[发明专利]虚拟机数据通信方法和系统以及虚拟机配置方法和装置

说明书

本申请实施例公开一种虚拟机数据通信方法和系统以及虚拟机配置方法和装置，宿主机上的第一PCIe设备和第二PCIe设备被配置为虚拟机的直通设备，第一PCIe设备和第二PCIe设备用于处理虚拟机的数据，虚拟机指示第一PCIe设备向第二PCIe设备传输数据，该通信方法包括：第一PCIe设备所连接的交换机接收第一PCIe设备发送的传输层报文，传输层报文包含待传输数据的源地址和待传输数据的目的地址，源地址为第一PCIe设备的地址，目的地址为第二PCIe设备的地址，交换机将传输层报文与预置的转发规则进行匹配，在传输层报文匹配转发规则的情况下，将传输层报文转发至第二PCIe设备。通过在PCIe交换机上直接转发传输层报文至PCIe设备，可提高直通至同一虚拟机的两个PCIe设备之间的数据传输速度。

技术领域

本申请涉及云计算领域，尤其涉及一种虚拟机数据通信方法和系统以及虚拟机配置方法和装置。

背景技术

现有技术中，物理主机通过高速串行计算机扩展总线(peripheral componentinterconnect express，PCIe)总线实现PCIe设备与中央处理器(Central ProcessingUnit，CPU)的连接，物理主机的PCIe设备有分配有主机物理地址(Host Physical Address,HPA)，假设物理主机的PCIe设备包括图形处理器(Graphics Processing Unit，GPU)1和GPU2，如GPU1分配有地址HPA1，GPU2分配有地址HPA2，HPA地址为PCIe设备映射到物理主机的CPU的内部存储空间的地址，CPU通过自身的内部存储空间中的HPA地址来访问PCIe设备，而在GPU1与GPU2之间需要进行端到端(Peer to Peer，P2P)的事务层报文(TransactionLayer Package，TLP)传输时，也是通过HPA地址实现的，例如GPU1构造目的地址为HPA2的TLP，并将该TLP发送至与GPU1连接的PCIe交换机(PCIe switch)，由该PCIe交换机根据HPA2将该TLP转发至GPU2。

而在虚拟化技术中，物理主机上往往运行有多个虚拟机，每个虚拟机均以为自己独占物理主机的内存空间，因此虚拟机以客户机物理地址(Guest Physical Address，GPA)表示虚拟机所拥有的内存空间，当物理主机中的PCIe设备分配至一个虚拟机时，在该虚拟机中，会为该PCIe设备分配GPA地址，虚拟机通过GPA地址访问PCIe设备。

而近年来，随着人工智能技术的兴起，对于CPU+GPU、CPU+场可编程门阵列(FieldProgrammable Gate Array，FPGA)、CPU+远程直接数据存取(Remote Direct MemoryAccess，RDMA)网卡的异构并行计算的需求越来越大，云计算数据中心普遍采用设备直通技术将GPU、FPGA和RDMA网卡等PCIe设备直通(pass through)到虚拟机。

直通技术是指将PCIe设备分配给运行在物理主机中的虚拟机独占使用，而在直通至少两个PCIe设备，如GPU1和GPU2到同一个虚拟机时，虚拟机监视器(Virtual MachineMonitor，VMM)会为直通至同一个虚拟机的PCIe设备分配GPA地址，如为GPU 1分配地址GPA1，为GPU2分配地址GPA2，在虚拟机内部仅能通过GPA地址访问直通至虚拟机的PCIe设备，因此当直通至同一虚拟机的两个PCIe设备需进行端到端(Peer to Peer，P2P)的事务层报文(Transaction Layer Package，TLP)传输时，例如GPU 1发送TLP至GPU2时，在现有技术中，虚拟机可控制GPU 1以GPA地址2作为TLP的目的地址，将TLP发送至与GPU 1连接的PCIe交换机。