[發(fā)明專利]一種虛擬機(jī)與加速器間的數(shù)據(jù)傳輸方法、系統(tǒng)及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011181692.6
• 申請(qǐng)日: 2020-10-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112351089B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張德閃;牟奇;劉偉;李仁剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州浪潮智能科技有限公司
• 主分類號(hào): H04L67/141
• 分類號(hào): H04L67/141;H04L69/18;H04L45/243
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 侯珊

本發(fā)明公開(kāi)了一種虛擬機(jī)與加速器間的數(shù)據(jù)傳輸方法、系統(tǒng)及裝置，在虛擬機(jī)中的應(yīng)用與加速器之間建立兩個(gè)不同且獨(dú)立的數(shù)據(jù)傳輸路徑，一個(gè)是借助物理網(wǎng)卡硬件實(shí)現(xiàn)高速傳輸協(xié)議的高速傳輸路徑；另一個(gè)是借助由軟件模擬出的網(wǎng)卡設(shè)備實(shí)現(xiàn)低速傳輸協(xié)議的低速傳輸路徑。在虛擬機(jī)未收到遷移命令時(shí)，控制虛擬機(jī)中的應(yīng)用使用高速傳輸路徑與加速器進(jìn)行通信。在虛擬機(jī)收到遷移命令后，控制虛擬機(jī)中的應(yīng)用切換至低速傳輸路徑與加速器進(jìn)行通信，低速傳輸協(xié)議依賴的是由軟件模擬出的網(wǎng)卡設(shè)備，其遷移過(guò)程和CPU類似，也是簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)傳輸和拷貝，可保證虛擬機(jī)中運(yùn)行的應(yīng)用不中斷，即本申請(qǐng)的采用高速傳輸協(xié)議+低速傳輸協(xié)議的加速器資源池化方案支持虛擬機(jī)遷移。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及服務(wù)器領(lǐng)域，特別是涉及一種虛擬機(jī)與加速器間的數(shù)據(jù)傳輸方法、系統(tǒng)及裝置。

背景技術(shù)

為了提高云端的計(jì)算能力，越來(lái)越多的加速器資源被添加進(jìn)云數(shù)據(jù)中心，比如含有FPGA(Field Programmable Gate Array，現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)處理單元的加速器。最初，F(xiàn)PGA加速器插至服務(wù)器的PCIe(peripheral component interconnect express，高速串行計(jì)算機(jī)擴(kuò)展總線標(biāo)準(zhǔn))插槽上，只服務(wù)于所在服務(wù)器上的應(yīng)用，不能被其它服務(wù)器所訪問(wèn)，在一定程度上造成了FPGA加速器空置浪費(fèi)。為了提高FPGA加速器資源的利用率，采用借助服務(wù)器網(wǎng)卡的方式，實(shí)現(xiàn)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)使得本地FPGA加速器可被遠(yuǎn)端服務(wù)器所訪問(wèn)，此時(shí)所有FPGA加速器邏輯上相當(dāng)于共同構(gòu)成了一個(gè)加速器資源池，由一個(gè)資源管理器根據(jù)需求分配加速器資源，提高了FPGA加速器資源的利用率。同時(shí)，為了降低因遠(yuǎn)端服務(wù)器與FPGA加速器之間的傳輸延遲導(dǎo)致的加速性能損失，遠(yuǎn)端服務(wù)器和FPGA加速器的網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議通常采用高速數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，比如RDMA(Remote Direct Memory Access，遠(yuǎn)程直接內(nèi)存訪問(wèn))協(xié)議。

目前，服務(wù)器的應(yīng)用通常部署在服務(wù)器上創(chuàng)建的虛擬機(jī)里。為了保證云數(shù)據(jù)中心的運(yùn)維效果，通常設(shè)置虛擬機(jī)具備實(shí)時(shí)遷移功能，即在一臺(tái)物理機(jī)上運(yùn)行的虛擬機(jī)可以遷移到另一臺(tái)物理機(jī)上，而且要求在遷移過(guò)程中，用戶感覺(jué)不到虛擬機(jī)中的應(yīng)用被中斷。如果虛擬機(jī)中所運(yùn)行的應(yīng)用無(wú)需訪問(wèn)外部設(shè)備，則遷移僅是CPU(中央處理器)和Memory(存儲(chǔ)器)的狀態(tài)數(shù)據(jù)的拷貝，較容易實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)遷移。如果虛擬機(jī)中所運(yùn)行的應(yīng)用需要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)外部設(shè)備，有時(shí)會(huì)存在問(wèn)題，比如，虛擬機(jī)中所運(yùn)行的應(yīng)用需要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)FPGA加速器，二者之間通過(guò)RDMA協(xié)議進(jìn)行通信，但RDMA協(xié)議實(shí)現(xiàn)機(jī)制要求存放一些狀態(tài)到網(wǎng)卡硬件中，即RDMA協(xié)議依賴于網(wǎng)卡硬件，需要借助網(wǎng)卡硬件的功能才能保證高速的數(shù)據(jù)傳輸，因網(wǎng)卡硬件的限制，導(dǎo)致在遷移過(guò)程中虛擬機(jī)中所運(yùn)行的應(yīng)用中斷，即現(xiàn)有的采用RMDA協(xié)議的FPGA加速器資源池化方案不支持虛擬機(jī)遷移。

因此，如何提供一種解決上述技術(shù)問(wèn)題的方案是本領(lǐng)域的技術(shù)人員目前需要解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種虛擬機(jī)與加速器間的數(shù)據(jù)傳輸方法、系統(tǒng)及裝置，可保證虛擬機(jī)中所運(yùn)行的應(yīng)用不中斷，即本申請(qǐng)的采用高速傳輸協(xié)議+低速傳輸協(xié)議的加速器資源池化方案支持虛擬機(jī)遷移。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種虛擬機(jī)與加速器間的數(shù)據(jù)傳輸方法，包括：

在虛擬機(jī)中的應(yīng)用與待通信的加速器之間建立支持第一傳輸協(xié)議的第一傳輸路徑和支持第二傳輸協(xié)議的第二傳輸路徑；其中，所述第一傳輸協(xié)議為借助物理網(wǎng)卡硬件實(shí)現(xiàn)的高速傳輸協(xié)議；所述第二傳輸協(xié)議為借助由軟件模擬出的網(wǎng)卡設(shè)備實(shí)現(xiàn)的低速傳輸協(xié)議；

在所述虛擬機(jī)中的應(yīng)用進(jìn)入運(yùn)行時(shí)，控制所述虛擬機(jī)中的應(yīng)用優(yōu)先使用所述第一傳輸路徑與所述加速器進(jìn)行通信；

在所述虛擬機(jī)接收到遷移命令后，控制所述虛擬機(jī)中的應(yīng)用切換至所述第二傳輸路徑與所述加速器進(jìn)行通信。

優(yōu)選地，在虛擬機(jī)中的應(yīng)用與待通信的加速器之間建立支持第一傳輸協(xié)議的第一傳輸路徑和支持第二傳輸協(xié)議的第二傳輸路徑的過(guò)程，包括：