[發明專利]一種基于地址映射的集群通信模型

在審

• 申請號: 201410284909.4
• 申請日: 2014-06-24
• 公開（公告）號: CN104038569A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 王少鋒;施培任
• 申請（專利權）人: 浪潮電子信息產業股份有限公司
• 主分類號: H04L29/12
• 分類號: H04L29/12
• 代理公司: 濟南信達專利事務所有限公司 37100
• 代理人: 郭群杰

技術領域

本發明涉及計算機集群系統及存儲領域，具體地說是一種基于地址映射的集群通信模型。

背景技術

計算機集群是一種計算機系統，它通過一組松散集成的計算機軟件和/或硬件連接起來高度緊密地協作完成計算工作。在某種意義上，他們可以被看作是一臺計算機。集群系統中的單個計算機通常稱為節點，通常通過局域網連接，但也有其它的可能連接方式。集群計算機通常用來改進單個計算機的計算速度和/或可靠性。一般情況下集群計算機比單個計算機，比如工作站或超級計算機性能價格比要高得多。

計算機集群技術的出發點是為了提供更高的可用性、可管理性、可伸縮性的計算機系統。一個集群包含多臺擁有共享數據存儲空間的服務器，各服務器通過內部局域網相互通信。當一個節點發生故障時，它所運行的應用程序將由其他節點自動接管。在大多數模式下，集群中所有的節點擁有一個共同的名稱，集群內的任一節點上運行的服務都可被所有的網絡客戶所使用。

集群中各個節點之間需要進行大量的數據交互。通常集群系統中依靠高速局域網來實現，常見的高速局域網有FDDI光纖環網、100BASE-T高速以太網、千兆位以太網、10Gbit/s以太網等。傳輸介質有光線、以太網等。使用的是傳統iscsi、TCP/IP協議，協議封裝較復雜，傳輸數據時需要經過大量的協議包轉換、封裝、編解碼、校驗等步驟，這些協議更適合于遠距離、不可靠環境下傳輸數據。

而在大規模集群系統中，更多的是主機在短距離、可靠、穩定的傳輸環境中傳輸。需求高帶寬、高可靠性、大容量的數據傳輸鏈路。使用傳統的高速傳輸協議時，計算機主機需要耗費大量的計算用于數據協議包封裝、編解碼、校驗，并且通信鏈路帶寬和節點計算能力將成為整個計算機集群系統整體響應、性能的瓶頸。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種基于地址映射的集群通信模型，可滿足大規模集群系統節點之間數據高速、高可靠、大容量的數據傳輸需求。

本發明的技術方案是按以下方式實現的，其結構中由多個主機系統和多個通信模塊構成，多個主機系統都包含內存地址映射設備和基于內存地址映射的通信模塊；

所述內存地址映射設備，用于不同主機系統之間內存地址映射；

所述通信模型，用于不同主機系統之間數據通信，實現點對點的數據傳輸模型，通信模塊解析數據包地址信息，不經過交換機等設備轉發，直接傳輸到目的主機系統，實現了高帶寬、低延遲的數據傳輸模型，適用于集群系統之間大規模數據傳輸。

所述多個主機系統之間通過內存地址映射設備連接，如NTB；

所述通信模型，用于計算機主機之間通信需求，提供統一的接口，以供計算機系統應用使用，通信模塊基于計算機之間的地址映射裝置，通過訪問映射內存，進行數據讀寫，從而完成數據通信。

所述內存地址映射設備，用于將多個主機系統之間相互連接，每個主機都與其他所有主機進行內存地址映射。主機之間位置對等，所有主機之間完全對等訪問。

所訴通信模塊，還包含特殊的通信協議封裝，基于有效、可靠、簡潔的主機之間通信鏈路，減少數據通信在協議處理上的損耗，提高有效數據占空比，提升數據通信效率。

所述每個主機之間通過互聯總線相連，所述每個主機之間中均包含心跳模塊。

所述心跳模塊，用于通過所述互聯總線檢測到對端存儲控制器處于故障狀態時，對所述對端存儲控制器的電源進行重置。?

本發明的優點是：

本發明的一種基于地址映射的集群通信模型和現有技術相比，基于內存地址映射，實現RDMA，按照特殊的通信協議封裝，直接在通信模塊實現包轉發，實現零拷貝數據傳輸，充分利用了計算機主機之間物理傳輸鏈路，提高了傳輸性能、減少了系統損耗；本發明基于NTB實現內存地址映射，實現數據傳輸；使用PCI-E?2.0協議進行數據傳輸，因而，具有很好的推廣使用價值。

附圖說明

圖1為一種基于地址映射的集群通信模型的結構示意圖。

實施方式

下面結合附圖對本發明的一種基于地址映射的集群通信模型作以下詳細說明。

如圖1所示，本發明的一種基于地址映射的集群通信模型其結構中高速通信模型如圖1所示，集群中不同節點通過內存地址映射裝置相互連接。每個主機都在自己的內存中，開辟一段空間作為其他節點的內存訪問區域。供收發數據使用。