[發明專利]簡化單個操作系統中軟件實體之間IP通信的方法和系統

有效

• 申請號: 200710167474.5
• 申請日: 2007-10-25
• 公開（公告）號: CN101178652A
• 公開（公告）日: 2008-05-14
• 發明（設計）人: E·弗里德;V·杰恩;L·W·拉塞爾
• 申請（專利權）人: 國際商業機器公司
• 主分類號: G06F9/44
• 分類號: G06F9/44;H04L29/06
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所
• 代理人: 朱海波

技術領域

本發明一般涉及聯網的計算機編程，并且特別涉及在單個操作系統中互相通信的網絡應用的執行性能的改進。

背景技術

現代通信依賴于網絡。一個網絡是一組互相連接的機器(網絡單元)，它們允許數據通過這組機器從源中繼傳送到目的地。網絡可以根據它們所在地理范圍來分類。局域網(LAN)通常定義為物理上限定在相對小范圍的網絡，諸如一座樓或樓群。廣域網(WAN)是大范圍網絡的通用術語。

聯網協議規定了網絡單元之間通信的規則，它們通常被設計為按層工作，每層完成數據傳輸中稍有不同的任務。TCP/IP(傳輸控制協議/互聯網協議)是一個協議集合(被稱為協議組)，它形成因特網和許多其他網絡的基礎。TCP/IP通常考慮采用4層協議模型。

應用程序員使用應用編程接口(API)來編寫支持聯網的軟件，該接口允許程序員在編寫網絡通信程序時使用抽象的辦法，無須確切地訪問各協議層中具體的地址?；蛟S此種API接口的最廣泛應用的是在基于UNIX/POSIX的操作系統中提供的“套接字(sockets)”API；在其他的操作系統和編程環境例如JAVA編程環境中也提供類似的“套接字”和“套接字”類API。用于網絡通信的“套接字”方法，是將兩個網絡實體之間的連接模擬為流或抽象文件，稱為“套接字”。在以C編程語言進行編程中使用的常見POSIX“套接字”庫中，打開套接字產生一個“套接字描述符”數字，它類似于文件描述符。其后來自/通往該“套接字”的輸入/輸出(I/O)通過將此“套接字描述符”送到I/O例程來完成，正如同文件描述符的情況一樣。

雖然網絡編程最終目標是允許網絡中各種計算機相互通信是有爭議的，但是經常出現兩個通信的網絡應用實際駐留在同一計算機的同一操作系統實例中。例如，一個應用服務器進程與同一操作系統實例上的數據庫服務器進程進行通信。在這樣的情況下，現代操作系統通常將避免使用計算機的聯網硬件來實現通信，而是仍將通過通常的協議層(例如TCP/IP協議組的層)來處理通信。用這些協議層進行處理的有效性，對于在同一系統中兩個軟件實體之間的通信是沒有什么價值的。例如，在同一系統上的兩個進程間傳輸數據的加密就是不必要的。

但是，在現有技術中，沒有辦法去旁路此附加的網絡處理，除非在每個應用中包括附加(非標準)的代碼以便當可用時激活這種旁路。而且，這種旁路不能用于分區系統，即被分成兩個或更多個軟件分區的系統。軟件分區是駐留在同一物理系統上并共享同一操作系統(核心)代碼的虛擬操作系統實例。一個軟件分區看不到整個環境的某些方面和其他的軟件分區(包含網絡相關信息)，除非它們可以從物理分離的系統上可見。因此，當進行通信的應用駐留在一個總系統的不同軟件分區中的情況下，這些應用將不能確定它們是存在于同一系統中，所以不能應用上述技術來旁路整個網絡協議的處理。

因此，所需要的是一種方法來針對駐留在同一系統上的兩個進程之間的通信旁路整個協議堆棧的處理，甚至當兩個進程是處在不同軟件分區中的情況或者應用本身無法確定它們是否處在同一系統中的其他情況。本發明對此和其他問題提出了解決方法，并且提供了超越原有解決辦法的其他優點。

發明內容

因此，本發明提供一種方法、計算機程序產品和數據處理系統，用于應用通常的網絡通信API使駐留在同一操作系統中的軟件實體完成有效的通信。根據優選實施例，當軟件實體(例如進程)試圖通過聯網的API通信時，該操作系統確定通信的另一端是否指向同一個硬件節點。如果是，該操作系統就用直接進程間通信結構來代替網絡協議連接(套接字連接)。當用進程間通信結構完成所有實際的I/O時，操作系統提供附加的代碼來模擬在API級別上的實際網絡(套接字)連接的外部特性。

以上是綜合敘述，因此根據需要會對細節進行簡化、概括和省略；本領域普通技術人員將知道，綜合敘述僅僅是說明性的并且不意味著以任何方式來限定。本發明的其他方面、發明性特征以及優點完全按權利要求書限定，這些內容在下面給出的非限定詳述中將是顯而易見的。

附圖說明

參見附圖本發明會獲得更好理解，并且它的許多目標、特征和優點對本領域普通技術人員是顯而易見的，其中：

圖1是根據本發明的優選實施例的在操作系統中打開網絡連接的過程的流程圖表示；

圖2是根據本發明的優選實施例的套接字描述符/IPC結構描述符映射表的示圖；

圖3是根據本發明的優選實施例的讀自、寫到、詢問或拆除網絡連接的過程的示圖；和

圖4是其中可以實現本發明的優選實施例的數據處理系統的方框圖。

具體實施方式