[發(fā)明專利]訪問(wèn)存儲(chǔ)在服務(wù)器上高速緩存中的數(shù)據(jù)記錄的設(shè)備和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410171220.0
• 申請(qǐng)日: 2014-04-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104123235B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: X.R.格林;T.J.薩洛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司
• 主分類號(hào): G06F12/08
• 分類號(hào): G06F12/08;G06F17/30;H04L29/08
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所11105
• 代理人: 王珊珊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一般而言涉及由計(jì)算機(jī)進(jìn)行的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，并且特別地涉及RDMA優(yōu)化的高性能分布式高速緩存(cache)。

背景技術(shù)

當(dāng)今的消費(fèi)者要求即時(shí)響應(yīng)的驅(qū)動(dòng)器應(yīng)用以開(kāi)發(fā)多種緩存方案。小規(guī)格的應(yīng)用可以依賴本地高速緩存和復(fù)制(replication)。然而，在各請(qǐng)求之間的服務(wù)器相似性(affinity)不能被確保且涉及的數(shù)據(jù)空間是龐大的情況下，當(dāng)向外擴(kuò)展因特網(wǎng)應(yīng)用和使用云時(shí)，不再能夠使用本地高速緩存。替代地，系統(tǒng)不得不依賴于必須被遠(yuǎn)程訪問(wèn)的劃分的并分布的高速緩存(例如WebSphere Extreme Scale^TM或Oracle Coherence^TM)。

常規(guī)的鍵-值(key-value)高速緩存架構(gòu)是使得客戶端通過(guò)將鍵作為參數(shù)而傳遞的網(wǎng)絡(luò)發(fā)送對(duì)數(shù)據(jù)的請(qǐng)求到服務(wù)器。服務(wù)器在其高速緩存中為了所關(guān)聯(lián)的對(duì)象-值、例如對(duì)于數(shù)據(jù)對(duì)象的句柄(handle)或到數(shù)據(jù)對(duì)象指針而進(jìn)行鍵查找(通常基于哈希(hash))。如果找到，則數(shù)據(jù)對(duì)象被串行化并被返回給客戶端。在接收到串行化的數(shù)據(jù)對(duì)象時(shí)，客戶端對(duì)其去串行化并將其返回到進(jìn)行請(qǐng)求的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，提供了用于訪問(wèn)存儲(chǔ)在服務(wù)器上的高速緩存中的一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)記錄的方法、設(shè)備和制造品。服務(wù)器和/或客戶端存儲(chǔ)元數(shù)據(jù)哈希映射(map)，其包括一個(gè)或多個(gè)與用于存儲(chǔ)在服務(wù)器上的高速緩存中的數(shù)據(jù)記錄的鍵相關(guān)聯(lián)的條目(entry)。每一個(gè)條目存儲(chǔ)用于對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)記錄的元數(shù)據(jù)，其中該元數(shù)據(jù)包括引用(reference)存儲(chǔ)在高速緩存中的對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)記錄的服務(wù)器側(cè)遠(yuǎn)程指針以及鍵的版本標(biāo)識(shí)符。通過(guò)以下使用所提供的鍵訪問(wèn)所選擇的數(shù)據(jù)記錄：(1)使用所提供的鍵標(biāo)識(shí)在元數(shù)據(jù)哈希映射中的可能匹配的條目；(2)使用來(lái)自元數(shù)據(jù)哈希映射中的可能匹配的條目的服務(wù)器側(cè)遠(yuǎn)程指針來(lái)訪問(wèn)存儲(chǔ)在高速緩存中的一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)記錄；和(3)使用所提供的鍵和來(lái)自元數(shù)據(jù)哈希映射中的可能匹配的條目的版本標(biāo)識(shí)符來(lái)確定所訪問(wèn)的數(shù)據(jù)記錄是否匹配于所選擇的數(shù)據(jù)記錄。

附圖說(shuō)明

現(xiàn)在參考附圖，附圖中相同的參考數(shù)字通篇代表相應(yīng)的部分：

圖1是圖解可以用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例的要素的示例網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的圖。

圖2是圖解可以用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例的要素的示例數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的圖。

圖3是圖解可以用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例的要素的示例數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的圖。

圖4A是圖解根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例的使用RDMA用于高速緩存的系統(tǒng)環(huán)境的示意圖。

圖4B是圖解根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例的與RDMA操作一起使用的元數(shù)據(jù)哈希映射的示意圖。

圖4C是圖解根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例的服務(wù)器在某個(gè)指定的時(shí)間將來(lái)自元數(shù)據(jù)哈希映射的條目傳輸?shù)揭粋€(gè)或多個(gè)客戶端的示意圖。

圖5是圖解根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例的使用RDMA優(yōu)化的高速緩存來(lái)訪問(wèn)存儲(chǔ)在服務(wù)器上的高速緩存中的數(shù)據(jù)記錄的一般步驟或功能的流程圖。

具體實(shí)施方式

在以下描述中，參考附圖，該附圖形成本說(shuō)明書(shū)的一部分并且在附圖中通過(guò)圖解示出其中可以實(shí)施本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)具體實(shí)施例。應(yīng)該理解，可以利用其它實(shí)施例，并且可以不脫離本發(fā)明的范圍而進(jìn)行結(jié)構(gòu)的和功能的改變。

概述

在以上“背景技術(shù)”中描述的流程需要至少四次通過(guò)TCP/IP堆棧，例如，客戶端到網(wǎng)絡(luò)接口控制器(NIC)、NIC到服務(wù)器、服務(wù)器到NIC和NIC到客戶端。此外，數(shù)據(jù)對(duì)象需要兩次經(jīng)歷(去)串行化操作，并且數(shù)據(jù)對(duì)象在其流經(jīng)眾多的I/O堆棧層時(shí)被多次復(fù)制。因此，遠(yuǎn)程訪問(wèn)可能比本地訪問(wèn)慢了多達(dá)三個(gè)數(shù)量級(jí)(即數(shù)百微妙vs.納秒)。這或者完全阻止了向外擴(kuò)展應(yīng)用，或者使得應(yīng)用過(guò)分地慢。

在此描述的本發(fā)明的實(shí)施例包括重新架構(gòu)的、分布式鍵-值對(duì)高速緩存，其被適當(dāng)?shù)嘏渲糜糜赗DMA(Remote Direct Memory Access遠(yuǎn)程直接存儲(chǔ)器訪問(wèn))通信，避免上面描述的TCP/IP協(xié)議堆棧問(wèn)題，并降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟僮飨到y(tǒng)涉及。這得到通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的極其快的、基于鍵的高速緩存查找。