[发明专利]集群服务器用插卡式高速缓存器及其运行方法

说明书

技术领域

本发明属于一种与集群式流媒体服务器配套用部件，特别是一种采用多计算机集群服务器系统进行流媒体视频传播服务中，各服务器主机之间及各服务器主机与客户之间通信用插卡式高速缓存器及其运行方法，该缓存器亦可与数据库机群服务器、Web机群服务器等配套使用。

背景技术

在采用集群服务器的多计算机系统中，每个主机均采用其操作系统中原有的独立缓存机制，在各个主机之间没有设置分布式缓存系统，因而各个主机之间不能共享彼此拥有的缓存数据、数据资源利用率低。因此，传统流媒体视频传播服务系统存在，主机内存占用多、磁盘I/O操作频繁，CPU负载大，系统总体处理能力及网络传输的效率较低等缺陷。

发明内容

本发明的目的是针对原有集群式服务器采用各自独立的缓存系统存在的弊病，研究设计一种集群服务器用插卡式高速缓存器及其运行方法，在各主机上增设一相对独立的插卡式高速缓存器，并在各主机的操作系统上增设相应的功能模块，以克服原缓存系统主机不能共享彼此拥有的缓存数据、主机内存占用多、CPU负载大的弊病，达到降低主机内存的占用量、减轻CPU的负载，改进主机输入、输出(I/O)性能，提高系统总体处理能力及网络传输效率等目的。

本发明的解决方案是将系统中分布式数据的通信和交互机制交由一相对独立的插卡式高速缓存器来执行，并在各主机的Linux操作系统上安装针对高速缓存器的高速缓存管理功能模块及高速缓存器主机端驱动功能模块。因此，本发明插卡式高速缓存器包括含CPU及网络引擎的网络处理器，接于该处理器上的内存、闪存、电可编程只读存储器、串行通讯接口、边界扫描接口(JTAG)及网络接口，关键在于在处理器的PCI接口上还连接有包括电平转换电路及32位PCI金手指在内的PCI接口电路，且在闪存上固化有uclinux操作系统；PCI接口电路通过电平转换电路上的开关芯片与处理器上的PCI接口上的引脚连接，整个缓存器则通过该PCI接口电路上的32位PCI金手指与主机上的PCI插槽卡入式连接。

上述PCI接口电路中的电平转换电路由3个总线开关芯片组成。所述在闪存上固化有uclinux操作系统，其操作系统功能模块包含缓存器端驱动模块及缓存器间通讯模块。所述缓存器端驱动模块包括初始化功能单元及中断服务功能单元，而所述缓存器间通讯模块则包括发送读请求线程功能单元、接收读请求线程功能单元、发送命令串线程功能单元及接收命令串线程功能单元。

上述集群服务器用插卡式高速缓存器的运行方法，包括：

A.首先将本发明高速缓存器插入各相应主机的PCI卡槽内、其上的网络接口则分别与网络连接，并在各主机的Linux操作系统上安装针对高速缓存器的高速缓存管理模块及高速缓存器主机端驱动模块；

B.运行方法为：

1.0：主机进程对操作系统发出读文件请求；

1.1：判断此文件数据块是否在主机内存中，如果是，就按照背景技术流程进行；否则进入步骤2.1；

2.1：进入高速缓存管理功能模块2.0中判断所请求的文件数据块是否在本机的缓存器上，如果是、则从缓存器上直接将文件数据块发送给主机进程；否则转步骤2.2；

2.2：判断所请求的文件数据块是否在外机的缓存器上，如果是，则进入步骤2.3；否则转步骤2.4；

2.3：从外机缓存器中将文件数据块调入本机缓存器内，并将文件数据块发送给主机进程；

2.4：判断所请求的文件数据块是否在本机硬盘上，如果不在本机硬盘上则进程请求无效，退出；如果在硬盘上，则进入步骤2.5；

2.5；按背景技术流程运行，将文件数据块发送给主机进程；同时把该文件数据块写入本机缓存器内，以备后用。

上述在各主机的Linux操作系统上安装针对高速缓存器的高速缓存管理功能模块，其管理功能模块包括读缓存请求单元、写缓存请求单元及命令串管理单元。而高速缓存器主机端驱动功能模块则包括读请求驱动单元、写请求驱动单元及中断服务单元。