[发明专利]修改逻辑分区数据处理系统中的虚拟适配器资源

说明书

技术领域

本发明总体来说涉及主机和输入/输出(I/O)适配器之间的通信协议。具体地说，本发明提供一种机制，通过该机制，单个物理I/O适配器(例如，PCI、PCI-X或者PCI-E适配器)可以修改与驻留于所述物理适配器中的一个或多个虚拟适配器相关的资源。

背景技术

虚拟化就是为真实资源产生替代物。替代物与其真实的对等物具有相同的功能和外部接口，但是在诸如尺寸、性能和成本之类的属性上不同。这些替代物是虚拟资源，而且它们的用户通常不知道替代物的存在。服务器使用两种基本方法来对系统资源进行虚拟化：分区和逻辑分区(LPAR)管理器。分区产生虚拟服务器，作为物理服务器资源的一部分，通常在以粗粒的(例如，物理)分配单元(例如，整个处理器及其关联内存和I/O适配器)。LPAR管理器是软件或者固件元件，其能够将所有的服务器资源细粒度地(例如，以单个物理资源的小部分)虚拟化。

在常规分区数据处理系统中，支持虚拟化的服务器具有两种选择方案用于处理I/O。第一种选择不允许在虚拟服务器之间共享单个物理I/O适配器。第二种选择是在LPAR管理器或另一个中介物中增加功能，从而提供允许多个操作系统共享单个物理适配器所必要的隔离。

第一种选择存在几个问题。一个突出的问题是，昂贵的适配器不能在虚拟服务器之间共享。如果虚拟服务器只需要使用昂贵的适配器的一部分，那么整个适配器将专门用于这个服务器。随着在物理服务器上的虚拟服务器的数目增加，这样导致适配器的利用不足，并且导致更昂贵的解决方案，因为每个虚拟服务器需要专门用于其上的至少一个且潜在很多的物理适配器。对于支持许多虚拟服务器的物理服务器，这种选择的另一个突出的问题是，其需要多个适配器插槽，其中，所有的附属硬件(例如，芯片、连接器、线缆等)要求把这些适配器连接到物理服务器和下游基础设施(例如，线缆、交换机、路由器)，以将附加的主机适配器与目标连接。

尽管第二种选择提供在虚拟服务器之间共享适配器的机制，但是该机制必须在每个I/O事务中被调用和执行。由LPAR管理器或其它中介物在每个I/O事务中调用和执行所述共享机制会降低性能。还会导致更昂贵的解决方案，因为客户必须购买更多的硬件，以便补偿用来实现所述共享机制的周期，或者，如果共享机制卸载到了中介物中，则用来补偿所述中介物硬件。

有益的是具有改进的方法、设备和计算机指令，用来直接修改与驻留于物理适配器(例如，PCI、PCI-X或PCI-E适配器)中的一个或多个虚拟适配器相关联的资源。此外，有益的是使所述机制应用于支持内存映射的I/O接口的适配器，例如以太网NIC(网络接口控制器)、FC(光纤通道)、HBA(主机总线适配器)、pSCSI(并行SCSI)、HBA、InfiniBand、TCP/IP减负引擎、支持RDMA(远程直接内存存取)的NIC(网络接口控制器)、iSCSI适配器、iSER(用于RDMA的iSCSI扩展)等等。

发明内容

本发明提供用于直接修改与驻留于物理适配器(例如，PCI、PCI-X或者PCI-E适配器)内的一个或者多个虚拟适配器相关联的资源的方法、计算机程序产品和分布数据处理系统。具体来说，本发明涉及用于共享常规的PCI(外围部件互连)I/O适配器、PCI-X I/O适配器、PCI-Express I/O适配器、以及(一般来说)使用内存映射I/O接口用于主机至适配器通信的任何I/O适配器。提供一机制，以便直接修改与驻留于物理适配器(例如，PCI、PCI-X或PCI-E适配器)中的一个或者多个虚拟适配器相关联的资源。另外，每一个虚拟适配器具有一组相关的主机侧资源(例如，内存地址和中断等级)和适配器侧资源(例如，适配器内存地址和处理队列)，并且每一个虚拟适配器被隔离访问属于另一虚拟适配器或者物理适配器的主机侧资源和适配器资源。

附图说明

现在仅仅以举例的方式参照附图描述本发明，其中：

图1是根据本发明的优选实施例示出的分布计算机系统的视图；

图2是根据本发明的优选实施例的小主机处理器节点的功能框图；

图3是根据本发明的优选实施例的小集成主机处理器节点的功能框图；

图4是根据本发明的优选实施例的大主机处理器节点的功能框图；

图5是根据本发明的优选实施例示出并行外围计算机接口(PCI)总线协议的元件的视图；

图6是根据本发明的优选实施例示出串联PCI总线协议(PCI-Express或者PCI-E)的元件的视图；