CN112765090B - 一种目标地址的预取方法、系统、设备及介质 - Google Patents

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Abstract

一种目标地址的预取系统，应用于服务器，所述系统包括：API模块、阈值模块、控制模块和引擎模块；所述API模块获取所述服务器的RDMA指令，并写入与所述RDMA指令对应的指针；所述阈值模块设有所述引擎模块的阈值，所述阈值模块判断所述RDMA指令对应的RDMA数据大小是否超过所述阈值，若超过则发送增程指令至所述控制模块；所述控制模块根据所述阈值模块的所述指令控制所述服务器的网卡增加所述引擎模块线程，通过上述方式，本发明能够实现对数据进行判断以及根据数据大小开辟线程，对数据并行收发，大数据在引擎模块中处理，当下一个接收到的数据为大数据时，可以开辟线程进行快速收发。

Description

一种目标地址的预取方法、系统、设备及介质
技术领域
本发明涉及RDMA数据传输领域，特别是涉及一种目标地址的预取方法、系统、设备及介质。
背景技术
RDMA为跨越内核直接将数据从用户进程映射到支持RDMA网卡的一种技术，此方法可以加速数据在用户服务器内部的传输速度，并可以快速将数据传递到网卡中，绕过了处理器的数据处理，使得处理器降低负载，加速数据传输速度。
现有RDMA技术中，进行信息传输或者获取时，数据发送端需要预先知道对方用户空间的目的地址，因为RDMA是由传统的DMA技术改进，所以在执行RDMA技术进行数据传输时，需要通过传统的数据通信技术获取对方的目的地址，因为运用RDMA技术进行数据传输过程中，需要事先知道对方的数据读写的地址，而且RDMA在网卡中的发送为一系列数据依次发送。
所以这种方式限制了用户进行RDMA的使用，因为当遇到传输量较大的RDMA Verbs时，网卡无法执行下一个RDMA的地址获取，所以地址获取和无法并行发送数据更为制约RDMA技术的因素。
发明内容
本发明主要解决的是异构存储卷在线数据迁移时，存储卷多路径不兼容的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：一种目标地址的预取系统，应用于服务器，所述系统包括：API模块、阈值模块、控制模块和引擎模块；
所述API模块获取所述服务器的RDMA指令，并写入与所述RDMA指令对应的指针；
所述阈值模块设有所述引擎模块的阈值，所述阈值模块判断所述RDMA指令对应的RDMA数据大小是否超过所述阈值，若超过则发送指令至所述控制模块；
所述控制模块根据所述阈值模块的所述指令控制所述服务器的网卡增加引擎模块线程。
进一步，所述服务器设有内存，所述内存根据RDMA指令将RDMA数据映射至所述引擎模块；
所述引擎模块将RDMA数据以及对应的所述指针发送；
所述引擎模块根据存储空间大小，分段接收所述RDMA数据。
进一步，所述阈值模块识别所述引擎模块的存储空间大小并建立所述阈值，并判断所述引擎模块当前接发的第一RDMA数据和待接发的第二RDMA数据是否大于所述阈值，若所述第一RDMA数据和第二RDMA数据大于所述阈值，则发送指令至所述控制模块。
进一步，所述控制模块接收所述指令，并使能所述网卡，所述网卡根据所述使能信息增加所述引擎模块线程并收发所述第二RDMA数据。
进一步，所述引擎模块接收所述第二RDMA数据，并映射至所述内存。
本发明还提供一种目标地址的预取方法，包括以下步骤：
预设地址：根据服务器内RDMA指令预设指针；
数据映射：内存根据所述RDMA指令将RDMA数据映射至网卡内的引擎模块中；
判断大小：判断所述引擎模块当前收发的所述第一RDMA数据与待收发的第二RDMA数据是否全部大于所述引擎模块的存储空间，若是，则发送指令至所述网卡；
增加线程：所述网卡增加引擎模块线程。
进一步，所述增加线程的步骤进一步包括：增加的所述引擎模块线程收发所述第二RDMA数据，若所述引擎模块接收所述第二RDMA数据，则所述引擎模块将所述第二RDMA数据映射至所述内存。
进一步，所述判断大小的步骤进一步包括：若不是，则所述引擎模块顺次收发所述第二RDMA数据。
本发明还提供一种目标地址的预取设备，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现所述目标地址的预取方法步骤。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现所述的目标地址的预取方法步骤。
本发明的有益效果是：
1、本发明所述的一种目标地址的预取系统，可以实现对数据进行判断以及根据数据大小开辟线程，对数据并行收发，大数据在RDMA Engine中处理，当下一个接收到的数据为大数据时，可以开辟线程进行快速收发。
2、本发明所述的一种目标地址的预取方法，可以实现对RDMA数据的判断，并根据判断结果，在网卡中执行开辟RDMA Engine的操作，并在执行完成开辟RDMAEngine的操作后，将RDMA数据映射至内存。
3、本发明所述的一种目标地址的预取设备，可以实现对RDMA数据大小的判断，以及开辟网卡中RDMAEngine。
4、本发明所述的一种目标地址的预取介质，可以实现开辟RDMAEngine以及收发RDMA数据，并可以比较正在处理的RDMA数据以及之后需要处理的RDMA数据，并根据比较结果发送指令至网卡。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例1所述的目标地址的预取系统的结构拓扑图；
图2是本发明实施例2所述的目标地址的预取方法的示意图；
图3是本发明实施例3所述的目标地址的预取设备的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
需要说明的是，在本发明的描述中，如RDMA(Remote Direct Memory Access)是远程直接数据读取、DMA(Direct Memory Access)是直接存储器访问、API(ApplicationProgramming Interface)是应用程序编程接口。
实施例1
本发明实施例提供一种目标地址的预取系统，请参阅图1，包括：
传统内存访问需要通过CPU进行数据copy来移动数据，通过CPU将内存中的Buffer1移动到Buffer2中。
DMA模式：可以同DMAEngine之间通过硬件将数据从Buffer1移动到Buffer2，而不需要操作系统CPU的参与，大大降低了CPU Copy的开销。
而RDMA是一种host-offload，host-bypass技术，允许应用程序(包括存储)在它们的内存空间之间直接做数据传输，具有RDMA引擎的以太网卡(RNIC)--而不是host--负责管理源和目标之间的可靠连接，使用应用程序之间使用专注的QP和CQ进行通讯，也就是说，数据直接由host内存映射到具有RDMAEngine的网卡中，通过网卡直接发送到同样具有RDMAEngine的对象host中，但是使用此技术传输数据，需要事先知道数据发送的地址，也就是相当于数据的指针，现有技术中，指针的设定，一般是开发人员将地址写入RDMA API中，在网卡发送数据时，数据携带指针发送到目标对象，对目标对象执行读写的操作，RDMA进行指针获取时，采用传统的内存访问方式，也就是数据需要CPU的参与，CPU需要将指针进行Copy，再发送到内存中，所以此方式制约了RDMA技术的使用，限制了RDMA的优势。
一种目标地址的预取系统包括以下几个模块；API模块、读函数模块、写函数模块、控制模块、RDMA Engine和阈值模块；
RDMAEngine为引擎模块，引擎模块因为其存储容量的限制，具有阈值。
host1和host2首先建立连接，且host1和host2设有相同的网卡，网卡支持RMDA技术。
首先host1内存中缓存有若干RDMA数据，在现有技术中，若干RDMA数据逐次映射到网卡中的RDMA Engine中，网卡RDMA Engine根据用户设有存储上限，阈值模块设有检查机制，当用户下发指令以及数据时，读函数模块和写函数模块解析指令，指令携带API模块中对应的地址，发送到host2中，其中当写函数解析到写指令时，写函数设有指针，获取将要写入到host2的第一数据，阈值模块检查第一数据后的指令携带的第二数据是否超过RDMAEngine数据缓存的限制，当第二数据大于阈值模块的阈值时，控制模块控制网卡开辟线程，新线程RDMA Engine接收下一个指令，新线程的RDMAEngine执行下一个指令的命令，API携带第二数据的地址发送到新线程的RDMAEngine，新线程的RDMAEngine与第一数据的RDMAEngine并发的发送第一数据和第二数据，当阈值模块监测到第二数据未超过阈值时，控制模块不控制网卡开辟线程，因为制约数据发送完成时间的瓶颈为传统通信方式获取时间，所以数据越大这个作用越明显，当第二数据为小数据时，开辟新线程的方式，作用不是那么明显，所以不做并行处理，仍然采用顺序执行发送放方式。
进一步说明，当host1指令为接收host2数据时，阈值模块判断当前发送的第一数据是否超过阈值，以及判断将要接收的第二数据是否超过阈值，当发送的第一数据超过阈值，且接收的第二数据未超过阈值时，控制模块不开启新线程，第二数据等待第一数据发送完成，网卡RDMAEngine接收第二数据，RDMA Engine将第二数据映射到host1内存中。
进一步说明，阈值模块判断第一数据超过阈值，并判断将要接收的第二数据同样超过阈值时，阈值模块通知控制模块，控制模块控制网卡开辟新的RDMA Engine，新的RDMAEngine接收第二数据，并将数据由RDMAEngine映射到host1的内存中。
进一步说明，阈值模块判断第一数据未超过阈值，并判断将要接收的第二数据超过阈值时，控制模块不控制网卡开辟新线程，第二数据等待第一数据处理完成，网卡RDMAEngine接收第二数据。
以上实施例举例说明了系统如何判断第一数据和第二数据的大小关系，以及判断后作出的对应关系，同样，当用户下达一系列指令时，控制模块和阈值模块只需要判断正在发送的第一数据与其后的第二数据的大小关系，同样需要说明的时，受限于控制模块以及阈值模块的性能影响，此实施例阈值模块只可以判断依次处理的两个数据的大小关系，但是在更加优秀的实施例中，阈值模块和控制模块可以同时控制至少两个数据进行大小判断以及控制网卡RDMA Engine的新线程开辟，所以数量并不是我们需要保护的范围，如何判断以及判断后如何执行对应的操作才是我们需要保护的范围。
实施例2
本实施例还提供一种目标地址的预取方法，请参阅图2，包括以下步骤：
S21、根据指令写入地址：
首先测试人员将指令写入host1，因为采用RDMA技术，RDMA技术的数据需要携带host2地址才可以进行正常发送，所以将指令对应的地址写入API模块这样指令对应的数据可以携带API中的地址信息发送到host2中。
S22、host1内存映射到网卡：
当指令写入完成后，host1开始执行对应的第一指令，当指令为写指令时，写函数模块携带第一数据由内存映射到网卡的RDMA Engine中。
S23、阈值判断以及控制：
判断第一数据是否大于RDMA Engine阈值，因为指令是一组的，在现有技术中，第一指令和其他若干指令构成Verbs，且在Verbs中指令为顺序指令，Verbs相当于一个集合，阈值模块判断第一指令后的第二指令是否超过阈值，当第一数据超过阈值且第二数据超过阈值时，阈值模块发送指令至控制模块，控制模块控制网卡开辟新RDMAEngine，新的RDMAEngine接收第二指令对应的数据，对于host1来说，接收数据或者发送数据，阈值模块都需要判断当前网卡正在处理的第一数据和第二数据，是否全都超过阈值，若全部超过，则阈值模块使能控制模块，控制模块发送指令至网卡，网卡开辟新RDMAEngine，新RDMA Engine进行数据映射，网卡的RDMA Engine将数据映射到host1的内存中。
实施例3
本发明实施例还提供的一种异构存储卷在线接管的设备，请参阅图3，该设备包括：
存储器301，用于存储计算机程序；
处理器302，用于执行所述计算机程序时实现上面所述异构存储卷在线接管的方法的步骤。
除了上述存储器和处理器之外，还包括主机适配卡，如网卡、Fibre Channel卡等用于连接第三方存储系统和连接主机服务器。
基于与前述实施例中方法同样的发明构思，本说明书实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如前述公开的一种多操作系统快速切换方法的步骤。
上述本发明实施例公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种目标地址的预取系统，应用于服务器，其特征在于，所述系统包括：API模块、读函数模块、写函数模块、阈值模块、控制模块和引擎模块；
所述API模块获取所述服务器的RDMA指令，并写入与所述RDMA指令对应的指针；
所述阈值模块设有所述引擎模块的阈值，所述阈值模块判断所述RDMA指令对应的RDMA数据大小是否超过所述阈值，若超过则发送增程指令至所述控制模块；具体为：所述阈值模块识别所述引擎模块的存储空间大小并建立所述阈值，判断所述引擎模块当前接发的第一RDMA数据和待接发的第二RDMA数据是否大于所述阈值，若所述第一RDMA数据和所述第二RDMA数据大于所述阈值，则发送所述增程指令至所述控制模块；所述控制模块接收所述增程指令，并使能网卡，所述网卡根据使能信息增加引擎模块线程并收发所述第二RDMA数据；
所述服务器设有内存，所述内存根据所述RDMA指令将所述RDMA数据映射至所述引擎模块；
所述引擎模块将所述RDMA数据以及对应的所述指针发送；
所述引擎模块根据存储空间大小，分段接收所述RDMA数据；
所述服务器包括第一服务器和第二服务器，第一服务器和第二服务器建立连接；当用户下发指令以及数据时，读函数模块和写函数模块解析指令，指令携带API模块中对应的地址，发送到第二服务器中，当写函数模块解析到写指令时，获取将要写入到第二服务器的第一RDMA数据，阈值模块检查第一RDMA数据后的指令携带的第二RDMA数据是否超过引擎模块数据缓存的限制，当第二RDMA数据大于阈值模块的阈值时，控制模块控制网卡开辟线程，新线程的引擎模块接收下一个指令，新线程的引擎模块执行下一个指令的命令，API模块携带第二RDMA数据的地址发送到新线程的引擎模块，新线程的引擎模块与第一RDMA数据的引擎模块并发的发送第一RDMA数据和第二RDMA数据，当阈值模块监测到第二RDMA数据未超过阈值时，控制模块不控制网卡开辟线程，采用顺序执行发送方式；
当第一服务器指令为接收第二服务器数据时，阈值模块判断当前发送的第一RDMA数据是否超过阈值，以及判断将要接收的第二RDMA数据是否超过阈值，当发送的第一RDMA数据超过阈值，且接收的第RDMA二数据未超过阈值时，控制模块不开启新线程，第二RDMA数据等待第一RDMA数据发送完成，引擎模块接收第二RDMA数据，引擎模块将第二RDMA数据映射到第一服务器内存中；
当阈值模块判断第一RDMA数据超过阈值，并判断将要接收的第二RDMA数据超过阈值时，阈值模块通知控制模块，控制模块控制网卡开辟新线程的引擎模块，新线程的引擎模块接收第二RDMA数据，并将第二RDMA数据由新线程的引擎模块映射到第一服务器的内存中；
当阈值模块判断第一RDMA数据未超过阈值，并判断将要接收的第二RDMA数据超过阈值时，控制模块不控制网卡开辟新线程，第二RDMA数据等待第一RDMA数据处理完成，引擎模块接收第二RDMA数据。
2.一种目标地址的预取方法，基于权利要求1所述的一种目标地址的预取系统，其特征在于，包括以下步骤：
预设地址：根据服务器内RDMA指令预设指针；
数据映射：内存根据所述RDMA指令将RDMA数据映射至网卡内的引擎模块中；
判断大小：判断所述引擎模块当前收发的第一RDMA数据与待收发的第二RDMA数据是否全部大于所述引擎模块的存储空间，若是，则发送增程指令至所述网卡；
增加线程：所述网卡增加引擎模块线程。
3.根据权利要求2所述的目标地址的预取方法，其特征在于：所述增加线程的步骤进一步包括：增加的所述引擎模块线程收发所述第二RDMA数据，若所述引擎模块接收到所述第二RDMA数据，则所述引擎模块将所述第二RDMA数据映射至所述内存。
4.根据权利要求2所述的目标地址的预取方法，其特征在于：所述判断大小的步骤进一步包括：若不是，则所述引擎模块顺次收发所述第二RDMA数据。
5.一种目标地址的预取设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求2-4任一项所述目标地址的预取方法步骤。
6.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现权利要求2-4任一项所述的目标地址的预取方法步骤。
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