[发明专利]一种多路径访问I/O设备的方法、I/O多路径管理器及系统

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种多路径访问I/O设备的方法、I/O多路径管理器及系统。

背景技术

目前，网络通信中的计算节点，例如服务器，通过PCI-E(Peripheral Component Interconnect-Express，外设组件快速互连标准)来直接对外访问I/O(Input/Output，输入输出)设备大多基于集群(Cluster)场景，即默认PCI-E交换机的各个接口(port)都是连接到不同的系统上，并没有很好地考虑基于NUMA(Non-Uniform Memory Access，非一致性内存访问)系统的场景。在NUMA系统中，将所有计算节点分成若干个节点集合，且每个节点集合都与其他的节点集合电气隔离，这样的一个集合就叫做硬分区(或者说是一个大节点)，每个硬分区内包括一个或多个计算节点，每个计算节点都有RC(Root Complex，根集合体)，可以对外连接PCI-E。

一个NUMA系统是由多个计算节点通过NUMA网络聚合而成，由一个OS(Operating System，操作系统)或管理程序(Hypervisor)统一管理这些物理节点的硬件资源。

以NUMA系统为例，如图1所示为只显示了一个大节点(或硬分区)的组网图，包括NUMA局和网络1、包括3个计算节点21～23的硬分区2、PCI-E交换机3、外部I/O设备4，其中每个计算节点有至少1颗CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、一个NC(Node Controller，节点控制器)，位于IOH(Input/Output Hub，输入输出集线器)中的根组件(Root Complex，RC)，外部I/O设备6包括光纤通道网卡31和以太网卡32。假定计算节点21是主节点，承担主要的分区启动、资源管理的任务，计算节点22～24为从节点。3个计算节点通过NUMA聚合网络，总共组成一个6路系统(实际上这个PCI-E交换机还连接着NUMA系统中其他的硬分区的计算节点)。

如图1所示的系统里，计算节点21对外连接PCI-E交换机的PCI-E链路01是实线显示，计算节点22～23对外连接PCI-E交换机的PCI-E链路02、03是虚线显示。这是因为软件(例如Firmware、OS、I/O应用程序等)只能通过主节点连接到PCI-E交换机的链路才能看到以太网卡等IO设备，而软件是无法通过从节点访问到有效的I/O设备。如图2所示，为图1所示系统的资源信息表示意图，计算节点22～23无法直接看到以太网卡和光纤通道网卡等I/O设备，要访问以太网卡等I/O设备，必须要通过NUMA链路经过NUMA聚合网络，再通过计算节点21的链路来访问。这样就增加了延时，在业务量较大的情况下主节点本身会出现输入输出的瓶颈，而且其他从节点向外连接的PCI-E链路没有起到作用，带宽利用率低。

发明内容

本发明的实施例提供一种多路径访问I/O设备的方法、I/O多路径管理器及系统，能够使所有计算节点与PCI-E交换机之间的PCI-E链路有效，消除了时延和高业务量情况下的瓶颈，提高了带宽的利用率。

本发明的实施例采用如下技术方案：

一方面，提供一种多路径访问I/O设备的方法，包括：

根据接收到的第一硬分区的配置信息配置PCI-E交换机，以隔离除所述第一硬分区之外的其他硬分区，使所述第一硬分区的计算节点只访问所述第一硬分区的I/O设备；

根据接收到的所述第一硬分区的配置信息建立所述第一硬分区的计算节点和所述第一硬分区的I/O设备之间的映射关系，以使操作系统根据所述映射关系指示执行I/O任务的计算节点访问所述第一硬分区的I/O设备。

一方面，一种I/O多路径管理器，包括：

PCI-E交换机配置模块，用于根据接收到的第一硬分区的配置信息配置外设组件快速互连标准PCI-E交换机，以隔离除所述第一硬分区之外的其他硬分区，使所述第一硬分区的计算节点只访问所述第一硬分区的I/O设备；

I/O多路径配置模块，用于根据接收到的所述第一硬分区的配置信息建立所述第一硬分区的计算节点和所述第一硬分区的I/O设备之间的映射关系，以使操作系统根据所述映射关系指示执行I/O任务的计算节点访问所述第一硬分区的I/O设备。

另一方面，提供一种多路径访问I/O设备的系统，包括：