CN104081728B - 网络管理 - Google Patents

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Abstract

本文描述了一种用于网络管理的系统和方法。该系统包括多个服务器和将服务器彼此耦合并且被配置成将服务器连接到一个或多个客户端计算设备的第一网络。该系统也包括将服务器彼此耦合的第二网络，其中通过第二网络传送在服务器之间传送的数据。通过第一网络将针对配置第二网络的网络管理请求传送到服务器。

Description

网络管理
背景技术
因为数据量和处理需求增加，所以计算集群在大小方面增长，并且因此，服务器间的通信需求相应地增加。传统以太网和其他基于网络的结构，诸如InfiniBand，具有完全成熟的管理支持。然而，性能、成本和功率的开销可以是显著的。另一方面，关于使用诸如PCIe的母版级I/O互连作为高速网络结构的最近工作显示出有前途的性能和能量效率结果，但是也揭示了在管理这样的基于高速I/O互连的网络中的挑战。例如，关键挑战是，针对这样的I/O互连来支持诸如故障容忍、端到端流控制和服务质量（QoS）的高级管理特征。这些特征由诸如以太网的传统网络支持，但是不由诸如PCIe的I/O互连支持，主要因为这样的特征针对I/O互连常常是昂贵的。
附图说明
在下文详细的描述中和参考图描述了某些示例，其中：
图1是根据示例的联网系统的框图；
图2是示出了用于经由以太网网络管理PCIe网络的方法的过程流程图；
图3是示出了用于网络管理的方法的过程流程图；以及
图4是示出了存储适于经由以太网网络管理PCIe网络的协议的有形的、非瞬时性计算机可读介质。
具体实施方式
本文描述的技术一般地涉及经由包括管理特征的另一低速网络对缺乏这样的管理特征的高速网络的管理。更具体地，本文描述的技术涉及诸如快速外围部件互连（PCIe）网络的高速I/O互连与诸如以太网网络的分离的带外（out-of-band）网络的组合。这样的技术可以被用于在没有显著地增加联网系统的成本和复杂度的情况下同时提供高速、高能效的数据传送和丰富的管理特征。在各种示例中，分离的带外网络可以是提供可靠的设备发现、注册和其他管理特征用于缺乏这样的管理特征的高带宽I/O互连的低带宽、低成本网络。
图1是根据示例的联网系统100的框图。联网系统100可以包括适于可通信地耦合多个服务器106的PCIe网络102和以太网网络104。服务器106可以是任何数量的不同类型的服务器，并且可以被包括在集群配置内。在各种示例中，服务器106中的每个可以包括两个网络接口，即网络接口卡（NIC）108和多个I/O端口110。NIC 108可以适于将服务器106连接到以太网网络104，而I/O端口110可以适于将服务器连接到PCIe网络102。
服务器106中的每个也可以包括被配置成存储数据的存储设备112。这样的数据可以包括将在服务器106之间经由PCIe网络102传送的数据，或者将在任何服务器106和客户端114之间经由以太网络104传送的数据。
以太网网络104可以被用于促进在客户端114和服务器106之间的通信。例如，在服务器106中的一个的存储设备112内存储的数据可以被发送到或者接收自客户端114或者任何服务器106。为了清楚，本公开将网络104描述为以太网网络。然而，应理解根据示例也可以使用其他类型的网络。例如，除其他之外，可以使用提供管理特征的任何类型的网络，诸如以太网InfiniBand，或者光纤信道（Fiber Channel）。
在各种示例中，客户端114可以被配置成提供网络管理功能。除其他之外，客户端114可以是任何类型的计算设备，诸如桌面计算机、膝上式计算机、平板计算机、服务器或者移动电话。如在图1中示出的那样，诸如客户端114A的一个或多个客户端可以可通信地直接耦合到以太网网络104。诸如客户端114B的一个或多个附加客户端可以经由例如诸如因特网的广域网（WAN）116可通信地耦合到以太网网络104。
在各种示例中，PCIe网络102包括被配置成可通信地耦合在联网系统100内的服务器106的任何适合的数量的网络链接118和网络交换机120。网络交换机120可以是机架级（rack-level）交换机。PCIe网络102的网络链接118和网络交换机120可以促进在服务器106之间的通信。例如，在服务器106中的一个的存储设备112内存储的数据可以通过PCIe网络102被发送到或者接收自任何其他服务器106。
在某些示例中，客户端114可以请求在多于一个服务器106之间分发的数据。客户端114向其进行请求的服务器106可能具有到某些数据的访问。然而，服务器106也可能必须从任何其他服务器106收集附加数据。一旦已经收集了附加数据，可以将所有请求的数据从客户端114进行请求的服务器106发回到客户端114。
为了清楚，本公开将网络102描述为PCIe网络。然而，应理解也可以使用其他类型的网络。例如，网络102可以是缺乏管理特征的任何类型的基于高速I/O互连的结构，诸如PCIe、HyperTransport或者其他封装级（enclosure-level）互连。
在各种示例中，以太网网络104被配置成管理PCIe网络102，使得维持PCIe网络102的适当操作。这可以经由来自网络管理代理122和/或监视代理124的输入完成。如在图1中示出的那样，网络管理代理122和监视代理124可以被包括在诸如客户端114C的客户端中的一个内。在其他示例中，网络管理代理122和监视代理124驻留在任何服务器106上，或者在PCIe网络102内的任何网络交换机120上。
网络管理代理122和监视代理124中的每个可以包括被配置成经由来自以太网网络104的输入控制PCIe网络102的配置的硬件、软件或固件。在某些示例中，网络管理代理122经由包括将在PCIe网络102上执行的具体动作的网络管理请求控制PCIe网络102的运转。进一步地，监视代理124可以被配置成监视PCIe网络102来确定由网络管理请求指定的动作是否在PCIe网络102内实施。
另外，服务器106中的每个可以包括驱动器126，所述驱动器126例如经由以太网网络104从网络管理代理122接收管理指令，并且将管理指令翻译成将在PCIe网络102上执行的动作。驱动器126可以被配置成根据指定的配置控制通过PCIe网络102的数据包的传送。在各种示例中，驱动器126也提供用于PCIe网络102的软件接口，其使得客户端114能够出于配置目的访问PCIe网络102。驱动器126可以被配置成根据具体实施的细节，在内核模式或者用户模式中提供这样的功能性。
应理解图1的框图不意图指示联网系统100将包括在图1中示出的所有部件。进一步地，取决于具体实施的细节，联网系统100可以包括未在图1中示出的任何适合的数量的附加部件。
图2是示出了用于经由以太网网络管理PCIe网络的方法200的过程流程图。在各种示例中，可以在上文关于图1讨论的联网系统100内实施方法200。
方法在框202处开始，在此处经由以太网网络发出PCIe管理请求。如上文关于图1讨论的那样，可以由驻留在客户端114上或在任何服务器106上的网络管理代理122发出PCIe管理请求。PCIe管理请求可以是涉及管理PCIe网络的任何类型的请求。例如，PCIe管理请求可以涉及配置、控制、协调或监视在PCIe网络内的服务器和其他网络设备。另外，这样的PCIe管理请求可以针对PCIe网络提供安全管理、性能管理、故障管理、配置管理和带宽管理。
在某些示例中，PCIe管理请求由网络管理代理自动地发送。例如，如果服务器从PCIe网络断开，则网络管理代理可以在服务器重启之后自动地发送PCIe管理请求。在其他示例中，网络管理代理可以响应于经由客户端计算设备的来自诸如网络管理者的用户的输入发出PCIe管理请求。
在某些示例中，PCIe管理请求是用于在PCIe网络中包括重启的服务器的请求。这样的PCIe管理请求可以针对PCIe网络提供故障容忍以及服务器故障隔离。例如，如果一个服务器故障，并且失去到服务器的PCIe网络的连接，则以太网网络可以使用PCIe管理请求允许服务器的重新发现和注册。网络管理代理可以响应于特定服务器的故障自动地发送这样的PCIe管理请求。
在其他示例中，PCIe管理请求是用于改变在服务器之间的数据流速率的请求。这样的PCIe管理请求可以被用于从以太网网络向PCIe网络提供带外流控制和服务质量（QoS）信息。响应于涉及在数据流速率中的改变的PCIe管理请求，驱动器可以使用任何适合的手段调整在服务器之间的数据流速率。例如，驱动器可以基于PCIe管理请求针对在服务器之间的不同流调整数据缓冲区大小或者数据包优先级。
进一步地，在某些示例中，PCIe管理请求是设备发现请求。设备发现请求可以指示驱动器126来标识连接到PCIe网络的设备，诸如交换机、服务器等等。由驱动器126发现的设备可以通过以太网网络被报告回到网络管理代理。
在框204处，网络管理代理将PCIe管理请求转发到PCIe驱动器。在各种示例中，将PCIe管理请求转发到在涉及PCIe管理请求的任何数量的具体服务器内的PCIe驱动器。在示例中，用于传送PCIe管理请求的以太网包可以包括将其标识为PCI管理请求的报头信息。该报头信息也可以针对PCIe管理请求标识一个或多个目标服务器。
在框206处，经由PCIe驱动器将PCIe管理请求翻译成动作。动作涉及具体的PCIe管理功能。例如，动作可以包括配置PCIe交换机拓扑和带宽，或者针对具体的流控制数据包的传送速率。除其他之外，动作也可以包括改变PCIe链接的宽度、电压或频率，或者诊断有关的功能。在某些示例中，PCIe驱动器将PCIe管理请求翻译成涉及具体PCIe管理功能的多个动作。
在框208处，在完成PCIe管理请求时，PCIe驱动器将确认通过以太网网络发送到PCIe管理请求的源。在框210处，经由监视代理观察由涉及PCI管理请求的动作引起的对PCIe网络的改变。这样的改变可以包括对PCIe网络的设备级和用户级两者的改变。
在框212处，监视代理做出关于是否已经满足PCIe管理请求的确定。如果确定已经满足PCIe管理功能，则方法200在框214处完成。在某些示例中，监视代理通过以太网发出确认消息来指示已经满足PCIe管理功能。然而，如果确定尚未满足PCIe管理功能，则可以在框216处经由监视代理发出附加的PCIe管理请求。这可以被重复直到已经满足通过原始PCIe管理请求指定的PCIe管理功能为止
图2不意图指示框202-216将按任何特定次序执行。另外，取决于具体实施的细节，可以删除框202-216中的任何框，并且任何数量的附加过程可以被添加到方法200。
图3是示出了用于网络管理的方法300的过程流程图。在各种示例中，在上文关于图1讨论的联网系统100内实施方法300。例如，可以由驻留在服务器106中的每个内的驱动器126执行方法300。进一步地，在某些示例中，第一网络是诸如PCIe网络的I/O互联网络，并且第二网络是如上文关于图2讨论的以太网网络。
方法在框302处开始，在此处，在驱动器处通过第一网络接收网络管理请求。该网络管理请求可以是涉及管理第二网络的配置的任何类型的请求。
在框304处，驱动器将网络管理请求翻译成将在第二网络上执行的动作。例如，动作可以是对在服务器中的一个上的数据缓冲区的大小的改变，或者对在服务器之间发送的数据包的优先级的改变。另外，如果网络管理请求是用于在第二网络中包括重启的服务器的请求，则动作可以是到第二网络的交换机的通知以包括重启的服务器。进一步地，在某些示例中，网络管理请求被翻译成多个动作。
在框306处，驱动器将动作发出到第二网络的一个或多个部件。第一网络的部件可以被配置成执行具体动作。该动作可以导致对应于网络管理请求的管理功能的实施。例如，动作可以改变在第二网络上的服务器之间交换的数据的传送速率，或者可以指示第二网络的交换机来在第二网络上包括重启的服务器。进一步地，在某些示例中，如果网络管理请求包括多个动作，则所有动作可以被用于实施具体的管理功能。
图3不意图指示框302-306将按任何特定的次序执行。另外，取决于具体实施的细节，可以删除框302-306中的任何框，或者任何数量的附加过程可以被添加到方法300。例如，方法300可以包括经由监视代理监视第二网络来确定发出到第二网络的一个或多个部件的动作是否导致对应于网络管理请求的管理功能的成功实施。如果动作导致管理功能的成功实施，则监视代理可以通过第一网络发出确认。在各种示例中，如果动作没有导致管理功能的成功实施，则监视代理自动发出附加的网络管理请求。
图4是示出了存储被配置成经由以太网网络管理PCIe网络的代码的有形的、非瞬时性计算机可读介质400的框图。可以由处理器402通过计算机总线404访问有形的、非瞬时性计算机可读介质400。更进一步地，有形的、非瞬性计算机可读介质400可以包括指导处理器402来执行当前方法的步骤的代码。
如在图4中指示的那样，本文讨论的各种软件部件可以被存储在有形的、非瞬时性计算机可读介质上。例如，数据传送模块406可以被配置成经由PCIe网络或以太网网络在多个服务器之间传送数据。网络管理模块408可以被配置成经由以太网网络监视和管理PCIe网络来确保PCIe网络适当地运转。可以使用包括涉及将执行的管理功能的具体动作的多个网络管理请求执行这样的管理程序。另外，网络监视模块410可以被配置成监视PCIe网络来确定由网络管理请求指定的管理功能是否已经在PCIe网络内实施。
图4的框图不意图指示有形的、非瞬时性计算机可读介质400将包括在图4中示出的所有部件。进一步地，取决于具体实施的细节，任何数量的附加部件可以被包括在有形的、非瞬时性计算机可读介质400内。
虽然本技术可能易受各种修改和替代形式影响，但是仅经由示例的方式示出上文讨论的示例。应理解本技术不意图受限于本文公开的特定示例。当然，本技术包括落入所附权利要求书的真正精神和范围内的所有替代、修改和等同物。

Claims (15)

1.一种网络管理系统，其包括：
多个服务器；
第一网络，其将多个服务器彼此耦合并且被配置成将多个服务器连接到一个或多个客户端计算设备；以及
第二网络，其将多个服务器彼此耦合，其中通过第二网络传送在多个服务器之间传送的数据；
其中通过第一网络将用于配置第二网络的网络管理请求传送到多个服务器;
其中所述多个服务器中的每个服务器包括网络接口卡NIC和多个I / O端口，其中所述NIC适于将服务器连接到第一网络，并且所述I / O端口适于将服务器连接到第二网络。
2.如权利要求1所述的系统，其中第一网络是以太网网络并且第二网络是PCIe网络。
3.如权利要求1所述的系统，其中多个服务器中的每个包括驱动器，所述驱动器被配置成接收网络管理请求、将网络管理请求翻译成将在第二网络上执行的动作、并且将动作发出到第二网络的一个或多个部件。
4.如权利要求1所述的系统，包括耦合到第一网络并且被配置成发出网络管理请求的网络管理代理。
5.如权利要求1所述的系统，其中网络管理请求包括用于通知第二网络的交换机以将重启的服务器包括为第二网络的一部分的请求。
6.如权利要求1所述的系统，其中网络管理请求包括将在第二网络上实施的数据流控制请求。
7.如权利要求1所述的系统，包括被配置成监视第一网络和第二网络并且发出网络管理请求的网络监视代理。
8.一种网络管理方法，其包括：
从第一网络接收用于配置第二网络的网络管理请求，其中所述第一网络将多个服务器彼此耦合，并且第二网络将所述多个服务器彼此耦合，其中通过第二网络传送在多个服务器之间传送的数据；
将网络管理请求翻译成将在第二网络上执行的动作；以及
将动作发出到第二网络的一个或多个部件；
其中多个服务器中的每个服务器包括网络接口卡NIC和多个I / O端口，其中所述NIC适于将服务器连接到第一网络，并且所述I / O端口适于将服务器连接到第二网络。
9.如权利要求8所述的方法，其中第一网络是以太网网络并且第二网络是PCIe网络。
10.如权利要求8所述的方法，包括通过第一网络发出确认，所述确认指示网络管理请求被成功地实施。
11.如权利要求8所述的方法，包括监视第二网络来确定发出到第二网络的一个或多个部件的动作是否成功地实施了对应于网络管理请求的管理功能。
12.如权利要求11所述的方法，包括如果发出到第二网络的一个或多个部件的动作没有成功实施管理功能，则自动地发出附加的网络管理请求。
13.一种网络管理方法，所述方法包括：
从第一网络接收用于配置第二网络的网络管理请求，并且确定网络管理请求指向第二网络，其中所述第一网络将多个服务器彼此耦合，并且第二网络将所述多个服务器彼此耦合，其中通过第二网络传送在多个服务器之间传送的数据；
将网络管理请求翻译成将在第二网络上执行的动作；以及
将动作发出到第二网络的一个或多个部件；
其中多个服务器中的每个服务器包括网络接口卡NIC和多个I / O端口，其中所述NIC适于将服务器连接到第一网络，并且所述I / O端口适于将服务器连接到第二网络。
14.如权利要求13所述的方法，其中动作改变在第二网络上的服务器之间交换的数据的数据速率。
15.如权利要求13所述的方法，其中动作指示第一网络的交换机来在第二网络上包括重启的服务器。
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