[發(fā)明專利]數(shù)據(jù)處理的方法、設(shè)備和服務(wù)器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810893287.3
• 申請(qǐng)日: 2018-08-07
• 公開（公告）號(hào): CN110825485A
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 闕鳴健;王俊捷;周敏均
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華為技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G06F9/455
• 分類號(hào): G06F9/455
• 代理公司: 北京龍雙利達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11329
• 代理人: 時(shí)林;毛威

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N數(shù)據(jù)處理的方法，包括：服務(wù)器中的設(shè)備獲取虛擬機(jī)發(fā)送的第一輸入輸出I/O請(qǐng)求，設(shè)備通過(guò)高速串行計(jì)算機(jī)擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)PCIe總線連接服務(wù)器，虛擬機(jī)運(yùn)行在服務(wù)器上，設(shè)備向服務(wù)器提供多個(gè)虛擬功能VF，第一I/O請(qǐng)求為虛擬機(jī)針對(duì)多個(gè)VF中的任意一個(gè)VF發(fā)起的，第一I/O請(qǐng)求包括讀操作或?qū)懖僮鳎x操作用于對(duì)服務(wù)器的I/O設(shè)備執(zhí)行讀取數(shù)據(jù)操作，寫操作用于對(duì)服務(wù)器的I/O設(shè)備執(zhí)行寫入數(shù)據(jù)操作；設(shè)備根據(jù)第一I/O請(qǐng)求，從服務(wù)器的I/O設(shè)備中讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)。該方法能夠優(yōu)化I/O處理過(guò)程，降低服務(wù)器的處理器的負(fù)載，由設(shè)備直接處理虛擬機(jī)的I/O請(qǐng)求也進(jìn)一步提高了虛擬化I/O性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及服務(wù)器領(lǐng)域，并且更具體地，涉及數(shù)據(jù)處理的方法、設(shè)備和服務(wù)器。

背景技術(shù)

在虛擬化場(chǎng)景中，虛擬機(jī)上的虛擬化輸入/輸出設(shè)備(virtual input/outputdevice，Virtio)可以通過(guò)下述方式實(shí)現(xiàn)：

全虛擬化(full virtualization)方式，這種方式通過(guò)虛擬機(jī)監(jiān)控器(virtualmachine monitor，VMM)來(lái)模擬Virtio實(shí)現(xiàn)，VMM會(huì)截獲虛擬機(jī)發(fā)起的I\O請(qǐng)求，并通過(guò)軟件模擬真實(shí)的硬件。VMM必須處理所有虛擬機(jī)發(fā)起的I\O請(qǐng)求，然后將所有的IO請(qǐng)求序列化為可以被底層硬件處理的單一I\O流。

當(dāng)虛擬機(jī)中的Virtio發(fā)起I\O請(qǐng)求時(shí)，虛擬機(jī)與虛擬機(jī)所在服務(wù)器之間會(huì)頻繁地發(fā)生內(nèi)核態(tài)與用戶態(tài)切換等涉及上下文切換的操作，對(duì)I\O性能的影響較大。

此外，當(dāng)VMM模擬多個(gè)Virtio時(shí)，虛擬機(jī)所在服務(wù)器中的中央處理器(centralprocessing unit，CPU)的開銷增大，性能降低。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N數(shù)據(jù)處理的方法，該方法能夠優(yōu)化I/O路徑，提高虛擬化I/O性能。

第一方面，提供了一種數(shù)據(jù)處理的方法，該方法包括：服務(wù)器中的設(shè)備獲取虛擬機(jī)發(fā)送的第一輸入輸出I/O請(qǐng)求，該設(shè)備通過(guò)高速串行計(jì)算機(jī)擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)PCIe總線連接該服務(wù)器，該虛擬機(jī)運(yùn)行在該服務(wù)器上，該設(shè)備向該服務(wù)器提供多個(gè)虛擬功能VF，該第一I/O請(qǐng)求為該虛擬機(jī)針對(duì)該多個(gè)VF中的任意一個(gè)VF發(fā)起的，該第一I/O請(qǐng)求包括讀操作或?qū)懖僮鳎撟x操作用于對(duì)該服務(wù)器的I/O設(shè)備執(zhí)行讀取數(shù)據(jù)操作，該寫操作用于對(duì)該服務(wù)器的I/O設(shè)備執(zhí)行寫入數(shù)據(jù)操作，該VF用于管理該虛擬機(jī)的存儲(chǔ)空間；該設(shè)備根據(jù)該第一I/O請(qǐng)求，從該服務(wù)器的I/O設(shè)備中讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)。

在本申請(qǐng)中，通過(guò)將服務(wù)器中處理器處理的I/O業(yè)務(wù)卸載至設(shè)備，由該設(shè)備完成I/O處理過(guò)程，設(shè)備向服務(wù)器呈現(xiàn)為虛擬化輸入/輸出控制器，由該設(shè)備提供I/O資源供虛擬機(jī)使用，虛擬機(jī)直接向設(shè)備發(fā)起I/O請(qǐng)求，由設(shè)備處理該I/O請(qǐng)求。本申請(qǐng)的數(shù)據(jù)處理的方法能夠優(yōu)化I/O處理過(guò)程，降低服務(wù)器的處理器的負(fù)載，由設(shè)備直接處理虛擬機(jī)的I/O請(qǐng)求也進(jìn)一步提高了虛擬化I/O性能。

在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，該設(shè)備獲取該虛擬機(jī)發(fā)送的第一I/O請(qǐng)求，包括：該設(shè)備從該第一隊(duì)列獲取第一描述符，該第一描述符為該虛擬機(jī)中的前端驅(qū)動(dòng)對(duì)該第一I/O請(qǐng)求處理后生成的，該第一描述符用于指示該第一I/O請(qǐng)求在該服務(wù)器的內(nèi)存中的存儲(chǔ)位置，該第一隊(duì)列存儲(chǔ)至為該服務(wù)器的內(nèi)存，該第一隊(duì)列用于存儲(chǔ)包括該第一I/O請(qǐng)求在內(nèi)的多個(gè)I/O請(qǐng)求的描述符；該設(shè)備根據(jù)該第一描述符，從該服務(wù)器的內(nèi)存中獲取該第一I/O請(qǐng)求。

在另一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，該設(shè)備包括描述符預(yù)取引擎與直接內(nèi)存訪問(wèn)DMA引擎與存儲(chǔ)器，該設(shè)備從該服務(wù)器為第一隊(duì)列分配的存儲(chǔ)空間中獲取第一描述符，包括：該描述符預(yù)取引擎生成第二描述符，并將該第二描述符發(fā)送至該DMA引擎，該第二描述符用于指示該第一描述符在該服務(wù)器為該第一隊(duì)列分配的存儲(chǔ)空間中的存儲(chǔ)位置；該DMA引擎根據(jù)該第二描述符，通過(guò)DMA的方式從該第一隊(duì)列分配的存儲(chǔ)空間中獲取該第一描述符，并將該第一描述符存儲(chǔ)至該設(shè)備的存儲(chǔ)器中。