CN104094562B - 以太网络的预留系统 - Google Patents

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Abstract

改进的计算机系统可以包括在融合增强型以太网光纤信道(FCoCEE)网络中的带有计算机处理器的服务器。该系统还可以包括与该服务器通信的预留系统，其利用增强传输选择(EST)通过基于计划的工作量调度用于优先级组的带宽来预留用于该优先级组的带宽。

Description

以太网络的预留系统
技术领域
本发明涉及计算机领域，更具体地，涉及计算机联网。
背景技术
增强传输选择(ETS)是对于意图向优先级组提供带宽分配的融合增强型以太网(CEE)的增强之一。在其当前的形式中，ETS使得带宽能够在携带突发高供给负载(burstyhigh offered load)的优先级组之间共享。
发明内容
根据本发明的一个实施例，改进的计算机系统可以包括在融合增强型以太网光纤信道(FCoCEE)网络中的带有计算机处理器的服务器。该系统还可以包括与该服务器通信的预留系统(reservation system)，其利用增强传输选择(EST)通过基于计划的工作量调度用于优先级组的带宽来预留用于该优先级组的带宽。
服务器可以用虚拟ID标记要为其预留带宽的优先级组。该虚拟ID可以由ETS识别，该ETS调度已知的通信量传递(traffic delivery)并通知FCoCEE网络中的其他服务器：用于具有该虚拟ID的优先级组的带宽被预留。
服务器可以路由(rout)优先级组经过FCoCEE网络，以避免瓶颈。预留系统可以使用ETS来预留用于优先级组的共享带宽。
计划的工作量可以是基于计划的工作量的持续时间。预留系统可以使用ETS用于优先级组预留端对端(end to end)维持的带宽。
预留系统可以请求抢先(preempt)在进行中的所有流的带宽调度。预留系统可以向进行中的流的发送者通知降低了的吞吐量(throughput)。
本发明的另一方面是用于改进计算机系统的方法。该方法可以包括通过与在融合增强型以太网光纤信道(FCoCEE)网络中的包括计算机处理器的服务器通信的预留系统而利用增强传输选择(ETS)。该方法还可以包括通过基于计划的工作量调度用于优先级组的带宽而为该优先级组预留带宽。
该方法还可以包括用虚拟ID标记在该服务器处的要为其预留带宽的优先级组，并且该虚拟ID由ETS识别，该ETS调度已知的通信量传递并通知该FCoCEE网络中的其他服务器：用于具有该虚拟ID的优先级组的带宽被预留。该方法可以另外包括经由服务器路由优先级组经过FCoCEE网络以避免瓶颈，并且该预留系统使用ETS来预留用于优先级组的共享带宽。
该方法还可以包括使该计划的工作量基于该计划的工作量的持续时间，并且使用ETS为该优先级组预留端对端维持的带宽。该方法还可以包括通过该预留系统请求抢先在进行中的所有流的带宽调度。该方法可以另外包括通过该预留系统向进行中的流的发送者通知降低了的吞吐量。
本发明的另一方面是耦合到切实介质用于改进计算机系统的计算机可读程序代码。该计算机可读程序代码可以配置为致使该程序通过与在融合增强型以太网光纤信道(FCoCEE)网络中的包括计算机处理器的服务器通信的预留系统而利用增强传输选择(ETS)。该计算机可读程序代码还可以通过基于计划的工作量调度用于优先级组的带宽来预留用于该优先级组的带宽。
该计算机可读程序代码还可以用虚拟ID标记在服务器处的要为其预留带宽的优先级组，并且该虚拟ID由ETS识别，该ETS调度已知的通信量传递并通知FCoCEE网络中的其他服务器：用于具有该虚拟ID的优先级组的带宽被预留。该计算机可读程序代码可以另外经由服务器路由优先级组经过FCoCEE网络以避免瓶颈，并且预留系统使用ETS来预留用于优先级组的共享带宽。
该计算机可读程序代码还可以使计划的工作量基于计划的工作量的持续时间，并且使用ETS用于优先级组预留端对端维持的带宽。该计算机可读程序代码还可以通过预留系统请求抢先进行中的所有流的带宽调度。该计算机可读程序代码可以另外通过预留系统向进行中的流的发送者通知降低了的吞吐量。
附图说明
图1是例示根据本发明的用于融合增强型以太网光纤信道(FCoCEE)网络的改进的计算机系统的块图。
图2是例示根据本发明的在融合增强型以太网(FCoCEE)网络上的改进的通信的方法方面的流程图。
图3是例示根据图2的方法的在融合增强型以太网(FCoCEE)网络上的改进的通信的方法方面的流程图。
图4是例示根据图2的方法的在融合增强型以太网(FCoCEE)网络上的改进的通信的方法方面的流程图。
图5是例示根据图2的方法的在融合增强型以太网(FCoCEE)网络上的改进的通信的方法方面的流程图。
图6是例示根据图2的方法的在融合增强型以太网(FCoCEE)网络上的改进的通信的方法方面的流程图。
图7是例示根据图2的方法的在融合增强型以太网(FCoCEE)网络上的改进的通信的方法方面的流程图。
图8例示根据本发明的抢先带宽传送的阶段I。
图9例示根据本发明的抢先带宽传送的阶段II。
具体实施方式
现在将在下文中参考附图更全面地描述本发明，在附图中示出了本发明的优选实施例。相同的标自始至终号指代相同的元件，具有字母后缀的相同的标号用于识别单个实施例中的类似的部分，并且字母后缀小写n是指示无限制数量的类似元件的变量。
现在参考图1，首先描述用于融合增强型以太网光纤信道(FCoCEE)网络12的改进的计算机系统10。在一个实施例中，系统10包括在FCoCEE网络12中的包括计算机处理器16的服务器14。该系统10还包括与该服务器14通信的预留系统18，该预留系统18利用增强传输选择(ETS)通过基于计划的工作量调度用于优先级组的带宽来预留用于该优先级组的带宽。
在一个实施例中，服务器14用虚拟ID标记要为其预留带宽的优先级组。在另一实施例中，该虚拟ID由ETS识别，该ETS调度已知的通信量传递并通知FCoCEE网络12中的其他服务器20：用于具有该虚拟ID的优先级组的带宽被预留。
在一个实施例中，服务器14路由优先级组经过FCoCEE网络12，以避免瓶颈。在另一实施例中，预留系统18使用ETS来预留用于优先级组的共享带宽。
在一个实施例中，计划的工作量是基于计划的工作量的持续时间。在另一实施例中，预留系统18使用ETS用于优先级组预留端对端(end to end)维持的带宽。
在一个实施例中，预留系统18请求抢先在进行中的所有流的带宽调度。在另一实施例中，预留系统18向进行中的流的发送者通知降低了的吞吐量。
本发明的另一方面是用于改进计算机系统的方法，现在参考图2的流程图24描述该方法。该方法开始于块26并且可以包括在块28利用通过在融合增强型以太网光纤信道(FCoCEE)网络中的包括计算机处理器的服务器上的预留系统的增强传输选择(ETS)。该方法还包括在块30通过基于计划的工作量调度用于优先级组的带宽来预留用于该优先级组的带宽。该方法结束于块32。
在现在参考图3的流程图34描述的另一方法实施例中，该方法开始于块36。该方法可以包括在块28和30中的图2的步骤。该方法还可以包括在块38用虚拟ID标记要为其预留带宽的优先级组，并且该虚拟ID由ETS识别，ETS调度已知的通信量传递并通知FCoCEE网络中的其他服务器：用于具有该虚拟ID的优先级组的带宽被预留。该方法结束于块40。
在现在参考图4的流程图42描述的另一方法实施例中，该方法开始于块44。该方法可以包括在块28和30中的图2的步骤。该方法可以另外包括在块46经由服务器路由优先级组经过ECoCEE网络以避免瓶颈，并且预留系统使用ETS来预留用于优先级组的共享带宽。该方法结束于块48。
在现在参考图5的流程图50描述的另一方法实施例中，该方法开始于块52。该方法可以包括在块28和30中的图2的步骤。该方法还可以包括在块54使计划的工作量基于计划的工作量的持续时间，并且使用ETS为优先级组预留端对端维持的带宽。该方法结束于块56。
在现在参考图6的流程图58描述的另一方法实施例中，该方法开始于块60。该方法可以包括在块28和30中的图2的步骤。该方法还可以包括在块62通过预留系统请求抢先进行中的所有流的带宽调度。该方法结束于块64。
在现在参考图7的流程图66描述的另一方法实施例中，该方法开始于块68。该方法可以包括在块28和30中的图2的步骤。该方法可以另外包括在块70通过预留系统向进行中的流的发送者通知降低了的吞吐量。该方法结束于块72。
本发明的另一方面是耦合到切实介质用于改进计算机系统10的计算机可读程序代码。该计算机可读程序代码可以配置为致使该程序通过在融合增强型以太网光纤信道(FCoCEE)网络12中的包括计算机处理器16的服务器14上的预留系统18利用增强传输选择(ETS)。该计算机可读程序代码还通过基于计划的工作量调度用于优先级组的带宽来预留用于该优先级组的带宽。
该计算机可读程序代码还可以用虚拟ID标记在服务器14处要为其预留带宽的优先级组，并且该虚拟ID由ETS识别，该ETS调度已知的通信量传递并通知FCoCEE网络12中的其他服务器20：用于具有该虚拟ID的优先级组的带宽被预留。该计算机可读程序代码可以另外经由服务器14路由优先级组经过FCoCEE网络12以避免瓶颈，并且预留系统18使用ETS来预留用于优先级组的共享带宽。
该计算机可读程序代码还可以使计划的工作量基于计划的工作量的持续时间，并且使用ETS用于优先级组预留端对端维持的带宽。该计算机可读程序代码还可以通过预留系统18请求抢先进行中的所有流的带宽调度。该计算机可读程序代码可以另外通过预留系统18向进行中的流的发送者通知降低了的吞吐量。
鉴于以上，系统10改进了FCoCEE网络12。例如，当一个通信量类别中提供的负载不使用其全部带宽时，ETS允许其他通信量类别使用可用带宽。以此方式，大的分组和耗时的工作量(比如备份到百万兆或更大的数据库的FCoCEE数据)将不以较小分组为代价而支配网络(以太网LAN)。但是，如果应用需要大量的专用带宽用于给定间隔(例如由于灾难恢复事件)，则ETS不允许跨网络的带宽预留。
考虑附接到两个主机A和B的切换器。该切换器具有两个输入端口I1和I2以及输出端口O1。I1和I2分别附接到主机A和B。每个链路额被评定10Gbps(例如，吞吐量是8Gbps)。假设A和B传输分别分配给共享带宽为50％、40％和10％的三个优先级组5、4和1的流F11F1’、F21F2’和F31F3’。切换器操纵来自A和B的流经过输出端口O1。来自A的F1、F2和F3将在到I1的链路上得到4Gbps、3.2Gbps和0.8Gbps。
类似地，来自B的F1’、F2’和F3’将得到到端口I2的4Gbps、3.2Gbps和0.8Gbps。与可用的物理链路带宽一致地，ETS将在输出端口O1处为F11F1’、F21F2’和F31F3’每个给出2Gbps、1.6Gbps和0.4Gbps。ETS基于用于给定的物理链路所请求的带宽共享而划分带宽。ETS不提供用于以端对端绝对指定的带宽在指定的持续时间内来调度高带宽流的机制。
相反，CEE/FCoE网络12中的系统10提供了通过基于计划的工作量持续时间由主机服务器14调度用于优先级组的带宽预留而使得ETS能够为所选的优先级组预留带宽。此外，系统10通过主机服务器用虚拟ID标记要为其预留带宽的优先级组。另外，系统10通过ETS识别该虚拟ID，由此ETS调度已知的通信量传递，并通知网络12中的所有附接的服务器20：用于具有该虚拟ID的优先级组的带宽预留被预留，并路由该优先级组经过该网络以避免瓶颈。
例如，考虑图8和9中的网络VLAN配置。主机A跨过两个切换器SW1和SW2传送流S1、S2和S3到主机B。S1、S2和S3共享带宽为由主机A适配器上的ETS和每个切换器的输出端口而使其成为可能的50％、30％和20％。VLAN抢先带宽管理器(PBM)处理可以运行在网络管理节点或者主机A～B上的虚拟机分区中。PBM接受来自主机的传送维持的带宽流的请求。其将其时间与NTP(网络时间协议)同步，因为其他主机也与NTP同步。PBM维护流名称、流路线(作为主机名称和切换器名称的链接列表)、请求的带宽、授予的带宽、NTP开始时间和请求者优先级(用户或管理员)的表。
灾难恢复情景(例如)可以导致请求必须抢先进行中的所有流的带宽调度的管理优先级处理。PBM流调度器读取该表中的条目并且调度具有最早的最后期限和最高优先级的流。其沿所请求的路线(A、SW1、SW2和B)发送虚拟抢先连接(VPC)设置分组(具有适当的PB(抢先带宽)ID)。其接收来自A、SW1、SW2和B中的每个的ACK分组。假设需要传送的抢先流是每个链路上的可能的8Gbps之中的7Gbps。假设S1、S2、S3和抢先带宽流全部共享SW1和SW2上的相同的输出端口。
主机A使用PBID将数据传送到切换器SW1。在SW1的输出端口处，ETS将使得1Gbps对S1、S2和S3可用，而7Gbps将用于抢先带宽流。具有与该抢先带宽流对应的PBID的所有分组将被给予所需的带宽。此动作在切换器SW2处以及主机B上的网络适配器处重复。
ETS可以对于需要最少等待时间但是没有任何具体带宽分配要求的某些IPC(处理器间通信)通信量使用最高优先级组。如果这样的流跨过其中必须调度抢先带宽流的切换器而进行，则需要特殊对待。在来自具有最高优先级通信量的任何切换器的虚拟路线上向其他主机上的发送者发送PFC(优先级流控制)暂停消息。使用暂停帧暂停其他带宽共享流。排出切换器上的高优先级队列，例如具有最高优先级(具有低等待时间要求并且没有带宽分配要求)的所有分组被传输到目的地。如果在抢先带宽流的调度期间空闲带宽可用，则可以调度任何高优先级流，但是向发送者通知降低的性能。可替代地，可以使用暂停帧机制。所有以上步骤发生在以上定义的虚拟抢先连接(VPC)设置阶段。
在一个实施例中，系统10使得ETS能够为通信量流组预留共享带宽。在另一实施例中，系统10使得能够基于CEE网络12中的通信量流组的优先级为该通信量流组硬预留(hard-reserve)带宽。
在一个实施例中，系统10通过利用主机服务器14为通信量流组硬预留带宽。在另一实施例中，主机服务器14基于工作量计划调度对于通信量流组的带宽预留，并且向该通信量流组分配虚拟ID。基于该虚拟ID，ETS识别调度并且预留对于该通信量流组的带宽。
应该注意，在一些可替换的实现方式中，流程图块中所述的功能可以不按图中所述的顺序而发生。例如，取决于所涉及的功能，连续地示出的两个块事实上可以基本同时执行，或者有时可以按相反顺序执行块，因为在此绘出的流程图仅仅是例子。不脱离本发明的精神，可以存在对这些图或者其中所述的步骤的许多变型。例如，可以同时和/或按不同的顺序进行步骤，或者可以添加、删除和/或修改步骤。所有这些变型被认为是要求保护的本发明的一部分。
这里使用的术语仅是为了描述特定实施例的目的而不意图限制本发明。如这里使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”也意图包括复数形式，除非上下文以其他方式明确指示。将进一步理解，术语“包括”和/或“包含”在本说明书中使用时，指定了所述的特征、整数、步骤、操作、要素和/或组件的存在，但是不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、要素、组件和/或它们的组的存在或添加。
以下权利要求中的所有部件或步骤加上功能要素的相应结构、材料、动作和等同物意图包括用于结合如具体要求保护的其他要求保护的要素来进行功能的任何结构、材料或动作。已经出于说明和描述的目的而呈现本发明的描述，但是不意图为穷尽或限制于所公开的形式的发明。不脱离本发明的范围和精神，许多修改和变型将对于本领域普通技术人员是显然的。选择并描述实施例以便于最佳地说明本发明的原理和实际应用，并且使得本领域普通技术人员能够对于具有适合于所预期的具体用途的各种修改的各种实施例理解本发明。
尽管已经描述了本发明的优选实施例，但是将理解，本领域技术人员无论现在还是将来都可以做出落入如下的权利要求的范围内的各种改进和增强。这些权利要求将被解释为维持对首先描述的本发明的恰当保护。

Claims (11)

1.一种用于带宽调度的方法，包括：
通过与在融合增强型以太网光纤信道FCoCEE网络中的包括计算机处理器的服务器通信的预留系统而利用增强传输选择ETS；以及
将时间与网络时间协议NTP同步；
由所述预留系统维护流名称、作为主机名称和切换器名称的链接列表的流路线、请求的带宽、授予的带宽、NTP开始时间、请求者优先级的表以为优先级组基于计划的工作量调度带宽；
通过基于计划的工作量调度用于优先级组的带宽而为该优先级组预留带宽；
还包括用虚拟ID标记在该服务器处的要为其预留带宽的优先级组，并且该虚拟ID由ETS识别，该ETS调度已知的通信量传递并通知该FCoCEE网络中的其他服务器：用于具有该虚拟ID的优先级组的带宽被预留。
2.如权利要求1所述的方法，还包括经由该服务器路由优先级组经过该FCoCEE网络以避免瓶颈，并且该预留系统使用ETS来预留用于该优先级组的共享带宽。
3.如权利要求1所述的方法，还包括使该计划的工作量基于该计划的工作量的持续时间，并且使用ETS为该优先级组预留端对端维持的带宽。
4.如权利要求1所述的方法，还包括通过该预留系统请求抢先在进行中的所有流的带宽调度。
5.如权利要求1所述的方法，还包括通过该预留系统向进行中的流的发送者通知降低了的吞吐量。
6.一种用于带宽调度的系统，包括适配为实行根据任意在前的方法权利要求的方法的所有步骤的部件。
7.一种用于带宽调度的装置，包括：
用于通过与在融合增强型以太网光纤信道FCoCEE网络中的包括计算机处理器的服务器通信的预留系统而利用增强传输选择ETS的模块；以及
用于将时间与网络时间协议NTP同步的模块；
用于由所述预留系统维护流名称、作为主机名称和切换器名称的链接列表的流路线、请求的带宽、授予的带宽、NTP开始时间、请求者优先级的表以为优先级组基于计划的工作量调度带宽的模块；
用于通过基于计划的工作量调度用于优先级组的带宽而为该优先级组预留带宽的模块；
还包括用于用虚拟ID标记在该服务器处的要为其预留带宽的优先级组的模块，并且该虚拟ID由ETS识别，该ETS调度已知的通信量传递并通知该FCoCEE网络中的其他服务器：用于具有该虚拟ID的优先级组的带宽被预留。
8.如权利要求7所述的装置，还包括用于经由该服务器路由优先级组经过该FCoCEE网络以避免瓶颈的模块，并且该预留系统使用ETS来预留用于该优先级组的共享带宽。
9.如权利要求7所述的装置，还包括用于使该计划的工作量基于该计划的工作量的持续时间，并且使用ETS为该优先级组预留端对端维持的带宽的模块。
10.如权利要求7所述的装置，还包括用于通过该预留系统请求抢先在进行中的所有流的带宽调度的模块。
11.如权利要求7所述的装置，还包括用于通过该预留系统向进行中的流的发送者通知降低了的吞吐量的模块。
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