型号方面的限制。

●具备一定的动态在线构建、重建能力和纠错能力。

●传输链路，缓存单元的实现方式和方法可以替换和改变，主控程序及功能模块的其它部分不需大幅调整(某些情况可能需要重新编译)。例如，将借助nfs文件系统实现的数据传输链路改变为采用san(存储区域网络)技术，主控模块，缓存实现逻辑不受影响。

●以本模拟方案为例，若缓存实现技术改为采用pci-e扩充版，传输链路采用dwdm(光纤密集波分复用)等技术，则有可能在几乎无距离限制的范围内，实现与计算机扩充板传输带宽相当的机器间连接带宽。。