[發明專利]多系統數據拷貝的RDMA架構

有效

• 申請號: 201210550950.2
• 申請日: 2012-12-18
• 公開（公告）號: CN103002046A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 張慶敏;張衡;胡剛
• 申請（專利權）人: 無錫眾志和達存儲技術股份有限公司
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04L29/06;G06F13/28
• 代理公司: 北京中恒高博知識產權代理有限公司 11249
• 代理人: 姜萬林

技術領域

本發明涉及數據傳輸領域，具體地，涉及一種多系統數據拷貝的RDMA架構。

背景技術

目前，DMA（Direct?Memory?Access）直接內存訪問是指一種不經過CPU和操作系統，而直接從內存存取數據的數據訪問方式。在這種方式中，CPU只須向DMA控制器下達指令，讓DMA控制器來處理數據的傳送，數據傳送完畢再把信息反饋給CPU，這樣就很大程度上減輕了CPU資源占有率，可以大大節省系統資源。DMA控制器從CPU完全接管對總線的控制，因此數據的存取過程不經過CPU，而直接在內存和I/O設備之間進行，由DMA控制器直接向內存發出地址和控制信號，進行地址修改，并且以中斷方式向CPU報告傳送操作的結束。??????

DMA一般用于高速傳送成組的數據或快速設備和主存儲器成批交換數據。DMA的優點是：減少大批量數據傳輸時CPU的開銷；采用專用DMA控制器生成訪問內存地址并控制訪問內存過程；操作均由硬件電路實現，傳輸速度快；CPU基本不干預，僅在初始化和結束時參與，CPU與外設并行工作，效率高。

RDMA（Remote?Direct?Memory?Access）遠程直接內存訪問是指通過網絡連接的兩臺機器間通過DMA的方式，一臺機器（服務器或者PC系統）可以不經過CPU和操作系統，直接從另一臺機器的內存中進行數據訪問。這樣就可以把數據從一個系統快速移動到遠程系統存儲器中，而不對操作系統造成任何影響，也不需要用到多少計算機的處理功能。它消除了外部存儲器復制和文本交換操作，因而能騰出CPU周期和總線空間用于改進應用系統性能。

RDMA技術全稱遠程直接數據存取技術，就是為了解決網絡傳輸中服務器端數據處理的延遲而產生的。RDMA通過網絡把資料直接傳入計算機的存儲區，將數據從一個系統快速移動到遠程系統存儲器中，而不對操作系統造成任何影響，這樣就不需要用到多少計算機的處理功能。它消除了外部存儲器復制和文本交換操作，因而能解放內存帶寬和CPU周期用于改進應用系統性能。???

隨著信息資源的快速增長，數據的安全性，可靠傳輸性要求越來越高，對存儲系統在存儲容量、數據可靠性以及I/O性能等方面提出了越來越高的要求。盡管CPU處理速度也在提高，但是在多系統間大數據量的傳輸和拷貝過程對于傳統的硬件和軟件架構給服務器的CPU和內存帶來了很大的負擔，因為數據必須在內核和應用程序之間進行拷貝，當連接速度超過服務器的處理能力和內存帶寬時，內存瓶頸問題變得更為嚴重。

發明內容

本發明的目的在于，針對上述問題，提出一種多系統數據拷貝的RDMA架構，以實現快速、穩定的傳輸數據的優點。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種多系統數據拷貝的RDMA架構，包括RDMA狀態機模塊、A端DMA狀態機模塊、A端地址狀態機模塊、B端DMA狀態機模塊、B端地址狀態機模塊、數據CRC校驗模塊、數據做異或校驗模塊、數據做PQ計算模塊和多端口接口（MUIF）模塊；

所述RDMA狀態機（RDMA_FSM）模塊：是RDMA架構的主狀態機，是RDMA架構的主控制模塊，訪問RDMA架構硬件的寄存器接口通過RDMA_FSM模塊，并執行相關命令來進行管道兩端內存的訪問，從而實現兩端系統的數據拷貝；

所述A端DMA狀態機（A_DMA_FSM）模塊：是數據拷貝的執行者，分為讀內存和寫內存兩個方向：在讀內存時，它接收上述RDMA_FSM模塊的控制命令，并從A_Addr_FSm模塊獲得數據的映射的內存地址，直接把內存數據搬移到B_DMA_FSM模塊的輸入接口；在寫內存時，它接收到上述RDMA_FSM的控制命令，并從A_Addr_FSM模塊獲得數據的映射的內存地址，把從B_DMA_FSM模塊讀取過來的數據寫到內存位置；

所述A端地址狀態機（A_Addr_FSM）模塊：定義了一個FPGA內部的RAM來緩存RDMA架構數據拷貝時發送和接收的數據和和地址信息，定義了內存的扇區作內存拷貝的儲存空間；

所述B端DMA狀態機（B_DMA_FSM）模塊：是作數據拷貝的執行者，分為讀內存和寫內存兩個方向：在讀內存時，它接收到上述RDMA_FSM模塊的控制命令，并從B_Addr_FSm模塊獲得數據的映射的內存地址，直接把內存數據搬移到A_DMA_FSM模塊的輸入接口；在寫內存時，它接收到RDMA_FSM的控制命令，并從上述B_Addr_FSM模塊獲得數據的映射的內存地址，把從A_DMA_FSM模塊讀取過來的數據寫到內存位置；