CN101371229B - 资源命令消息和方法 - Google Patents

Abstract

资源命令消息包括命令和命令紧急度或重要性信息，该命令紧急度或重要性信息被资源设备解释且与有关于资源设备的信息耦合以判断何时处理所述资源命令消息中的所述命令。包括多个资源节点的资源设备通过该多个资源节点并行地处理相同的资源命令消息而提供增强的性能、响应度和负载均衡。

Description

资源命令消息和方法

技术领域

本发明的领域涉及计算资源命令消息和资源设备。

背景技术

资源设备管理计算资源。存在很多这样的计算资源的示例，从存储阵列中的盘驱动器上的数据存储延伸到服务器中心中的高容量内容服务器内的连接处理。典型地，资源设备包括多个资源节点，由此形成从资源消费者的角度看上去就好像单个逻辑资源设备的分布式资源。

尤其是在包括很多资源消费者和很多资源设备复杂环境中，负责管理物理资源的资源节点，无论该资源节点管理数据存储资源或是负责连接和内容资源的独立的web服务器，都必须有效地运作。效率依赖于所需的特性，包括可扩展性、高性能、负载均衡、低响应时间(响应度)或可能需要优化的其他特性。资源节点典型地由外部管理系统管理，或者具有强加于其上的管理层，这不幸地引入了超出资源管理的核心责任的额外的负担。包括多个资源节点的资源设备加剧了外部管理问题。例如，当资源节点变得有负荷时，它们典型地告知资源消费者它们的状态，将资源请求转移到其他资源节点，或执行其他频带外管理通信，以最大化性能，这导致了额外的频带外通信。这种系统面临可扩展性问题，因为当新的资源节点被添加到环境中时，管理“啁啾”增加，从而较大增加了通信和处理带宽，这对性能造成不利影响。由于这种粗糙的粒度可扩展性，用以逐渐地增加系统容量的成本增加，且复制整个系统的成本变得高昂。

为了减小成本并获得其他所需的结果，设计这样的系统是有优势的：其中，每个独立的资源节点独立于其他资源节点或外部管理系统运作。换句话说，资源节点执行其管理资源的主要职责将不需要关于其他资源节点的信息。为了服务于希望访问资源的资源消费者，自治资源节点将基于在包括命令的消息内的(a)涉及资源节点的信息和(b)资源消费者供给的任意信息，或至少将它们作为判断因素，判断何时处理来自于资源消费者的所述命令。

除了供给命令信息之外，资源消费者还提供有关于他们所期望的命令被处理的紧急度或重要性的信息。当资源消费者理解自治资源节点的行为时，能够自然地获得可扩展性、性能或响应度方面的益处，而不强加任何附加的功能，因为资源消费者能够基于与所有资源节点的交互来调节他们的资源命令消息以获得较高的性能。

当前相关技术试图通过聚焦于资源消费者-资源节点交互之外的行为而不是基于来自于他们交互的自然行为，来提供对计算资源的有效的访问。相关技术强加附加功能以优化所需的特性。例如，相关技术可能需要资源消费者与其他资源消费者通信、资源节点与其他资源节点通信、或与通信路径通信，以管理资源消费者和资源节点之间的通信。

Sun Microsystem的名为“Method and apparatus for bus bandwidthmanagement”的美国专利5,506,969号教导了怎样有效地调度高速总线上的来自多个应用程序对外围模块的总线访问。尽管该专利描述了怎样管理应用程序和模块之间的总线，但它需要总线管理系统而不是允许单独的模块的行为和应用程序的行为来获取所需的性能结果。应用程序不采用包括允许模块判断何时处理请求的紧急度或重要性的信息的资源命令消息。

Hewlett-Packet Development Company的名为“Dynamic loadbalancing of network of a client and server computer”的美国专利6,886,035号教导了客户计算机怎样通过使用重定向来优化它们自己和资源之间的吞吐量。重定向需要网络主机知道网络上除它之外的其他主机。因为添加到系统的每个附加元件必须被管理和结合到系统中以确保它具有重定向的足够的知识，系统的可扩展性减小。不会像通过在命令消息内使用紧急度或重要性信息那样自然地获得负载均衡。

EMC Corporation的名为“Device selection by a disk adapter scheduler”的美国专利6,904,470号教导了怎样基于请求的紧急度和优先权有效地调度资源I/O请求。该专利描述了主调度器怎样判断哪种类型的调度器将用于管理指向由盘适配器管理的逻辑卷的各种I/O任务。尽管逻辑卷与物理数据存储资源相关联，但它们是相干的虚拟设备。因此，每个盘适配器负责设备而不是资源，且强加了附加管理能力以确保逻辑卷上的负载均衡、性能和其他质量。‘470号专利不解决资源节点的自治行为，所述自治行为自然地源于对紧急度或重要性信息的使用，所述紧急度或重要性信息和资源结点信息一起使用以判断何时任务被发出。

没有一个相关技术解决了对自治资源节点的需要，自治资源节点的行为会自然地导致包括可扩展性、高性能、负载均衡或响应度的期望特性。为了完全实现自治资源节点的益处，解决方案将优选地包括以下特性：

●资源节点基于与命令相关以及与资源节点自身信息相关的信息判断处理来自资源消费者的命令的时间

●从资源消费者向资源节点发送的消息指示与处理该消息或该消息中的命令相关的紧急度或重要性的资源消费者的意思

能够判断何时处理发送给它们的命令的资源节点具有若干优点。首先，每个独立的资源节点聚焦于其主要职责而不是其他非以资源为中心的任务；因此，和需要执行附加管理任务的类似的资源节点相比，该资源节点更高效地运作。其次，多个资源消费者能够与资源设备的多个资源节点交互而不需要外来的仲裁。这导致改善了的响应时间，因为每个资源节点能够独立地判断哪个资源消费者应受(如果可行的话)关注。第三，当多个资源节点提供对冗余资源的访问且资源节点被同时寻址时，资源节点的集合自动地负载均衡，这是因为每个资源设备以其最完整的容量运作。如果一个冗余资源节点完全负载，另一冗余资源节点能够服务请求而不需要外部干涉。此外，任意冗余资源节点能够向资源消费者提供有效响应；因此，系统的响应度高于没有冗余资源节点的资源设备。第四，因为每个资源节点是独立的且不需要来自于资源消费者或其他资源节点的附加信息且能够容易地集成到环境中，这种环境的可扩展性高。尽管仅提出了少数几个优点，在本发明中其他预期优点是自然地固有的。

因而，对提供资源命令消息和资源设备的方法和装置有很可观的需求，该资源设备包括一个或更多个资源节点，所述一个或更多个资源节点能够基于命令消息的内容和与该资源节点相关的信息判断处理资源命令消息的时间。

发明内容

本发明的一个方面涉及一种资源命令消息，该资源命令消息包括命令和命令参数，所述命令参数包括命令紧急度或命令重要性的指示。资源消费者构建资源命令消息以与组成资源设备的资源节点相交互。除了以资源节点为中心的信息之外，资源节点还基于资源命令消息的紧急度或重要性处理资源命令消息。而且，资源设备可以包括多个资源节点，其中每个资源节点具有独立于所有其他资源节点操作的能力且每个资源节点能够接收资源命令消息。与资源命令消息相关的紧急度或重要性包括相对值或绝对值。

在另一方面中，本发明涉及一种处理资源命令消息的方法。该方法包括解释资源命令消息中的命令紧急度或命令重要性信息，并将该信息与资源节点信息相组合以确定何时处理资源命令消息中的命令。该方法还包括基于命令被处理的时间判断命令队列中的命令被处理的顺序的步骤。通过这种判断，命令将被立即处理、在处理过程中延迟地处理或决不处理，或者能够相对于之前或之后发送的其他命令改变其处理顺序。而且，该方法包括通过组成资源设备的多于一个的资源节点处理资源命令消息。

在又一方面中，本发明涉及一种通过创建资源命令消息访问资源设备的方法，所述资源命令消息包括命令和命令参数，所述命令参数包括命令紧急度或命令重要性这两者中的至少其中之一。该方法还包括发送资源命令消息到资源设备并判断何时处理该资源命令信息中的命令。当资源设备包括多个资源节点时，发送资源命令消息包括多播到所述资源节点中的至少某一些节点。

在优选实施方式中，资源设备中的资源节点能够以自治实体操作，每个资源节点负责其自己的独立资源。资源消费者从资源节点获取资源以实现它们各自的功能，且他们也是自治实体。当资源消费者请求资源时，他们发送具有命令的紧急度或命令的重要性的指示的资源命令消息到资源设备，以获取资源、预定资源、使用资源或以其他方式与资源交互。因为资源节点是自治的且服务于来自多个资源消费者的请求，资源节点包含了关于它们状态、历史、容量、或其他相关信息，以及与它们的紧急度或重要性信息的解释，以判定如何以及何时处理该命令。当在此使用时，短语“何时处理”表示自治地处理命令的处理且应当被广义地理解为包括基于时间的处理、处理顺序或其他处理概念。

可以预期，资源消费者和资源节点能够通过消费者或节点的控制之外的路径通信。为了确保高性能或可靠性，在优选实施方式中，资源设备包括多个资源节点，其中每个资源节点负责资源的所有或某些部分，且还独立于所有其他节点、设备或消费者运作。当资源节点提供冗余资源时，资源消费者发送资源命令消息到某些或全部资源节点，且在给定的网络或负载的当前条件下，最有能力的资源节点将响应。而且，其他资源节点将附加的资源命令消息或者资源命令响应解释为悬挂(suspend)或停止先前未处理的命令的处理的指令以减小多次响应。通过与命令紧急度或重要性相耦合的资源节点的自治操作，实现了整体的负载均衡的系统，而不需要频带外通信。

术语表

下面的描述说明了本文献中使用的术语。提供这些术语以确保对本发明的各个方面进行清楚的讨论，而没有暗含的限制。

“资源设备”表示在通信路径上整体或部分可寻址的逻辑设备，且可以对资源消费者提供对作为计算资源的物资(commodity)的访问。可以预期逻辑资源设备包括物理设备或虚拟设备。物理资源设备包括计算机、监视器、硬盘驱动器、电源或其他物理元件。虚拟资源设备包括可寻址视频显示、逻辑存储卷、具有URL的web服务器中心或物理元件的其他抽象。资源消费者将每个资源设备解释为相干的整体设备，而不管它是实际物理结构还是虚拟结构。

“资源消费者”表示需要访问或控制物资以实现它所需功能的实体。资源消费者包括计算机、应用程序、用户、web服务器网关、或其他能够通过通信路径与资源节点通信的实体；因此，资源消费者也是可寻址的。可以预期资源设备有时可以用作资源消费者。

“资源节点”表示代表较大资源设备的一部分的部分资源设备直至包括整个的资源设备。资源节点也可以操作为通信路径上的独立的可寻址的实体。预期的资源节点包括与其他逻辑分区相组合的逻辑分区以形成从资源消费者角度的逻辑卷、可寻址视频帧、服务器中心的独立web服务器或其他组成要素。

此处的教导可以有利地被包括存储设备或媒体内容服务器的计算资源的开发者或生产者采用以创建具有高性能和快速响应的有效的、可量测的系统。

参照附图，本发明的各种目的、特征、方面和优势将从下面的本发明的优选实施方式的详细描述变得更加显现，附图中相同的数字表示相同的组件。

附图说明

图1描绘了一种环境，其中资源消费者与包括多个资源节点的资源设备交互。

图2描绘了资源节点的可能的物理实施例的示意。

图3描绘了计算机可读存储器中存储的可能的资源命令消息的示意。

图4描绘了可能的资源节点命令队列的示意。

图5描绘了用于处理资源命令消息的可能步骤的示意。

图6描绘了用于访问资源设备的可能步骤的示意。

具体实施方式

下面的详述涉及基于存储阵列中的盘和服务器中心中的web服务器的实施例，且阐述了本发明的主题。尽管使用了这两个实施例，但是可以提供各种其他实施例，所以不能从这些实施例得出暗含的限制。

图1描绘了一种环境，其中资源消费者与包括一个或更多个资源节点的资源设备交互。资源设备110包括一个或更多个资源节点100A至100N。每个独立的资源节点通过通信路径115通信耦合到一个或更多个资源消费者120A至120P。在优选实施方式中，很多资源消费者与很多资源设备交互。

资源消费者

资源消费者120A至120P彼此独立地操作且不需要来自超出节点100A至100N之外的其他实体的信息来与资源节点100A至100N管理的所需资源相交互。

资源消费者120A至120P包括硬件、软件或固件的组合，并且访问资源节点100A至100N管理的资源，该组合包括计算机可读存储器中的被编程以与资源设备110交互的指令。在优选实施方式中，资源消费者包括运行应用程序或操作系统的希望访问资源的计算机。在更优选的实施方式中，资源消费者包括工作站，该工作站具有提供工作站的操作系统和资源节点100A至100N之间的通信的驱动器。该驱动器还为操作系统提供了关于资源设备100的足够信息，从而资源设备100看上去就像是本地连接的设备。例如，Windows

计算机希望安装用于存储的逻辑卷。Windows计算机包括驱动器，该驱动器从文件系统接收I/O命令且将所述命令转换成通过网络传递到逻辑分区的消息，所述逻辑分区以这样的方式组成逻辑卷：对于文件系统或访问逻辑卷的应用程序而言是透明的。逻辑卷看上去就好像本地附接的盘驱动器。

另选的是，可预期资源消费者120A至120P包括直接与节点100A至100N交互的应用程序。例如，网站的网关可以代表访问分布式web服务器中心的资源消费者，其中一个web服务器代表一个资源节点。

尽管资源消费者120A至120P彼此独立地操作，但它们集总地或者单独地与资源节点100A至100N交互。另外，资源消费者120A至120P不需要来自于资源消费者120A至120P或资源节点100A至100N之外的系统(包括域名服务器、元数据服务器或其他外部系统)的信息。在优选实施方式中，可以预期资源消费者120A至120P包括发现资源节点100A至100N的能力。该发现能力包括通过通信路径115发送广播消息，资源节点100A至100N用它们的相应名称对之进行响应。而且，在优选实施方式中，资源消费者120A至120P使用域名解析将来自于资源节点100A至100N的响应转换成通信地址115上的地址。网络编程领域的技术人员将意识到存在很多方法进行发现和域名解析，包括SSDP、DNS、WINS或其他等等。

一旦资源消费者120A至120P确立了与资源节点110A至100N的通信，资源消费者120A至120P发送寻址到资源设备110的资源命令消息。资源命令消息能够寻址到作为整体或被分成各个部分的资源设备110。在优选实施方式中，资源命令消息通过其中对资源设备110进行整体寻址的多播被集总地发送到资源节点100A至100N，但可以预期，也可使用部分寻址到资源设备100的单播消息。在该语境中“多播”意味着通过通信路径115发送单个消息，其中两个或更多的资源节点100A至100N接收消息而不需要资源消费者向每个资源节点发送消息的一个以上的拷贝而消耗通信路径115上的带宽。还可以预期能够通过多播和单播消息而同时寻址资源设备110。

资源消费者120A至120P均构建包括关于它们各自特定需要的命令参数的资源命令消息。可以预期资源命令消息的至少一部分如其被构建的那样保留在存储器中。当在此使用时，术语“存储器”表示存储信息的硬件，无论该存储器位于何处，或者信息怎样存储。命令参数包括有关于满足资源消费者的需要的紧急度或重要性的意思。紧急度给出定时限制的意义，而重要性给出了资源消费者所需的优先权的意义。资源节点100A至100N使用紧急度或重要性命令参数或其他命令参数来帮助判断处理资源命令消息的时间。在优选实施方式中，资源消费者基于它们自己的内部信息或者基于从资源节点的响应收集的信息判断它们的紧急度或重要性。而且，在更优选的实施方式中，命令参数包括用于关联一组相关资源命令消息的命令标识符。

资源消费者120A至120P均包括接收对单个资源命令消息的多于一个的响应的能力。在资源设备110包括被资源节点100A至100N管理的冗余资源的情况中，则资源节点100A至100N中的一个以上响应于该消息。多个响应是所期望的，因为每个资源节点独立于其他节点工作，且不知道是否已经产生了响应。然而，由于对紧急度或重要性信息的适当处理，多个响应被平息。

在优选实施方式中，资源消费者120A至120P采用了缓慢启动算法来避免拥塞，从而确保带宽的有效使用并减少来自于资源节点的多次响应。通过最初缓慢地发送小的资源命令消息，资源消费者120A至120P判断哪一个资源节点100A至100N将倾向于首先响应，然后每个独立的资源消费者120A至120P能够独立地调节它们的紧急度或重要信息以帮助减少多次响应。例如，缓慢启动算法将大的命令消息分解成较小的命令消息，且缓慢地发送较小的消息。当接收到响应时，算法开始较快速地发送较大的消息。缓慢启动确保了具有小缓冲器的网络设备不被大的分组泛洪(flood)。如果它们变得泛洪，网络性能下降。此外，缓慢启动为资源消费者提供了检测哪个资源节点最快做出响应的机会。当最初缓慢地发送分组时，提供窗口以允许来自于资源节点的多个响应。资源消费者能够使用多个响应以确立资源的优选提供者。当通信速度起来以后，优选提供者信息然后可以用于平息多个响应。

资源设备

资源设备110包括由资源节点100A至100N表示的一个或更多个资源节点。尽管图1示出了单个资源设备，但可以预期在通信路径115上共存多个资源设备。

资源设备110可以被资源消费者120A至120P中的一个或更多个访问；因此，资源设备110可以是共享的资源。在优选实施方式中，资源设备110包括驻留在资源节点100A至100N上的、用以指示在资源消费者120A至120P中资源设备110何时是私有的或何时是共享的信息。

资源设备110包括资源消费者120A至120P使用的标识符以将资源设备110从通信路径115上的其他资源设备区分开。在优选实施方式中，标识符包括存储在资源节点100A至100N的存储器中的名称，其中名称可解析为通信路径115上的地址。当资源消费者120A至120N发出发现请求时，资源节点100A至100N使用名称响应，该名称包括资源节点110的名称，以指示它们所属的资源设备110。在尤其优选的实施方式中，名称解析为能够包括单播或多播地址的IP地址。可以预期资源消费者120A至120P能够通过单个地址寻址资源设备110，所述单个地址优选为IP多播地址。

在优选环境中，资源设备110包括冗余资源节点，其中资源节点100A至100N中的两个或更多个管理完全相同的资源。例如，如果资源设备110代表资源消费者120A至120P使用的用以存储数据的逻辑卷，则资源节点100A和资源节点100B可以代表镜像了相同存储数据的逻辑分区。另一示例包括这样一种情况：其中资源设备110代表逻辑web服务器，其中每个资源节点100A至100N是独立的服务器且具有处理进入的请求内容的连接的等价能力。

作为具有冗余资源节点的示例，考虑基于Zetera^TM技术实现的存储阵列，其中逻辑卷(资源设备)被虚拟化为多个IP可寻址逻辑分区(资源节点)。逻辑卷代表了具有从1到最大值MAX的逻辑块地址(LBA)的单个虚拟盘。每一个逻辑分区负责一组LBA，不必是连续或连接的，其中逻辑分区的集合覆盖了整个LBA范围，从1到MAX。而且，当两个或更多的逻辑分区负责相同的一组LBA时，它们是冗余的；由此产生数据的镜像。工作站设置逻辑卷，就好像它是逻辑相连的盘一样。驱动器通过网络处理与逻辑分区的所有通信，使用单个地址经由多播发送命令消息到所有的逻辑分区。

具有冗余节点的冗余设备的另一示例是web服务器中心，其中每个服务器能够对浏览器供应相同的内容。网关向服务器经由命令消息集总地发送来自于因特网的请求。第一个响应的服务器处理所述连接。

可以预期资源设备110可以代表其他计算资源，包括处理器带宽、显示器、存储器、可供应内容、连接处理、网络带宽或其他计算相关资源。

通信路径

通信路径115在资源消费者120A至120P以及资源节点100A至100N上提供寻址和数据传输支持。可以预期通信路径115不处于资源节点或资源消费者的直接控制之下；不过，可以预期资源消费者120A至120P或资源节点100A至100N将改变通信路径115的行为。另外，可以预期通信路径115包括使其不可靠的特性。

在优选实施方式中，通信路径115包括分组交换网络，该分组交换网络包括传输因特网协议的以太网通信。在优选实施方式中，资源消费者120A和120P和资源节点100A至100N通过DHCP获取IP地址。

资源节点

图2描绘了资源节点的可能的物理实施方式。资源节点200通过通信路径115从资源消费者接收资源命令消息。处理单元210接收资源命令消息并通过使用存储在存储器220中的命令队列230处理消息中的命令。来自消息的命令被放置在如命令233A至233N所表示的命令队列230中。处理单元210根据存储在包括命令队列230或资源节点数据240的存储器220中的资源节点信息来处理命令233A至233N。当处理单元210处理命令233A至233N时，处理单元210通过资源通信路径215访问资源260A至260M。

可以预期，存储在存储器220中的资源节点信息包括足够的信息以允许资源节点200独立于其他资源节点运作并聚焦于其主要功能设置。在优选实施方式中，包括处理单元210和存储器220的一个硬件元素服务于一个或更多个资源节点。例如，具有数据存储资源的盘驱动器将使用存储器和处理单元而提供大量的逻辑分区，每个逻辑分区具有其自己的IP地址，且每个逻辑分区负责一组LBA。另选的是，支持多个盘驱动器的架式安装封装将包括形成处理单元210的一个和更多个CPU，且将包括形成存储器220的一个或更多个RAM模块。架式安装封装然后可以提供在多个盘驱动器上具有职责的很多逻辑分区。还可以预期，资源节点200可以代表单个资源。例如，具有地址的逻辑分区可以响应一个完整的盘驱动器。

资源通信路径215提供处理器210和资源260A至260M之间的寻址和数据传递。在优选实施方式中，资源通信路径215包括盘驱动器通信总线。盘总线的示例包括ATA、SCSI、光纤通道、USB或其他现有或仍待发明的技术。还可以预期资源通信路径215可以包括分组交换网络。例如，在资源节点200是内容服务器的情况下，资源通信路径200可以是到达容纳内容的存储阵列的IP网络。

资源节点200基于解释每个资源命令消息中发现的紧急度或重要性信息和解释存储在存储器220中的资源节点信息判断何时处理命令233A至233N。资源节点200使用关于它们自己的信息来做出用于自治地处理命令的适当方法的断言。关于资源节点200的信息包括处理命令的能力、容量、负载、命令队列顺序、存储在命令序列中的先前的命令或影响对来自于资源消费者的资源命令消息的服务的其他相关信息。例如，如果资源节点200正以100％的容量服务于很多资源消费者，则能够判断出不服务该当前资源命令消息，从而处理当前负载，而默默地丢弃当前资源命令消息。资源命令消息被丢弃的资源消费者可以尝试另一命令，可以调节消息的紧急度或重要性，或者等待另一资源节点响应。

与存储在存储器220中的资源节点200相关的信息能够有利地包括判断资源节点200的行为的指令和数据。在尤其优选的实施方式中，资源节点数据240包括被资源消费者使用的、用以理解整体资源设备的信息，包括资源节点所属的资源设备的名称、资源节点的名称、资源节点在资源设备中扮演的角色、属性或其他资源节点信息。这暗示着资源节点数据240还代表了资源设备信息。

在优选实施方式中，资源节点200聚焦于处理它的职责而不执行额外的任务以增强资源设备的所需性能。这允许资源节点200完全使用其容量来服务于请求而不对性能或响应性产生负面影响。而且，从资源消费者的角度看，资源节点200的复本提供了增强的容量。

冗余资源节点

冗余资源节点是对几乎相同的资源提供访问的资源节点。冗余资源节点例如可以通过资源节点数据240通过名称或地址区分。然而，每个冗余资源节点具有相同类型资源的职责且具有相同的服务资源命令消息的能力(受它们的负荷、容量的限制)或其他能力。冗余资源节点的示例包括逻辑分区，该逻辑分区具有对位于一个逻辑卷中但是在能够服务相同内容的两个web服务器的或不同盘上的相同的一组LBA的职责。在优选实施方式中，冗余资源节点能够参与相同的多播组，其中资源消费者能够同时寻址它们。

在优选实施方式中，资源消费者发送资源命令消息到资源设备的资源节点而不关心哪个资源节点将实际处理该资源命令消息。在冗余资源节点的情况中，资源命令消息将被冗余资源节点基本并行地处理。当在此使用时，“基本并行”意味着由于通信路径和资源节点的时刻特性，在彼此10秒内至少两个资源节点处理资源命令消息。时刻特性包括滞后、节点负载或影响处理时间的其他参数，包括资源消费者或资源节点直接强加的时间。

可以预期，冗余资源节点能够产生对资源命令消息的多个响应，这潜在地消耗了带宽。在优选实施方式中，资源节点和资源消费者以试图结束多次响应的方式交互。还可以预期资源消费者能够发起对会发生多个响应的多个资源命令消息的交换。在优选实施方式中，资源消费者从响应的资源节点中选择优选提供者，且然后在后续资源命令消息紧急度中包括该优选提供者信息。如果资源节点是优选提供者，它常规地处理资源命令消息。如果资源节点不是优选提供者，它滞后处理。当优选提供者响应时，资源消费者发送它的下一消息。非优选提供者资源节点接收下一消息且取消先前发送的悬挂命令。还可以预期当前命令将接替命令序列中的先前命令的位置。

可以预期资源命令消息能够包括用于识别一组相关命令的命令标识符。在这种情况下，如果资源节点在其命令队列中具有命令且接收附加的相关命令，该资源节点能够解释该事件序列为悬挂先前命令的处理的指令，包括删除命令，由此减小潜在的多个响应的数目。

资源节点200可以基于资源命令消息中的命令和命令参数执行命令或预留未来使用的资源。执行命令提供了对资源命令消息的实际的服务。预留资源允许资源消费者聚集多个资源节点的能力。

资源命令消息

图3描绘了资源命令消息的可能示意。资源命令消息300包括将被资源节点处理的具有命令参数330的命令320。在优选实施方式中，资源消费者经由资源目标地址310将资源命令消息300寻址到资源设备或资源节点。资源命令消息300还可选地包括数据340。例如，如果命令320指示了向盘驱动器的写命令，则存在数据340，其中数据340代表了被写入的目标数据。在优选实施方式中，资源命令320包括命令紧急度335或命令重要性信息337。在另一更优选实施方式中，资源命令320包括命令标识符333。当在此使用时，术语“指示”意味着能够被解析成其他事务的事务。因而，词语“指示写命令的命令320”意味着“能够被解析成写命令的命令320”。

资源消费者在计算机可读存储器中构建资源命令消息300，其中资源命令消息300的至少一部分驻留在该计算机可读存储器中。一旦构建，通过将资源消费者与资源节点耦合的通讯路径发送该资源命令消息300。可以预期资源命令消息300在被构建时也被发送。在优选实施方式中，资源命令消息300被封装成数据包，且通过分组交换网络发送。在一个尤其优选的实施方式中，在传送时，使用用户数据包协议(UDP)发送资源命令消息300。相对于传输控制协议(TCP)，UDP具有减小的处理开销，且适于在一个命令的处理中不需要另一命令的信息的原子命令结构。预期的命令包括执行I/O处理、读取数据、写入数据、分配资源、预留资源、管理资源、检测资源的状态、执行资源的清点、记录资源事件日志、锁定资源或其他资源相关操作。资源节点使用与其自身信息耦合的命令参数330来判定何时处理命令320。

命令标识符

命令标识符333包括用于对两个或更多相关命令进行分组的信息。可以预期命令标识符333包括对于命令组而言是唯一的值。由于很多原因，命令被分组。例如，当文件系统请求文件数据，该文件数据包括从逻辑卷(所述逻辑卷由多个镜像逻辑分区组成)读取的很多LBA时，驱动器将所述请求分成针对每个LBA或LBA的相关组的独立资源命令消息。每个镜像逻辑分区将响应于每个资源命令消息，产生多个响应。然而，当资源节点在命令标识符333标识的命令组内检测到新的读取命令时，资源节点悬挂先前的命令处理，减小对于先前资源命令消息的多个响应。还可以预期资源节点将暂停当前执行的命令的处理，或将悬挂已经被处理的命令的响应。在优选实施方式中，命令标识符333包括ID号或者序列号。

还可以预期命令标识符333代表一系列命令-响应处理。例如，假设web服务器网关具有超过单个web服务器能力之外的需要注意的很多连接。网关向作为资源节点操作的所有web服务器发送资源命令消息300，该资源命令消息300在数据340中具有连接数并具有命令标识符333。每个能够响应的web服务器预留容量且发送响应。网关汇聚这些响应，发送具有相同命令标识符333的后续命令指示参与的web服务器处理所述连接。而且，非参与的web服务器将后续命令解释为用以停止处理具有相同命令标识符333的命令的指令。

紧急度

紧急度335(这里用作名词)包括与处理命令320的时刻相关的信息。可以预期资源节点从紧急度335推断命令被处理的实际时刻或者在命令队列中的命令顺序。预期的紧急度包括相对时刻信息或绝对时刻信息。相对时刻信息包括在时间窗口中指定对处理的需求。绝对时刻信息包括从资源消费者的角度或资源节点的角度指定处理的特定时间。

资源节点合并紧急度335及其自身的信息。在优选实施方式中，紧急度335包括资源消费者的优选提供者。匹配优选提供者的资源节点推断出比不匹配优选提供者更高的紧急度。例如，优选提供者资源节点常规地处理命令，而非优选提供者资源节点延迟地处理该命令。该方法提供了若干优点：多次响应被减小，节省了带宽，且如果原来优选提供者不能足够快速地响应，允许另一资源节点作为优选提供者接管，由此确保高的响应度。

重要性

重要性337(这里用作名词)包括与处理命令320的优先权相关的信息。可以预期优先权包括相对优先权或绝对优先权。相对优先权包括服务质量(QoS)信息。绝对优先权包括可能与命令序列相关的离散的值。可以预期资源节点处理来自于多个资源消费者的命令消息并使用信息重要性来帮助决定被处理的命令的顺序。

资源节点使用包括紧急度335或重要性337的命令参数来判定命令被处理的最终顺序。

命令队列

图4描绘了资源节点命令队列的可能示意。命令队列400包括一个或更多个命令位置415A至415Z，其中位置的数目与资源节点的实现相关。

尽管图4描绘了命令队列的一般表达，但本领域技术人员应该意识到存在很多可能的方法来对一组命令的处理进行排序，即使它们不是数据结构。当在此使用时，“命令队列”将被广义地理解成包括命令处理的任意顺序。示例命令队列包括以时间排序的、以优先权排序的、先进先服务的、只具有未决命令和一个执行命令的、或者具有由资源节点决定的其他顺序的队列。

资源节点基于处理命令的时间确定命令的顺序或重新排列命令的顺序。一旦基于资源节点信息、命令紧急度或重要性判定了顺序，资源节点就通过将在命令队列400中的命令放置在适当的位置上而重新排列队列。当在此使用时，“位置”将被广义地理解为包括相对于其他未决的或执行的命令排序的命令的概念。资源节点包括操纵命令队列400的能力。而且，所述排序将指示资源节点可能永不处理命令；因此，该命令根本不被放置在队列中。该概念还包括这样的情况：其中资源节点有负荷使得它根本不能处理进入的消息。因此，资源节点判定“何时”处理命令的概念包括忽略资源命令消息。

在优选实施方式中，命令队列400一般代表先进先服务队列，其中资源节点基于QoS、优选提供者信息或命令标识符调整命令位置。

处理资源命令消息

图5描绘了被资源节点采用的、用以处理命令队列消息的一组可能的步骤。资源消费者发送资源命令消息到一个或更多个资源节点；因此，当多于一个资源节点，优选地为冗余节点接收资源命令消息时，图5中示出的步骤基本并行发生。

在步骤500，资源节点接收资源命令消息。资源命令消息将被寻址到独立的节点或被集总地寻址到一组资源节点。在优选实施方式中，资源节点以IP地址接收单播或多播的资源命令消息。可以预期资源节点将具有负荷，它不能接收资源命令消息。如果这样，要么其他资源节点处理它，要么资源消费者试图再次发送资源消息。

在步骤505，资源节点开始资源命令消息的评估。如果有的话，资源节点解释资源命令消息中的紧急度信息。紧急度信息包括直接信息或间接信息。直接信息包括关于何时处理命令的时间的基准。例如，直接信息包括将资源消费者的所需紧急度描述为绝对时间或相对时间。间接信息包括资源节点基于紧急度信息推断时间的基准。例如，当资源命令消息包括优选提供者信息时，资源节点能够改变命令被处理的时间。

在步骤510，如果有的话，资源节点通过解释重要性信息继续资源命令消息的评估。和用于解释紧急度信息的步骤中一样，重要性信息包括直接信息或间接信息。直接信息包括绝对优先权信息或相对优先权信息。间接信息包括QoS信息。QoS信息告知资源节点比其他命令优先地处理该命令以增强性能。

在步骤515，资源节点收集关于其自身的相关信息以做出关于何时处理资源命令消息中的命令的最终判定。预期的资源节点信息包括负载信息，容量、先前的命令、命令队列中的命令或其他以资源节点为中心的信息。

本领域技术人员将意识到前面的步骤的顺序是可变的，且不一定要遵循所展示的顺序。

在步骤520，资源节点将其资源节点信息和从紧急度或重要性信息解释的信息相组合，以确立资源命令消息中的命令被处理的时间。在步骤533，资源节点判定命令是否将被处理。如果为否，在步骤535，资源节点默默地丢弃命令消息。在优选实施方式中，资源节点自治地判定是否丢弃资源命令消息且资源消费者假设满足了用于确保其资源需求的职责。可以预期资源节点在其满负荷时、在其命令队列满时、在其资源被预留时或因其他原因资源节点不希望处理命令时丢弃命令。一旦丢弃，在步骤500，资源节点再次等待接收额外的资源命令消息。

如果资源节点判定命令将被处理，则在步骤543，它判断命令是否被延迟。命令由于若干原因而延迟，包括资源节点不是优选提供者或者资源消费者特别请求了处理命令的时间。如果命令将被延迟，在步骤545，资源节点判定命令被延迟的时间量。还可以预期资源节点将通过取消执行中命令来加速命令的处理，以有利于当前的命令。

在处理用于命令处理的条件之后，在步骤553，资源节点判断未决的命令是否应当被悬挂。如果基于命令的命令参数中的信息判断命令不再有效，则未决的命令被悬挂。如果当前命令通过未决的命令所属的命令标识符指示其自身为一组的一部分，则在步骤555，资源节点能够将当前命令解释为悬挂未决的命令的指令。悬挂包括进一步延迟而不处理未决命令、暂停处理的未决命令、从命令队列移除未决命令、删除未决命令、或导致未决命令处理时间的变化的其他行为。

在步骤565，资源节点已经完成关于何时处理命令的判断，且资源节点在命令队列中放置该命令。在优选实施方式中，基于优先权、紧急度或命令标识符，通过资源节点调整资源节点顺序。本领域普通技术人员将意识到可以采用不同于这里提出的命令序列的命令序列的很多方法。可以预期资源节点以相对位置或绝对位置在命令队列中放置命令。如果命令队列具有设定数目的位置，则例如绝对位置代表标准队列的特定索引。绝对位置的示例包括当前执行命令位置、第一位置或最后的位置。相对位置代表相对于在队列中的其他命令的可能基于时间或优先权排序了的位置。

在步骤570，资源节点在合适的时间执行命令。而且，如果可行的话，在步骤575，资源节点将向资源消费者发送资源命令响应消息。在优选实施方式中，所述响应包括命令被处理的确认、请求的数据、或处理命令的能力的指示。在另一更优选的实施方式中，资源节点为资源消费者预留至少一部分请求分配的资源并告知资源消费者其能力的指示。例如，如果资源消费者请求存储100G的数据，资源节点将响应它能存储50G的指示。资源节点还可以预留这50G以允许资源消费者聚集其他资源节点的能力从而实现100G。

还可以预期资源命令响应消息将被其他资源节点接收，且将被解释为用于悬挂资源命令消息中的命令的处理的指令。软件或固件研发领域的技术人员将意识到步骤570将作为与消息处理步骤并行的线程或任务执行。

在优选实施方式中，图5中所述的资源节点步骤作为将在处理单元上执行的一系列指令被存储在计算机可读媒介中。固件或软件开发领域的技术人员将意识到存在执行所述步骤的很多可能的方法，它们全都落在本发明内容的范围内。在另一优选实施方式中，可以预期多个资源节点基本并行地处理资源命令。在更优选的实施方式中，多个资源节点在相互3秒内并行地处理资源命令消息。

访问资源设备

图6描绘了资源消费者和资源节点采用的一组可能的步骤从而实现对资源的访问。资源消费者发送资源命令消息到包括一个或更多个资源节点的资源设备。在优选实施方式中，可以预期一个或更多个资源消费者彼此独立地执行步骤，可能与相同的资源节点相交互。

在步骤600，资源消费者开始在计算机可读存储器中构建资源命令消息的处理。资源消费者确立其与资源命令消息中的命令相关的紧急度感觉。在步骤605，资源消费者确立命令的重要性。如果可应用的话，对于当前资源命令消息，发生步骤600和605两者。在步骤610，资源消费者可选地指派指明当前命令与先前命令或后续命令的关系的命令标识符。步骤600、605或610可以以任意所需的顺序发生。

在步骤615，资源消费者基于命令、包括命令标识符、紧急度或重要性的命令参数构建资源命令消息。

在步骤620，资源消费者发送资源命令消息到资源设备。在优选实施方式中，资源命令消息被形成为一个或更多个分组且通过分组交换网络发送。在尤其优选的实施方式中，使用UDP发送分组。而且，当资源消费者发送资源命令消息时，优选地，资源消费者集总地发送消息到一组资源节点或所有资源节点。在优选实施方式中，资源命令消息经由多播发送，其中每个资源节点是其地址代表资源设备的多播组的成员。可以预期资源命令消息首先被缓慢地发送以避免耦合资源消费者和资源节点的通信路径的拥塞。包括TCP的网络协议领域的普通技术人员将意识到用于拥塞避免的缓慢启动。

在步骤625，资源节点接收资源命令消息并开始处理该消息。在优选实施方式中，多个资源节点能够接收相同的资源消息。而且，在另一更优选的实施方式中，多个资源节点平等地能够处理命令并对发送该资源命令消息的资源消费者进行响应。

在步骤630，资源节点使用紧急度、重要性或命令标识符信息以及关于其自身的信息来判定命令将在何时被处理。在步骤633，资源节点判断先前的命令是否悬挂而不处理。如果这样，在步骤635，先前的命令被悬挂，否则，在步骤640，当前命令被放置在命令队列中。一旦轮到处理该命令，在步骤645，资源节点执行命令且在步骤650发送合适的响应。

在优选实施方式中，在步骤655，资源消费者将从多个资源节点接收多个响应，其中所述资源节点供给冗余能力。如果这样，资源消费者在多个节点中选择优选资源节点。在尤其优选的实施方式中，基于哪个冗余节点最先响应来选择优选资源节点。与包括多个资源节点的资源设备交互的各资源消费者能够具有不同的优选提供者。而且，当环境中的条件改变时，优选提供者能够改变。因此，在任意给定时刻，资源消费者自然地经历强健的性能、负载均衡和响应度，而不强加任意额外的管理。

在优选实施方式中，图6中示出的步骤以将被处理单元执行的指令的形式被存储在计算机可读媒介中。

优点

作为采用资源命令消息的自然结果，资源消费者和包括一个或更多个资源节点的资源设备实现了很多优点。

当附加的资源设备或资源节点添加到系统中时，资源自然地扩展。每个独立的资源节点聚焦于其主要职责且处理资源命令消息；因此，它们是自治的，允许以高达处理资源命令消息的通信路径的能力的原子级来扩展所述系统。因为所有的流量都是与访问资源相关的而不是用于系统管理或维护的，因而通信路径的带宽被更加有效地利用。而且，因为如果资源系统需要其他的容量，独立的资源节点可以被添加，因而与复制整个资源系统相比，递增成本减小。

当附加资源节点被添加到系统中时，资源的性能和响应度增加。资源消费者集总地发送资源命令消息到资源节点，由此允许多于一个资源节点响应。假设各资源节点的负荷不同，则最能响应的资源节点响应，导致快速的响应时间。此外，多个资源节点，不必是冗余节点，基本并行地处理资源命令消息，为资源消费者提供了较高的性能。资源消费者使用重要性信息为资源节点指示处理命令所需要考虑的优先权。重要性信息有助于QoS数据的处理。通过用于拥塞避免的缓慢启动，减小了多次响应，从而限制了带宽的消耗。此外，资源消费者均具有它们自己的资源节点视角，且当使用冗余节点工作时，独立地选择优选提供者，以有助于确保快速响应时间和减小多个消息。

因为每个节点独立地运作，允许每个节点按它们被设计的处理能力处理尽可能多的流量，所以作为自然结果，负载均衡在冗余资源节点上得到实现。消费者没有那个资源节点服务于其请求的先验喜好；然而，资源消费者能够偏向于哪个节点优选以减小多次响应。即使资源消费者可能具有优选提供者，它也能够通过连续的交互基于其他资源节点的响应改变优选提供者。因此，负载在节点上被均衡。当附加的节点被添加到系统以减小负荷时，如有需要，资源消费者能够通过优选节点循环，使得多个资源消费者能够有效地共享资源节点。

因而，已经公开了资源命令消息的特定组成和方法。然而，对于本领域技术人员而言，很明显，所描述的内容之外的很多变型是可能的，并不会偏离这里的发明概念。因此除了所公开的精神之外，本发明不被限制。而且，在解释该公开时，所有的术语应当与语境一致地以最广的可能方式解释。具体而言，术语“包括”、“包含”将被解释为对元素、组件、和非排他方式的步骤的引用，表示优选的元件、组件和步骤能够被呈现或使用，或与没有明确引用的其他元件、组件或步骤相组合。

Claims (18)

1.一种资源消费者通过多个资源节点来访问资源的方法，所述方法包括：

通过第一多播消息，向所述多个资源节点传输第一资源命令消息；

接收来自所述多个资源节点的针对所述第一资源命令消息的响应；

根据接收到的来自所述多个资源节点的所述响应，来选择优选提供者；以及

通过第二多播消息，向所述多个资源节点传输第二资源命令消息，所述第二资源命令消息包括关于所述优选提供者的信息，其中所述优选提供者资源节点常规地处理命令，而非优选提供者资源节点延迟地处理命令。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，

各来自所述多个资源节点的响应包括相同的内容项。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，

所述多个资源节点包括管理完全一样的资源的多个冗余资源节点。

4.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括：

对所述第二资源命令消息提供命令紧急度，该命令紧急度包括关于所述优选提供者的信息。

5.根据权利要求1或4所述的方法，该方法还包括：

对所述第一资源命令消息提供命令紧急度，该命令紧急度指示处理所述第一资源命令消息中的命令的相对时间。

6.根据权利要求1或4所述的方法，该方法还包括：

对所述第一资源命令消息提供命令紧急度，该命令紧急度指示处理所述第一资源命令消息中的命令的绝对时间。

7.根据权利要求1或4所述的方法，该方法还包括：

对所述第一资源命令消息提供命令重要性，该命令重要性指示处理所述第一资源命令中的命令的绝对优先权。

8.根据权利要求1或4所述的方法，该方法还包括：

对所述第二资源命令消息提供命令标识符，该命令标识符将所述第二资源命令消息与所述第一资源命令消息关联起来。

9.一种处理资源命令请求的设备，包括：

用于经由通信路径接收第一资源命令请求的装置，该第一资源命令请求包括优选提供者信息和命令；

用于根据所述优选提供者信息来判定所述设备是非优选提供者的装置；以及

用于根据所述设备是非优选提供者的所述判定而针对非优选提供者延迟处理所述命令的装置。

10.根据权利要求9所述的设备，还包括：

用于接收第二资源命令请求的装置，该第二资源命令请求包括命令标识符，该命令标识符将所述第二资源命令请求与所述第一资源命令请求关联起来；以及

用于根据对所述第二资源命令请求的接收来悬挂起对所述命令的处理的装置。

11.根据权利要求10所述的设备，还包括：

用于通过从命令序列中移除所述命令来将所述命令的处理悬挂的装置。

12.根据权利要求10所述的设备，其中，

所述第二资源命令请求包括另一命令，并且，

所述设备还包括：用于在命令序列中用所述另一命令代替所述命令的装置。

13.根据权利要求9或10所述的设备，其中，

从资源消费者接收所述第一资源命令请求，该第一资源命令请求包括针对数据的请求，并且，

所述设备还设置成为：向所述资源消费者传输所述数据。

14.一种通过资源节点来处理资源命令请求的方法，该方法包括：

经由通信路径接收第一资源命令请求，该第一资源命令请求包括优选提供者信息和命令；

根据所述优选提供者信息来判定所述资源节点是非优选提供者；以及

根据所述资源节点是非优选提供者的所述判定，而针对非优选提供者延迟处理所述命令。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，第二资源命令请求包括另一命令，并且所述方法还包括：

接收第二资源命令请求，该第二资源命令请求包括命令标识符，该命令标识符将所述第二资源命令请求与所述第一资源命令请求关联起来；以及

根据对所述第二资源命令请求的接收，悬挂起对所述命令的处理的接收。

16.根据权利要求15所述的方法，还包括：通过从命令序列中移除所述命令，来将所述命令的处理悬挂。

17.根据权利要求15所述的方法，其中所述第二资源命令请求包括另一命令，并且，

所述方法包括：在命令序列中用所述另一命令代替所述命令。

18.根据权利要求14或15所述的方法，其中，

从资源消费者接收所述第一资源命令请求，该第一资源命令请求包括针对数据的请求，并且

所述方法还包括：向所述资源消费者传输所述数据。

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