CN1967483A - 使用转移中修改虚拟化设备自描述信息的方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于改变在计算系统中的功能设备的自描述数据的方法。所述方法可以包括：虚拟化所述功能设备以创建虚拟的功能设备；并且通过管理程序来添加、改变或去除作为所述设备的虚拟化的一部分的、从所述功能设备发送的自描述数据的信息。在自描述数据已经离开所述功能设备后，所述功能设备的自描述数据的改变发生。
Description
技术领域
本发明的实施例涉及这样一种方法和存储介质，其用于在设备自描述信息从功能设备到所述设备被虚拟化至的程序(具体来说是操作系统)的转移期间，通过修改所述信息而在计算系统中虚拟化所述信息。
背景技术
本发明的实施例解决了源于具有功能设备的不完整视图的程序的问题，所述设备具体来说是虚拟化的设备，或在向所述程序施加一定的感兴趣的特征的数据路径上的设备。设备自描述数据来自功能设备，并且描述该设备，但是这样的描述无法考虑由管理程序(hypervisor)通过所述设备的虚拟化而改变的特征，所述管理程序向所述程序提供所述设备的虚拟映像。
另外，可能有对于要知道的所述程序会有用的数据路径的特征，但是所述特征不能被设备本身包括在所述自描述数据中。
虚拟设备是对于所述程序表现为独立实体的设备，但是可以是共享实际(物理或逻辑)设备的一部分或整个地被管理程序仿真。
管理程序(有时被称为虚拟化管理器)是实例化虚拟机器(即实际机器的虚拟映像)的软件程序或机器固件，允许多个操作系统(其可以包括不同的操作系统或同一操作系统的多个实例)共享包括一个或多个处理器或引擎的单个硬件计算机系统。管理程序还支持跨越多个操作系统环境的资源分区和动态资源移动。
管理程序必须被设计用于特定的处理器架构，诸如IBM的z/Architecture(架构)、IBM的POWER架构或英特尔的x86架构。在管理程序的控制下运行的每个操作系统看起来具有全部属于其本身的处理器、存储器和其他资源。但是，所述管理程序实际上控制实际处理器及其资源，按照要求和/通过策略来向每个操作系统分配它们。
因为经常使用操作系统来在专用的硬件服务器中运行一个特定的应用或一组应用，所以管理程序的使用可以使得有可能在单个这样的服务器中运行多个操作系统(及其应用)，降低整体的硬件成本。生产和测试系统可以同时运行在同一硬件上。
IBM的z/Architecture提供了具体的命令，通过所述命令，操作系统(以下被称为程序)可以从所连接的输入/输出(I/O)设备请求自描述信息。所述命令被称为读取配置数据(RCD)，并且所选择的设备返回在配置记录中的架构定义的数据。包括所述逻辑设备的每个元件被下述部分描述：(i)节点元素描述符(NED)，(ii)仿真NED(当设备仿真另一种类型的设备时)，(iii)一个或多个特定节点元素限定符(qualifier)(NEQ)，(iv)令牌NED，其在设备共享一个硬件子系统时将一个设备与另一个相关，(v)一般的NEQ。在订单号(order number)为SA22-7204-02、题目为“ESA/390Common I/O-Device Commands and SelfDescription(ESA/390公用输入/输出设备命令和自描述)”的IBM出版物中描述了这种架构。
现有的虚拟化系统可以向操作系统提供自描述信息，所述自描述信息提供了一些或所有输入/输出设备的不完整视图。因此，期望提供一种方法，用于截取由在虚拟机器中的程序从功能设备读取的自描述信息，并且在将所述信息提供到所述虚拟机器之前改变所述信息。
发明内容
本发明的一个实施例是一种用于改变在计算系统中的功能设备的自描述数据的方法。所述方法包括：虚拟化所述功能设备以创建虚拟的功能设备，并且通过管理程序来添加、改变或去除作为所述设备的虚拟化的一部分的、从所述功能设备发送的自描述数据的信息。在自描述数据已经离开所述功能设备后，所述功能设备的自描述数据的改变发生。
本发明的一个替代实施例是一种用于改变在计算系统中的功能设备的自描述数据的方法。所述方法包括：截取由一个或多个程序读取的自描述数据，改变所述自描述数据，并且向所述一个或多个程序发送所改变的自描述数据。
附图说明
相对下面的说明、权利要求和附图，本发明的装置和方法的其他特征、方面和优点将变得更好理解，附图中：
图1示出了一计算系统，具有管理程序和几个操作系统、自描述功能设备和包含传输元件的数据路径。
具体实施方式
本发明的实施例一般地涉及计算机架构的领域，更具体来说涉及用于管理在逻辑分区和/或虚拟化的数据处理系统中的多个操作系统映像(“访客”操作系统)之间的资源的方法和系统。本发明的实施例解决了从访客操作系统产生的问题，所述访客操作系统具有I/O设备的不完整视图，所述I/O设备具体来说是虚拟化的设备或具有到所述设备的数据路径的一定特征的设备。具体来说，本发明的实施例描述了一种这样的方法，其用于截取由在虚拟机器(访客操作系统)中的程序从功能设备读取的自描述信息，并且在将其提供到所述程序之前改变所述信息。
本发明的实施例是对计算系统中的虚拟化和设备自描述的改进。通过向使用虚拟设备的程序提供关于虚拟化的信息，本发明的所述实施例用于提供改善的对自描述设备的虚拟化有可能为几个虚拟设备。
进一步的扩展用于提供修改从所述设备到所述程序的转移中的自描述数据，以向所述程序增加关于在其它情况下不明显的数据路径的一个或多个元素的信息。
本发明的实施例适用于其中程序可以从外部或内部连接的不同功能设备请求自描述信息的任何计算系统。为了说明，这里在IBM的z/Architecture和实现所述架构的IBM系统z9计算机的环境中描述本发明的实施例。
具体来说，本发明的实施例描述了一种方法，由管理程序截取由在虚拟机器中的程序从功能设备读取的自描述信息，并且在将所述信息提供到所述程序之前改变该信息。这允许管理程序提供设备自描述信息，所述设备自描述信息更精确地描述了通过功能设备的全部或一部分的使用而被仿真的虚拟设备。
换句话说，在自描述数据已经离开所述设备的存储控制器之后，和在所述自描述数据被虚拟机器中的请求程序接收之前，在计算系统中的功能设备的自描述数据的改变发生。
本发明的实施例处理自描述信息从在图1中所述的设备到所述程序的流程。在图1的计算系统1(包括管理程序3和在管理程序的控制下的、诸如程序2之类的几个访客操作系统)中，本发明的实施例识别在发出读取配置数据(RCD)命令的程序和报告其自己的描述的功能设备4之间可能存在“透明”的元素。即，可能存在对于所述程序不透明的元素，但是这可能影响所述程序的操作或其对于自描述设备的感知。
一种这样的关键元素是管理程序本身、创建计算机系统的虚拟映像的程序或机器固件及其连接的功能设备(即分别是虚拟机器和虚拟设备)。换句话说，管理程序或计算系统固件可以添加、改变或去除在功能设备的自描述数据内的信息，以支持自描述设备的一个或多个虚拟映像的创建。
使用这种技术，所述管理程序可以在共享和优化实际资源的使用的同时在计算系统上并发地运行多个操作系统。
在虚拟化功能设备中，管理程序改变所述程序看到的现实的视图。具体来说，可以允许不同的程序仅仅看到盘设备的特定(可能是不同的)部分，按照IBM的z/VM管理程序的说法被称为微型盘(minidisk)。
管理程序改变的盘设备的视图的另一个示例是虚拟盘，其具有所述程序知道但是所述程序未访问的柱面或块，可能是因为那些柱面或块不存在于实际的设备上。通过一定大小的(虚拟)盘，这样的构造可以有益于测试程序中的存储寻址能力，以保证所述程序正确地处理这样的大小，但是对于所述测试，所述程序不需要由该大小暗示的存储容量。
为了精确地和有益地对所述程序描述这样的虚拟设备，本申请提出：在自描述数配置记录被提供到所述程序之前，由管理程序向由功能设备提供的所述自描述配置记录中注入一个或多个虚拟设备特有的NEQ。
因为RCD命令和结果产生的配置记录在达到所述程序之前流过管理程序，所以所述管理程序有机会修改所述配置记录。被注入的虚拟设备特有NEQ限定了在配置记录中的NEQ相邻的设备NED中的信息。
因此，由管理程序注入的虚拟设备特有NEQ，组合可应用设备NED和由功能设备提供的任何特有NEQ，在设备已经被虚拟化到所述程序时，描述所述设备。
由在虚拟机器中的程序从功能设备读取的自描述信息的截取、自描述信息的改变和对所述程序的所述信息的提供，允许管理程序提供更精确地描述通过使用功能设备的全部或一部分而仿真的虚拟设备的自描述信息。
本发明的实施例可以被管理程序扩展到设备虚拟化之外，以提供在设备和程序之间的数据路径5的传输元件的描述。数据路径的数据传输元件可以在自描述数据通过数据传输元件转移的同时，将信息加到虚拟设备的自描述数据中。所述数据传输元件指示它在数据路径中的存在，并且向所述计算系统提供这样的指示。所述数据路径5可以包括一个或多个被虚拟化的传输元件6。在程序和自描述设备之间的、对于所述程序通常不明显的一种类型的传输元件6是信道扩展器，其可以用于计算机和设备之间有大的物理距离时。
结果，所述配置记录在达到在虚拟机器中的程序之前，通过所述信道扩展器，为信道扩展器提供机会修改所述配置记录。
因此，本发明的这个实施例提出：在通过数据路径的一定元件(诸如信道扩展器)的配置记录转移期间，注入NED。
管理程序提供了例如IBM z/Architecture的虚拟化。它通过组合下述虚拟化的三个主要规则来这样做：(1)资源共享，(2)资源仿真，以及(3)控制多个虚拟系统或虚拟机器的提供和管理。
实际资源被管理程序作为虚拟资源提供到虚拟机器。实际资源可以在时间上共享(例如CPU)，在不同物理分配的空间上共享(例如存储器或盘空间)，或在时间和空间上同时共享(例如共享盘空间)。
资源可以是虚拟或实际的，并且包括CPU时间、存储器和I/O设备，包括终端、带驱动器、盘、打印机和网络设备(网络接口卡和交换机)。
通过现实化和虚拟化来提供输入/输出。一些设备被完全虚拟化。换句话说，所述设备物理上不存在。而是，管理程序提供所述设备的输入/输出命令的仿真，并且在存储器或盘缓冲器中存储数据。
通过共享来现实化其他输入/输出设备。考虑一个实际盘包含大约3G字节的空间的情况。虚拟机器可能具有小得多的空间要求，如50兆字节。不是将所有的3G字节的盘专用于虚拟机器并且浪费大多数的盘空间，可以将盘划分为被称为微型盘的更小单位。当在虚拟机器中的程序在微型盘上读取或写入文件时，管理程序将所述盘命令翻译到在实际盘上的正确位置。
在微型盘的情况下，可以使用虚拟设备特有NEQ来提供微型盘的全球唯一标识。每个逻辑盘设备报告其在设备NED中的唯一序号。当这样的设备被虚拟化为某个数量的微型盘时，每个微型盘将看起来具有相同的序号，因此可能被在虚拟机器中的程序当作同一设备。管理程序注入的虚拟设备特有NEQ可以用于向所述程序提供另外的识别信息，以便每个微型盘看起来是唯一的。
在所述优选实施例中，所述虚拟设备特有NEQ包含微型盘的开始和结束柱面或块编号，虽然所述柱面或块编号不被这样识别到所述程序。而是，这些值被所述程序用作微型盘的唯一标识符。这种选择的一个优点是：每个微型盘的结果产生的唯一标识符，对于可能共享所述功能设备的所有管理程序(因此对于由这样的管理程序创建的所有虚拟机器)是相同的，导致由所有共享者对于包括微型盘的共享空间的共同标识。
在不可访问的柱面或块的情况下，管理程序创建实际上不存在于那里的柱面或块的很大的盘的幻影。在测试大盘的寻址能力的编程的前述情况下，可能不容易获得大盘。
所述程序不需要大盘的存储，以便测试程序对大盘的支持，而是仅仅在虚拟大盘的开始和结束需要柱面或块。因此，仅仅小数量的柱面或块需要被实际存储器或盘存储器支持(back)。管理程序注入的虚拟设备特有NEQ识别程序没有访问的柱面或块，并且所述程序由此避免试图访问这样的柱面或块。或者，可以相反地实现：特有NEQ可以识别所述程序已经访问的柱面或块，并且所述程序避免试图访问任何其他的柱面或块。
因此，管理程序创建存储设备的虚拟映像，其中所述虚拟映像包含一个或多个不可访问的“间隙”，所述“间隙”不被在实际存储设备中的存储体支持。虽然虚拟的大设备的柱面或块的全部范围看起来可以对所述程序可用，但是所述管理程序仅仅支持具有实际资源的可寻址存储器的那个范围的一个子集，向所述程序指示不能使用在虚拟设备的可寻址能力内的多个柱面或块。
在信道扩展器的情况下，所述程序对于信道扩展器的意识可以是有益的，因为扩展的距离可以对于数据链路协议和定时具有效果。通过看见被注入的信道扩展器NED的存在，所述程序可以因此将其操作与自描述设备相适配。
一个示例是所述程序要容许可能发生的超时情况，超时情况的发生是因为网络拥塞和数据链路协议必须起作用的额外往返距离。
这些实施例阐述了向由自描述设备提供的配置记录中注入NED和特有NEQ的益处。具体来说，本发明的所述实施例对于设备虚拟化做出很重要的贡献。虽然根据IBM的z/Architecture和系统z9计算机来描述优选实施例，但是本发明可以被应用到各种形式的设备自描述和计算系统的范围。
如上所述，可以以计算机实现的处理和用于实践那些处理的装置的形式来体现本发明。也可以以包含在有形媒体上的指令的计算机程序代码的形式来体现本发明，所述有形媒体诸如系统存储器、CD-ROM、盘或任何其他的计算机可读存储介质，其中，当计算机程序代码被装入计算机中和被计算机执行时，所述计算机变为用于实践本发明的装置。也可以以例如计算机程序代码的形式来体现本发明，而不论所述计算机程序代码被存储在存储介质中，被装入计算机和/或被计算机执行，还是通过某个存储介质(诸如通过电线或电缆)、通过光纤或经由电磁辐射发送，其中，当所述计算机程序代码被安装到计算机和被计算机执行时，所述计算机变为用于实践本发明的装置。当在通用的处理器上被实现时，所述计算机程序代码段配置所述处理器来创建特定的逻辑事件。
虽然已经参照本发明的说明性和被执行的实施例具体展示和说明了本发明，但是本领域的技术人员会明白，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以在其中进行形式和细节上的前述和其它的改变，所述本发明的范围应仅由权利要求的范围限制。
Claims (14)
1.一种用于改变在计算系统中的功能设备的自描述数据的方法，所述方法包括：
虚拟化所述功能设备以创建虚拟的功能设备；以及
通过管理程序来添加、改变或去除作为所述设备的虚拟化的一部分的、从所述功能设备发送的自描述数据的信息；
其中，在自描述数据已经离开所述功能设备后，所述功能设备的自描述数据的添加、改变或去除发生。
2.按照权利要求1的方法，其中，在自描述配置记录被提供到在虚拟机器中的程序之前，将特有节点元素限定符NEQ注入到由功能设备提供的自描述配置记录中，以创建虚拟化的配置记录。
3.一种用于改变在计算系统中的功能设备的自描述数据的方法，所述方法包括：
截取由一个或多个程序读取的自描述数据；
改变所述自描述数据；并且
向所述一个或多个程序发送所改变的自描述数据。
4.按照权利要求3的方法，其中，在从功能设备向所述一个或多个程序的转移期间，所述自描述数据的改变发生。
5.按照权利要求3的方法，其中，在由所述一个或多个程序接收所述自描述数据之前，改变由所述功能设备提供的所述自描述数据。
6.按照权利要求3的方法，其中，当自描述数据通过数据传输元件而转移时，关于数据路径的数据传输元件的信息被加到功能设备的自描述数据的信息中。
7.按照权利要求3的方法，其中，所述设备已经被管理程序虚拟化为一个或多个虚拟映像，所述管理程序可以添加、改变或去除在功能设备的自描述数据中的信息，以支持在一个或多个虚拟机器中由程序对所述功能设备的一个或多个虚拟映像的使用。
8.按照权利要求7的方法，其中，所述管理程序提供所述功能设备的所述一个或多个虚拟映像的唯一标识。
9.按照权利要求8的方法，其中，根据所述设备的虚拟化，所述唯一标识是可预测的，以便独立的管理程序能产生功能设备的相同标识，以便独立的管理程序的虚拟机器检测共享同一盘存储体。
10.按照权利要求3的方法，其中，管理程序创建存储设备的虚拟映像，其中，所述虚拟映像呈现存储地址的连续范围，那些地址的一些用于不可访问的存储体，并且可访问的区域在所述虚拟映像中是非连续的区域，而在功能设备中是连续的区域。
11.按照权利要求10的方法，其中，管理程序通过向程序指示所述地址的子集不可用，或仅仅地址的一个子集可用，创建在所述存储设备的虚拟映像中的可寻址存储体的可接受范围。
12.按照权利要求10的方法，其中，所述存储设备是盘设备或微型盘，所述盘设备或微型盘具有所述一个或多个程序意识到并且不能访问的若干柱面或块。
13.按照权利要求12的方法，其中，每个盘设备或每个微型盘具有一个或多个唯一的特有节点元素限定符NEQ。
14.按照权利要求13的方法，其中，每个特有NEQ具有每个微型盘的开始柱面或块编号和结束柱面或块编号。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20090513 |