使用虚拟输出队列映射结构上NVME分组制造技术

提供了一种用于远程应用主机使用的网络基础设施设备(例如，网络交换机)，该设备集成固态驱动(SSD)存储，使用非易失性存储器快速(NVMe)数据传送协议。提供了使用针对映射到SSD存储的多个提交队列的直接速率控制(RC)反馈的网络交换机的高可用性配置。结构上NVMe(NVMe

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用虚拟输出队列映射结构上NVME分组

技术介绍

[0001]公司中的一些信息技术部门已经开始构建其计算机基础设施以尽可能地由软件定义。通常，这种软件定义的基础设施有时依赖于超融合基础设施(HCI)，在HCI中，不同的功能组件集成到单个设备中。HCI的一个方面是硬件组件可以虚拟化为计算机硬件基础设施的软件定义的和逻辑上隔离的计算、存储和网络表示。硬件资源的HCI和虚拟化可以允许计算资源的灵活分配。例如，配置变化可以被应用于基础设施，而底层硬件只是简单地适应新的软件实现的配置。一些公司可能会进一步使用HCI以通过完全以软件定义计算机的能力规范来实现虚拟化计算机。每个虚拟化计算机(例如，由软件定义的)然后可以利用一个或多个物理计算机(例如，底层硬件)的一部分。虚拟化的一个公认结果是，可以在整个组织之中更高效地利用物理计算、存储和网络容量。
[0002]NVM快速(NVMe)是一种数据传送协议，其通常用于通过外围组件互连快速(PCIe)通信总线与固态驱动(SSD)通信。存在很多不同类型的数据传递协议用于计算机系统中的不同用途。每个传递协议在速度和性能方面可以表现出不同的特性，因此每个协议可以适用于不同的用途。NVMe是数据协议的一个示例，其可以被用于实现主机系统与SSD之间的高速数据传送。NVMe通常被用于需要对SSD进行高性能读取和写入操作的计算机。利用能够在进一步利用HCI硬件的软件定义的基础设施内支持高性能读取和写入的基于NVMe的存储可以表示基础设施网络的有用且适应性强的配置。
[0003]用于运行结构上NVMe(NVMe<br/>‑
oF)的规范于2014年启动。该规范的一个目标是将NVMe扩展到诸如以太网、光纤通道和InfiniBand等结构或任何其他合适的存储结构技术上。经由NVMe
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oF通过网络结构对SSD驱动的访问可以允许软件定义的存储容量(例如，较大硬件存储容量的一部分)针对访问进行扩展。这种针对访问的扩展可以：a)允许访问大量NVMe设备；以及b)延长设备之间的物理距离(例如，在数据中心内)。扩展可以包括增加另一计算设备可以访问NVMe存储设备的距离。由于存储目标的性质，存储协议通常是无损协议。如果用于存储的协议是有损的(有损是无损的对立面)，正确的数据存储很可能会表现出令人无法接受的缓慢(例如，由于分组传输重试)，甚至可能出现损坏(例如，数据不准确)和因此不能在真实世界的计算机环境中使用。因此，网络结构上的NVMe
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oF业务被实现为无损的。NVMe
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oF网络分组可以在网络上与其他业务一起传输。因此，中间设备(例如，提供主机设备与存储设备之间的网络结构的网络交换机)上的NVMe
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oF业务可能与其他类型的数据位于同一物理传递介质(例如，光缆或电缆)上。
附图说明
[0004]当与附图一起阅读时，从以下详细描述可以更好地理解本公开。需要强调的是，根据行业标准惯例，各种特征并非按比例绘制。事实上，功能属性的维度或位置可以基于设计、安全性、性能或计算机系统领域中已知的其他因素重新定位或组合。此外，对于某些功能，无论是在内部还是相互之间，处理顺序都可以改变。即，某些功能可能无法使用串行处理来实现，因此可能以不同于所示的顺序或可能彼此并行地执行。对于各种示例的详细描
述，现在将参考附图，在附图中：
[0005]图1是表示根据一个或多个公开实现的诸如交换机/路由器等网络基础设施设备的示例的功能框图；
[0006]图2A是表示根据一个或多个公开实现的高可用性交换机的示例的功能框图；
[0007]图2B是表示根据一个或多个公开实现的作为存储能力增强交换机的示例的包括集成在高可用性交换机内的SSD的高可用性交换机的示例的功能框图；
[0008]图3是表示根据一个或多个公开实现的主机应用与NVMe存储设备之间的通信的逻辑层的框图，并且该框图包括NVMe的本地数据通信总线实现的抽象考虑因素以及这些抽象考虑因素对于NVMe的基于网络的实现如何不同的表；
[0009]图4是表示根据一个或多个公开实现的关于将来自多个源节点(通过结构节点)的入口输入映射到与目标SSD相关联的目标NVMe队列对(包括直接反馈控制循环)的内部交换结构连接的高级别示例的框图，其中SSD设备集成在诸如网络交换机/路由器等网络基础设施设备中；
[0010]图5是描绘根据一个或多个公开实现的用以经由直接反馈控制循环自动应用速率控制的示例方法的示例过程流程图，该直接反馈控制循环可以被集成到在具有集成SSD设备的网络基础设施设备上本地实现的通信结构中；
[0011]图6是根据一个或多个公开实现的示例计算设备，该计算设备具有硬件处理器和存储在机器可读介质(例如，磁盘、存储器、固件、或可能直接在硬件逻辑中实现的指令)上的可访问机器可读指令，该可访问机器可读指令可以被用以实现图5的示例方法；
[0012]图7表示根据一个或多个公开实现的计算机网络基础设施，该计算机网络基础设施可以被用以实现所公开的NVMe
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oF队列映射的全部或部分以将SSD存储集成到网络基础设施设备中；以及
[0013]图8示出了可以被用以实现本公开的功能、模块、处理平台、执行平台、通信设备以及其他方法和过程的计算机处理设备。
具体实施方式
[0014]现在将公开以下要求保护的主题的说明性示例。为了清楚起见，本说明书中并未针对每个示例实现描述实际实现的所有特征。应当理解，在开发任何这样的实际示例时，可能会做出很多实现特定决策以实现开发人员的特定目标，例如遵守系统相关和业务相关约束，这将因实现而异。此外，应当理解，这样的开发工作(即使复杂且耗时)对于受益于本公开的本领域普通技术人员来说也将是例行工作。
[0015]如以下更详细地解释的，本公开提供网络附加存储的实现，其中存储设备可以直接集成到网络基础设施组件中。在一个示例实现中，SSD可以集成到高可用性网络交换机的线卡中。线卡表示网络交换机的插件组件，该网络交换机在单个(或直接连接)机箱内具有集成的通信结构。在典型场景中，线卡被用于为网络交换机提供附加的网络端口。然而，本领域普通技术人员在受益于本公开时将能够认识到，将存储(特别是SSD上的NVMe存储)集成到网络交换机中可以提供优于先前可用的网络附加存储实现的若干好处。例如，提供用SSD存储设备替换网络端口的线卡可以允许网络交换机利用虚拟队列将多个入口输入映射到与SSD相关联的单个出口输出。此外，针对直接与内部网络交换机通信结构通信的组件实
现速率控制(RC)和队列管理能力可以提供更高效和更可靠的存储能力。另外，直接在与交换通信结构相关联的硅(例如，硬件逻辑)中实现控制流元素可以表示关于网络附加存储的现有能力的更大改进。
[0016]网络附加存储设备的容错和高可用性(HA)能力可以使用直接在网络交换机内的存储实现来增强，部分原因是，远程主机应用与与该远程主机应用通信的存储设备之间的跳(hop)(例如，中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种方法，包括：在网络基础设施设备处接收从经由网络而通信耦合到所述网络基础设施设备的远程应用提供的第一网络传输，所述第一网络传输与使用结构上非易失性存储器快速(NVMe
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oF)协议的第一数据传送操作相关联；将所述第一网络传输入队到一个或多个提交命令以提供给所述网络基础设施设备的内部交换结构，所述一个或多个提交命令关联于与所述内部交换结构和NVMe存储设备相接口的NVMe存储驱动的多个相应的提交队列，其中所述多个相应的提交队列被映射到至少所述NVMe存储驱动的第一虚拟输出队列和第二虚拟输出队列，所述第一虚拟输出队列被映射到所述NVMe存储驱动的第一完成队列，并且所述第二虚拟输出队列被映射到所述NVMe存储驱动的第二完成队列；在所述网络基础设施设备处接收第二网络传输，所述第二网络传输与使用NVMe
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oF协议的第二数据传送操作相关联；以及使用出口队列拥塞核算与接收所述第一网络传输或所述第二网络传输中的至少一项的源节点之间的直接速率控制(RC)反馈信号来控制所述第二网络传输的流被入队和处理。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述直接RC反馈信号是基于硬件的信号。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述基于硬件的信号使用在所述内部交换结构内实现的硬件逻辑被实现。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述网络基础设施设备是网络交换机。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述网络基础设施设备是高可用性网络交换机。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述高可用性网络交换机提供对包括所述NVMe存储设备的多个集成固态驱动的高可用性访问。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一网络传输在所述网络基础设施设备的第一端口处被接收，并且所述第二网络传输在所述网络基础设施设备的不同于所述第一端口的第二端口处被接收。8.一种网络交换机，包括：第一输入端口，用以从第一远程主机接收第一多个提交命令，所述第一多个提交命令基于非易失性存储器快速(NVMe)协议；第一多个提交队列，在所述第一多个提交队列中所述第一多个提交命令被入队，所述第一多个提交队列经由内部交换结构被映射到单个出口输出以利用集成的基于NVMe的存储设备提供数据传送操作；第一完成队列和第二完成队列，每个完成队列与所述第一多个提交队列中的相应的一个提交队列相关联，其中多个响应命令被入队以用于使用NVMe协议传输到所述第一远程主机；以及NVMe存储驱动，用以经由所述内部交换结构将来自所述第一多个提交队列的所述第一多个提交命令接口到所述集成的基于NVMe的存储设备，其中针对所述第一多个提交队列的控制流包括所述单个出口输出与所述第一多个提交队列之间的直接速率控制(RC)反馈。9.根据权利要求8所述的网络交换机，其中所述NVMe存储驱动用以通过基于来自所述直接RC反馈的信号确定所述第一完成队列和所述第二完成队列中的至少一项是否可用来控制所述提交命令的流。
10.根据权利要求9所述的网络交换机，其中所述NVMe存储驱动用以通过以下方式控制所述提交命令的流：响应于确定所述第一完成队列可用，从第一虚拟输出队列获取提交命令；或者响应于确定所述第二完成队列可用，从第二虚拟输出队列获取所述提交命令。11.根据权利要求10所述的网络交换机，其中所述NVMe存储驱动用以：将从所述第一虚拟输出队列或所述第二虚拟输出队列获取的所述提交命令出队；...

【专利技术属性】
技术研发人员：B，
申请(专利权)人：慧与发展有限责任合伙企业，
类型：发明
国别省市：