DE102014116808B4

DE102014116808B4 - Verfahren und System zum Realisieren einer dynamischen Virtualisierung eines SRIOV-fähigen SAS-Adapters

Info

Publication number: DE102014116808B4
Application number: DE102014116808.9A
Authority: DE
Inventors: c/o IBM Corp. Arroyo Jesse P.; c/o IBM Corp. Bakke Brian E.; c/o IBM Corp. Bauman Ellen M.; c/o IBM Corp. Galbraith Robert; c/o IBM Corp. Graham Charles S.; c/o IBM Corp. Schimke Timothy J.
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 2013-11-22
Filing date: 2014-11-18
Publication date: 2020-02-06
Anticipated expiration: 2034-11-19
Also published as: CN104657305B; US20150149995A1; US20150370595A1; CN104657305A; DE102014116808A1

Abstract

Verfahren zum Realisieren einer dynamischen Virtualisierung eines „Single Root Input/Output Virtualization“(SRIOV)-fähigen „Serial Attached SCSI“(SAS)-Adapters (102), aufweisend:Bereitstellen des SRIOV-SAS-Adapters mit einer Vielzahl virtueller Funktionen (VFs) (114, 116, 118, 120) zum gemeinsamen Nutzen durch mehrere Systempartitionen (104, 106, 108);Ermöglichen einer Zuweisung jeder einzelnen Host-Bus-Adapter(HBA)-Ressource (124, 126, 128, 130) zu einer virtuellen Funktion (VF);Ermöglichen einer Zuweisung jeder VF zu einer oder mehreren Systempartitionen; undErmöglichen einer Zuweisung mehrerer VFs zu einer einzelnen System partition;das Verfahren ferner beinhaltend ein direktes Senden, ohne Zwischenstation, von Befehlen von der entsprechenden Systempartition an die entsprechende zugewiesene HBA-Ressource über die entsprechende gegebene virtuelle Funktion zum Bereitstellen einer verbesserten Lese/Schreib-Leistung der Systempartition für jede entsprechende virtuelle Funktion.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der Datenverarbeitung und genauer ein Verfahren, ein System und ein Computerprogrammprodukt zum Realisieren einer dynamischen Virtualisierung eines „Single Root Input/Output Virtualization“(SRIOV)-fähigen „Serial Attached Small-Computer System-Interface“(SAS)-Adapters.
Beschreibung des Standes der Technik
Eine kostengünstige Datenspeicherumgebung der Unternehmensklasse ist gekennzeichnet durch die Verwendung von Host-Bus-Adaptern (Host Bus Adapters (HBAs)), um Speichereinheiten unter Verwendung der Protokolle „Serial Attached SCSI“ (SAS) oder „Serial ATA (Advanced Technology Attachment)“ (SATA) direkt anzubinden. Mit dichter gewordener Technologie ist die Anzahl von Speichereinheiten, die an einen einzelnen HBA angebunden werden können, vom einstelligen Bereich in die Größenordnung von hunderten gewachsen.
Gleichzeitig haben sich die physische Größe von „Host System Central Electronics Complexes“ (CECs) verringert, die Prozessorleistung erhöht und die Anzahl von für HBAs verfügbaren Systembus-Steckplätzen reduziert. Diese Steigerung der Rechendichte hat das Wachstum von Systempartitionierung erzeugt, bei der mehrere System-Images unabhängig auf demselben physischen System ausgeführt werden, ohne voneinander zu wissen.
Herkömmliche HBAs haben „Application Programming Interfaces“ (APIs) oder durch E/A-Treibersoftwarestapel eines System-Images wahrgenommene Ansichten bereitgestellt, die eine einzige monolithische Ansicht des HBA und aller diesem HBA zugeordneten logischen und physischen Ressourcen zeigen. Dies erfordert mindestens einen HBA für jedes System-Image.
Bei „Single Root Input/Output (10) Virtualization“ (SRIOV) handelt es sich um einen PCI-Standard, der einen Adaptertechnologiebaustein für die E/A-Virtualisierung innerhalb der PCI-Express(PCIe)-Branche bereitstellt. „Single Root Input/Output (10) Virtualization“ (SRIOV) wurde durch die „PCI Special Interest Group“ der Branche als Grundlage des Aufteilens eines physischen HBA in mehrere virtuelle HBAs entwickelt. Die PCI-Technologie behandelt nur das Beschreiben des Zugangs zu einer einzigen physischen Funktion (Physical Function (PF)) und mehreren virtuellen Funktionen (Virtual Functions (VFs)) auf Host-Bus-Ebene. Sie behandelt keine HBA-APIs oder Modelle und stellt insofern einen Wegbereiter, jedoch keine komplette Lösung dar. Die SRIOV-Technologie stellt in diesem Speicherraum eine aufstrebende Technologie dar. Die SAS-Architektur besitzt keine expliziten Virtualisierungsmodelle.
Es besteht ein Bedarf nach einem effektiven Mechanismus, um eine dynamische Virtualisierung eines „Single Root Input/Output Virtualization“(SRIOV)-fähigen „Serial Attached Small-Computer System-Interface“(SAS)-Adapters zu ermöglichen. Es ist wünschenswert, dass ein solcher Mechanismus dem einzelnen Adapter eine gemeinsame Nutzung durch mehrere System-Images ermöglicht. Es ist wünschenswert, dass ein solcher Mechanismus für jede virtuelle Funktion relativ dasselbe Leistungsniveau ermöglicht, die ein dedizierter HBA für seinen einzelnen Host besitzen würde. Es ist wünschenswert, dass ein solcher Mechanismus die vorhandenen APIs zu den E/A-Treibersoftwarestapeln des System-Image beibehält, um die Entwicklungskosten des Umschreibens zahlreicher Treiberstapel für unterschiedliche Betriebssysteme zu vermeiden. Es ist wünschenswert, dass ein solcher Mechanismus Ressourcen/Funktions-Isolation und -Verbergen auf der Grundlage jeder einzelnen virtuellen Funktion bereitstellt.
Die Schrift US 2012/0297379 A1 offenbart eine herstellerunabhängige Ressourcen-Konfigurations-Schnittstelle für eine selbstvirtualisierende Eingabe-AusgabeVorrichtung.
In der Patentschrift US 8,265,075 B2 sind ein Verfahren und ein Apparat zur Verwaltung, Konfiguration und Steuerung einer I/O-Virtualisierungsvorrichtung durch einen Netzwerkschalter gezeigt.
Die Anmeldung US 2012/0284712 A1 offenbart Systeme und Verfahren für ein SRIOV-Durchleiten mittels einer Zwischeneinrichtung.
In der Schrift US 2011/0179414 A1 wird eine Konfiguration eines VM- und IO-Speicher-Adapters für eine virtuelle Ziel-Adressierung während eines direkten Datenzugriffs beschrieben.
Kurzdarstellung der Erfindung
Hauptaspekte der vorliegenden Erfindung liegen darin, ein Verfahren und ein System gemäß den unabhängigen Ansprüchen bereitzustellen. Weitere Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen dargestellt. Wichtige Aspekte der Erfindung liegen beispielsweise darin, ein solches Verfahren und ein System zum Realisieren einer dynamischen Virtualisierung eines „Single Root Input/Output Virtualization“(SRIOV)-fähigen „Serial Attached SCSI“(SAS)-Adapters bereitzustellen. Weitere wichtige Aspekte der vorliegenden Erfindung liegen darin, ein solches Verfahren, System und Computerprogramm im Wesentlichen ohne negative Effekte bereitzustellen und viele der Nachteile von Anordnungen des Standes der Technik zu überwinden.
Kurz ausgedrückt werden ein Verfahren, ein System und ein Computerprogrammprodukt zum Realisieren einer dynamischen Virtualisierung eines „Single Root Input/Output Virtualization“(SRIOV)-fähigen „Serial Attached SCSI“(SAS)-Adapters bereitgestellt. Der SRIOV-SAS-Adapter enthält eine Vielzahl virtueller Funktionen (VFs). Jeder einzelnen Host-Bus-Adapter(HBA)-Ressource wird eine explizite Zuweisung zu einer virtuellen Funktion (VF) ermöglicht; und jeder VF wird eine Zuweisung zu einer Systempartition ermöglicht. Es wird mehreren VFs eine Zuweisung zu einer einzigen Systempartition ermöglicht.
Gemäß Merkmalen der Erfindung ist die Lese/Schreib-Leistung der Systempartition für jede VF im Wesentlichen äquivalent zur für einen dedizierten HBA erreichten Leistung.
Gemäß Merkmalen der Erfindung wird optional eine einzelne physische HBA-Ressource in mehrere virtuelle Ressourcen unterteilt, dann wird optional jede der mehreren unterteilten virtuellen Ressourcen einer anderen Systempartition zugewiesen.
Gemäß Merkmalen der Erfindung sind die Konfigurations- und Verwaltungs-„Application Programming Interfaces“ (APIs) auf den virtuellen Funktionen (VFs) deaktiviert und nur auf einer physischen Funktion des SRIOV-SAS-Adapters aktiviert.
Gemäß Merkmalen der Erfindung wird die Zuweisung von Host-Bus-Adapter(HBA)-Ressourcen zu VFs durch einen Ressourcenverwalter ermittelt, und die Zuweisungen werden unter Verwendung der physischen Funktion des SRIOV-SAS-Adapters vom Ressourcenverwalter zum SRIOV-SAS-Adapter übermittelt.
Gemäß Merkmalen der Erfindung werden Befehle zum Lesen oder Schreiben von Daten über die jeweilige VF ohne Zwischenstation direkt von der Systempartition zur HBA-Ressource gesendet.
Gemäß Merkmalen der Erfindung wird eine Host- oder eine Systempartition daran gehindert, irgendwelche Befehle an die HBA-Ressource auszugeben, die negative Auswirkungen auf eine andere Host-Partition haben könnten.
Figurenliste
Die vorliegende Erfindung ist zusammen mit den vorstehenden und weiteren Aufgaben und Vorteilen am besten anhand der folgenden detaillierten Beschreibung der in den Zeichnungen veranschaulichten bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung verständlich.

1A, 1B und 2 veranschaulichen ein jeweiliges Beispielsystem zum Realisieren einer dynamischen Virtualisierung eines „Single Root Input/Output Virtualization“(SRIOV)-fähigen „Serial Attached SCSI“(SAS)-Adapters gemäß der bevorzugten Ausführungsform;
3 und 4 veranschaulichen beispielhafte Betriebsmerkmale zum Realisieren einer dynamischen Virtualisierung des „Single Root Input/Output Virtualization“(SRIOV)-fähigen „Serial Attached SCSI“(SAS)-Adapters von 1A, 1B und 2 gemäß bevorzugten Ausführungsformen; und
5 zeigt ein Blockschaubild, das ein Computerprogrammprodukt gemäß der bevorzugten Ausführungsform veranschaulicht.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
In der folgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung wird Bezug auf die begleitenden Zeichnungen genommen, die Beispielausführungsformen veranschaulichen, durch welche die Erfindung ausgeführt werden kann. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen verwendet und strukturelle Änderungen vorgenommen werden können, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen.
Die hierin verwendete Terminologie dient lediglich dem Zwecke des Beschreibens besonderer Ausführungsformen und ist nicht als die Erfindung einschränkend aufzufassen. Die hierin verwendeten Singularformen „ein“, „eine“ und „der“, „die“, „das“ sowie deren Deklinationen sollen ebenso die Pluralformen einschließen, es sei denn dies ist im Kontext deutlich anders angegeben. Es versteht sich weiterhin, dass die Begriffe „aufweist“ und/oder „aufweisend“ in diesem Dokument das Vorhandensein von angegebenen Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Vorgängen, Elementen und/oder Komponenten angeben, jedoch nicht das Vorhandensein oder Hinzufügen eines oder mehrerer Merkmale, ganzer Zahlen, Schritte, Vorgänge, Elemente, Komponenten und/oder Gruppen davon ausschließen.
Gemäß Merkmalen der Erfindung werden ein Verfahren, ein System und ein Computerprogrammprodukt zum Realisieren einer dynamischen Virtualisierung eines „Single Root Input/Output Virtualization“(SRIOV)-fähigen „Serial Attached SCSI“(SAS)-Adapters bereitgestellt. Der SRIOV-SAS-Adapter enthält eine Vielzahl virtueller Funktionen (VFs). Jede einzelne Host-Bus-Adapter(HBA)-Ressource wird einer virtuellen Funktion (VF) explizit zugewiesen; und jede VF wird einer Systempartition zugewiesen. Optional werden mehrere VFs einer einzigen Systempartition zugewiesen. Eine System- oder Host-Partition wird daran gehindert, irgendwelche Befehle an die HBA-Ressource auszugeben, die negative Auswirkungen auf eine andere Host-Partition haben könnten.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wird nun in 1A und 1B ein allgemein durch das Bezugszeichen 100 bezeichnetes Beispielcomputersystem zum Realisieren einer dynamischen Virtualisierung eines „Single Root Input/Output Virtualization“(SRIOV)-fähigen „Serial Attached SCSI“(SAS)-Adapters 102 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform gezeigt.
Das Computersystem 100 ist in eine Anzahl logischer Partitionen (logical partitions (LPs)) 104, 106, 108 partitioniert. Das Computersystem 100 enthält eine Vielzahl von Prozessoren 1 bis N 110 oder Zentraleinheiten (central processor units (CPUs)) 110 und einen Hypervisor 112. Jede logische Partition LPs 104, 106, 108 steht für einen Teil von Ressourcen im System und arbeitet als unabhängiges logisches System. Ein Beispiel für die logischen Partitionen 104, 106, 108 stellt das Partitionieren des Mehrfachprozessor-Computersystems 100 in mehrere unabhängige Server dar, von denen zum Beispiel jeder einen oder mehrere Prozessoren, Hauptspeicher und E/A-Einheiten besitzt.
Das Computersystem 100 enthält den „Single Root Input/Output Virtualization“(SRIOV)-SAS-Adapter 102. Der SRIOV-SAS-Adapter enthält eine Vielzahl virtueller Funktionen (VFs) 114, 116, 118, 120.
Der SRIOV-SAS-Adapter 102 besitzt eine E/A-Adapter-Virtualisierungsarchitektur, die dem einzelnen SRIOV-Adapter eine kontinuierliche gemeinsame Nutzung zwischen vielen unterschiedlichen logischen Partitionen LPs 104, 106, 108 erlaubt.
Unter Bezugnahme auf 1 B werden zusätzliche Beispielmerkmale des Computersystems 100 veranschaulicht. Der SRIOV-SAS-Adapter 102 enthält eine physische Funktion (PF) 122, die zum Beispiel für eine Konfiguration und Verwaltung des Satzes virtueller Funktionen VFs 114, 116, 118, 120 verwendet wird. Die Konfigurations- und Verwaltungs->„Application Programming Interfaces“ (APIs) sind gemäß der bevorzugten Ausführungsform auf den virtuellen Funktionen VFs 114, 116, 118, 120 deaktiviert und nur auf der physischen Funktion PF 122 aktiviert.
Wie in 1 B gezeigt, enthält der SRIOV-SAS-Adapter 102 eine Vielzahl von Host-Bus-Adapter(HBA)-Ressourcen oder logischen Ressourcen (LR) 124, 126, 128, 130, die dem Adapter 102 zugeordnet sind, wie beispielsweise unter Verwendung des Protokolls „Serial Attached SCSI“ (SAS) direkt angebundene Speichereinheiten. Der einzelne SRIOV-SAS-Adapter 102 wird durch mehrere Systempartitionen oder LPs 104, 106, 108 gemeinsam genutzt.
Gemäß Merkmalen der Erfindung kann jede einzelne HBA-Ressource oder jede der LRs 124, 126 128, 130, zum Beispiel ein RAID-geschützter Datenträger, explizit einer virtuellen Funktion der veranschaulichten virtuellen Funktionen VFs 114, 116, 118, 120 zugewiesen werden. Mehrere HBA-Ressourcen oder eine oder mehrere LRs 124, 126 128, 130 können explizit einer einzelnen virtuellen Funktion der veranschaulichten virtuellen Funktionen VFs 114, 116, 118, 120 zugewiesen werden. Jede der veranschaulichten virtuellen Funktionen VFs 114, 116, 118, 120 kann einer Systempartition der veranschaulichten LPs 104, 106, 108 zugewiesen werden. Mehrere virtuellen Funktionen VFs 114, 116, 118, 120 können einer einzelnen Systempartition der veranschaulichten LPs 104, 106, 108 zugewiesen werden.
Wie in 1B gezeigt, ist die logische Partition LP 104 den virtuellen Funktionen VFs 114, 116 zugewiesen, wobei die jeweiligen logischen Partitionen LPs 106, 108 den jeweiligen virtuellen Funktionen VFs 118, 120 zugewiesen sind. Das Computersystem enthält einen Partitionsüberwacher 140 und einen Ressourcenverwalter 142 gemäß bevorzugten Ausführungsformen.
Das Computersystem 100 ist in einer vereinfachten Form gezeigt, die für ein Verstehen der vorliegenden Erfindung ausreicht. Das veranschaulichte Computersystem 100 soll keine architektonischen oder funktionellen Einschränkungen implizieren. Die vorliegende Erfindung kann mit vielfältigen Hardware-Realisierungen und Systemen und vielfältigen weiteren internen Hardware-Einheiten verwendet werden
Wie in 1B gezeigt, enthält der einzelne SRIOV-SAS-Adapter 102 zahlreiche logische Ressourcen LRs 124, 126 128, 130, zum Beispiel einen RAID-geschützten Datenträger. Jede der LRs 124, 126 128, 130 muss einer oder mehreren virtuellen Funktionen VFs 114, 116, 118, 120 zugewiesen werden, bevor auf die LR zugegriffen werden kann. Nur die VF der virtuellen Funktionen VFs 114, 116, 118, 120, die einer bestimmten LR der logischen Ressourcen LRs 124, 126 128, 130 zugewiesen ist, kann auf die bestimmte LR zugreifen. Jede der virtuellen Funktionen VFs 114, 116, 118, 120 kann null LRs, wie beispielsweise die VF 120, oder einer LR, wie beispielsweise die VF 114 oder vielen LRs, wie beispielsweise die VF 118, zugewiesen werden. Jede der virtuellen Funktionen VFs 114, 116, 118, 120 kann den logischen Partitionen LPs 104, 106, 108 zugewiesen werden. Jede der virtuellen Funktionen VFs 114, 116, 118, 120 kann derselben LP zugewiesen werden, wie beispielsweise der LP 104. Es ist zu beachten, dass der einzelne SRIOV-SAS-Adapter 102 keine Kenntnis davon besitzt, wie viele logische Partitionen LPs 104, 106, 108 vorhanden sind.
Anfänglich sind keine logischen Ressourcen LRs 124, 126 128, 130 irgendwelchen der virtuellen Funktionen VFs 114, 116, 118, 120 zugewiesen. Zuweisungen von LRs zu VFs werden gemäß bevorzugten Ausführungsformen durch den Ressourcenverwalter 142 ermittelt. Diese Zuweisungen werden dem SRIOV-SAS-Adapter 102 vom Ressourcenverwalter 142 unter Verwendung der physischen Funktion PF 122 mitgeteilt. Es ist zu beachten, dass es sich bei diesem Kommunikationsverfahren um einen bandinternen Datenaustausch handelt und es keinen separaten physischen Anschluss einer Verwaltungskonsole erfordert. Dies stellt eine Verbesserung gegenüber den meisten, wenn nicht allen, bekannten „Storage Area Network“(SAN)-Anordnungen dar, die einen separaten Ethernet-Anschluss für eine herkömmliche Verwaltungskonsole erfordern.
Der Partitionsüberwacher 140 erkennt anfänglich den SRIOV-SAS-Adapter 102 und fragt den Adapter durch die PF 122 ab, um die Kapazitäten zu ermitteln, wie beispielsweise die Anzahl unterstützter VFs. Der Partitionsüberwacher 140 teilt diese Informationen dem Ressourcenverwalter 142 mit. Informationen über mit dem SRIOV-SAS-Adapter 102 verbundenen Einheiten und die LRs werden ebenso über diesen selben band internen Pfad mitgeteilt. Dann stellt der Ressourcenverwalter 142 über eine Benutzeroberfläche (User Interface (UI)) Informationen bereit, wie beispielsweise eine GUI, CLI, API, oder anderweitige.
Gemäß Merkmalen der Erfindung führt der Ressourcenverwalter 142 in einer bevorzugten Realisierung des Systems 100 jedes Mal einen Zuweisungsprozess aus, wenn der Adapter 102 zurückgesetzt wird und sich der Ressourcenverwalter 142 dauerhaft an die Zuweisungen erinnert. Dieses Merkmal der Erfindung beseitigt jede Host-Zuweisungsrichtlinie vom SRIOV-SAS-Adapter 102 und platziert sie zentral im Ressourcenverwalter 142. Alternativ dazu könnte der SRIOV-SAS-Adapter 102 so realisiert werden, dass er sich dauerhaft an die Zuweisungen erinnert; dies besitzt jedoch den Nachteil, aufgrund etwaiger Wartungs- oder Rekonfigurierungsmaßnahmen potenziell nicht mit dem System 100 synchronisiert zu sein.
Ein Benutzer oder eine andere Entität kann dann die logischen Ressourcen LRs 124, 126 128, 130 verwalten und über den Ressourcenverwalter 142 LRs zu VFs der virtuellen Funktionen VFs 114, 116, 118, 120 zuweisen. Diese Zuweisungskonfiguration wird dem Partitionsüberwacher 140 und dann dem SRIOV-SAS-Adapter 102 über die physische Funktion PF 122 mitgeteilt. Dies kann über einen Mechanismus ähnlich demjenigen erreicht werden, der aktuell zum Zuweisen von physischen Adaptern zu den LPs verwendet wird. Zum Beispiel handelt es sich bei den zugewiesenen Ressourcen um Speicherressourcen, wie beispielsweise einen Datenträgersatz anstelle eines physischen Adapters, die Informationen über sie sind jedoch auf eine ähnliche Weise dauerhaft. Zum Beispiel wird die WWID (world wide unique ID) des Datenträgersatzes als Kennung verwendet, um die spezifischen Speicherressourcen dauerhaft und konsistent zu identifizieren.
Gemäß Merkmalen der Erfindung sind in einer bevorzugten Realisierung des Systems 100 die durch einen dedizierten HBA bereitgestellten APIs aufgeteilt. Die Konfigurations- und Verwaltungs-APls sind nur auf der physischen Funktion PF 122 aktiviert. Lese/Schreib-APls sind auf der PF aktiviert, bis die Ressource durch den Ressourcenverwalter 142 einer VF zugewiesen wird. Lese/Schreib-APIs werden erst auf den jeweiligen VFs 114, 116, 118, 120 aktiviert, nachdem sie den VFs zugewiesen wurden. Abfrage-APIs an die PF 122 geben Informationen über den gesamten SRIOV-SAS-Adapter 102 aus. Abfrage-APIs an die VF geben nur die Informationen über der VF zugewiesene LRs aus. Normale Wartungsmaßnahmen von HBAs und physischen Einheiten sind für die VF nicht verfügbar und werden nur der PF verfügbar gemacht, wobei Informationen verborgen werden, was die eine VF davon abhält, die PF oder irgendeine andere VF zu korrumpieren.
Eine LP, wie beispielsweise die logischen Partitionen LPs 104, 106, 108, fährt fort, die ihr zugewiesenen logischen Ressourcen LRs 124, 126 128, 130 zu erkennen, indem eine vorhandene Abfrage-API an die jeweilige eine oder mehreren der virtuellen Funktionen VFs 114, 116, 118, 120 verwendet werden, die sie besitzt. Sobald eine bestimmte der logischen Partitionen LPs 104, 106, 108 ihre logischen Ressourcen LRs 124, 126 128, 130 erkannt hat, werden Befehle, Daten zu lesen oder zu schreiben, von der LP über die jeweiligen virtuellen Funktionen VFs 114, 116, 118, 120 ohne Zwischenstation direkt an die LR gesendet. Daten werden von/an die LR-Puffer ohne Zwischenstation direkt von der/zur LR/VF transferiert. Dies ermöglicht eine Lese/Schreib-Leistung, die zu einem herkömmlichen dedizierten HBA äquivalent ist. Dies ermöglicht auch, dass Investitionen in vorhandene Einheitentreiber weiter genutzt werden können, da die Schnittstellen dieselben sind.
Unter Bezugnahme auf 2 wird nun gemäß bevorzugten Ausführungsformen ein allgemein durch das Bezugszeichen 200 bezeichnetes weiteres Beispielsystem zum Realisieren einer dynamischen Virtualisierung eines Adapters gezeigt, wie beispielsweise des „Single Root Input/Output Virtualization“(SRIOV)-fähigen „Serial Attached SCSI“(SAS)-Adapters 102.
Das System 200 enthält eine Vielzahl von Betriebssystem(BS)-Partitionen 202, wobei jede BS-Partition 202 einen jeweiligen Benutzer 204 und einen VF-Treiber 206 enthält, der einer jeweiligen virtuellen Funktion VR der jeweiligen VFs 114, 116, 118, 120 zugeordnet ist. Das System 200 enthält einen Hypervisor 112 oder eine andere Virtualisierungszwischenstation, einschließlich einer Konfigurationsschnittstelle 210 und eines Treibers physischer Funktionen 212, welcher der physischen Funktion PF 122 des SRIOV-SAS-Adapters 102 zugeordnet ist. Zum Beispiel wird, wie in 2 gezeigt, der Hypervisor 112 verwendet, um Korrelationsdaten dauerhaft zu speichern, so dass Speicherressourcen einer spezifischen BS-Partition 202 zugeordnet werden können. Zu den Speicherressourcen zählen natürlicherweise Datenträgersätze, sie schließen jedoch auch generische SCSI- und ATA-Ressourcen ein. Diese Daten werden vollständig innerhalb des Hypervisor 112 und nicht dauerhaft auf dem Adapter 102 selbst gespeichert. Beim Aktivieren einer Partition 202 weist der Hypervisor 112 unter Verwendung des PF-Treibers 212 zuerst die zugeordneten Ressourcen einer beliebigen ungenutzten VF der jeweiligen VFs 114, 116, 118, 120 im Adapter 102 zu. Welche VF speziell verwendet wird, ist irrelevant und kann sich von Aktivierung zu Aktivierung ändern. Wenn die BS-Partition 202 aktiviert wird, wird die VF der jeweiligen VFs 114, 116, 118, 120 als eine Partitionsressource zugewiesen, und der Adapter 102 legt den begrenzten Satz von Ressourcen dieser Partition in geeigneter Weise offen.
Das System 200 ist in einer vereinfachten Form gezeigt, die für ein Verstehen der vorliegenden Erfindung ausreicht. Das veranschaulichte System 200 soll keine architektonischen oder funktionellen Einschränkungen implizieren. Die vorliegende Erfindung kann mit vielfältigen Hardware-Realisierungen und Systemen und vielfältigen weiteren internen Hardware-Einheiten verwendet werden
Unter Bezugnahme auf 3 und 4 sind allgemein jeweils durch das Bezugszeichen 300, 400 bezeichnete betriebliche Beispielmerkmale zum Realisieren einer dynamischen Virtualisierung des „Single Root Input/Output Virtualization“(SRIOV)-fähigen „Serial Attached SCSI“(SAS)-Adapters 102 von 1A, 1 B und 2 gemäß bevorzugten Ausführungsformen gezeigt.
In 3 sind BS-Partitionen X, Y, Z 202 gezeigt, wobei jeweils VF Nr. 3 in Block 310 auf Korrelationsdaten „Keine“ prüft, VF Nr. 4 in Block 312 auf Korrelationsdaten „GSCI M WWID“ prüft und VF Nr. 5, in Block 310 auf Korrelationsdaten „leer“ prüft. Wie in 2 gezeigt, verwendet der Hypervisor 112 dauerhafte Korrelationsdaten, die einen bestimmten Satz von Ressourcen des SRIOV-SAS-Adapters 102 mit entsprechenden BS-Partitionen X, Y, Z 202 verknüpfen, wie in 3 gezeigt. Mit Datenträgersatz-Ressourcen ist es möglich, Korrelationsdaten, zum Beispiel eine „World Wide Port Number“ (WWPN) durch den Hypervisor 112 im Beschreibungstext zu speichern, der durch den Adapter 102 in auf Speichereinheiten gespeicherten Metadaten gepflegt wird, wie beispielsweise in Block 318 gezeigte Beschreibungstext-Korrelationsdaten für Datenträgersatz „A“: WWPN, in Block 320 gezeigte Beschreibungstext-Korrelationsdaten für Datenträgersatz „B“: WWPN, und in Block 322 gezeigte Beschreibungstext-Korrelationsdaten für Datenträgersatz „C“: WWPN. Für generische SCSI- und generische ATA-Ressourcen, die jeweils in den Blöcken 324 und 236 gezeigt sind, gibt es keine auf den Speichereinheiten gespeicherten Metadaten, und durch den Hypervisor 208 gespeicherte Korrelationsdaten müssen andernorts aufbewahrt werden, und vorzugsweise nicht im SRIOV-SAS-Adapter 102, da Adapter ausgetauscht werden können.
Unter Bezugnahme auf 4 wird nun eine Beispiel-Konfigurationstabelle des SRIOV-SAS-Adapters 102 veranschaulicht, die allgemein mit dem Bezugszeichen 400 bezeichnet ist. Eine Konfigurationstabelle wird als die Antwort auf einen API-Konfigurationsabfragebefehl ausgegeben. Eine Konfigurationstabelle PF 401 wird auf den API-Konfigurationsabfragebefehl an die PF ausgegeben. Eine Konfigurationstabelle - VF Nr. 1 402 wird auf den API-Konfigurationsabfragebefehl an die VF Nr. 1 ausgegeben. Eine Konfigurationstabelle - VF Nr. 2 403 wird auf den API-Konfigurationsabfrage-Befehl an die VF Nr. 2 ausgegeben, jeweils mit Beispielressourcen des SRIOV-SAS-Adapter 102, wie gezeigt. Alle Ressourcen des SRIOV-SAS-Adapters 102 sind für die PF 122 sichtbar. Zum Beispiel sind VF Nr. 1 ein DATTRSATZ (Datenträgersatz) „X“ 418 und eine Generische DVD 430 zugewiesen, und VF Nr. 2 ein DATTRSATZ „Y“ 420 und ein Generisches Band 428 zugewiesen. Es ist zu beachten, dass alle Elemente in der Konfigurationstabelle PF 401 über die API berichtet werden; während in der Konfigurationstabelle - VF Nr. 1 402 und der Konfigurationstabelle - VF Nr. 2 403 nur die ausgegraut gezeigten zugewiesenen Ressourcen des SRIOV-SAS-Adapters 102 über die API berichtet werden.
Unter Bezugnahme auf 5 wird nun ein Herstellungsartikel oder ein Computerprogrammprodukt 500 der Erfindung veranschaulicht. Das Computerprogrammprodukt 500 ist gegenständlich auf einem nichtflüchtigen computerlesbaren Speichermedium ausgebildet, das ein Aufzeichnungsmedium 502, wie beispielsweise eine Floppy-Diskette, ein Nur-Lese-Speicher mit hoher Kapazität in Form einer optisch gelesenen Compact Disk oder CD-ROM, ein Band oder ein anderes ähnliches Computerprogrammprodukt einschließt. Das Aufzeichnungsmedium 502 speichert auf dem Medium 502 Programmmittel 504, 506, 508 und 510 zum Ausführen der Verfahren zum Realisieren einer dynamischen Virtualisierung des „Single Root Input/Output Virtualization“(SRIOV)-fähigen „Serial Attached SCSI“(SAS)-Adapters 102 bevorzugter Ausführungsformen im System 100 von 1A und 1B oder System 200 von 2.
Eine durch die gespeicherten Programmmittel 505, 506, 508 und 510 definierte Sequenz von Programmanweisungen oder eine logische Zusammensetzung eines oder mehrerer miteinander verbundener Module leiten das Computersystem 500 zum Realisieren einer dynamischen Virtualisierung für einen E/A-Adapter, wie beispielsweise einen „Single Root Input/Output Virtualization“(SRIOV)-Adapter einer bevorzugten Ausführungsform.
Während die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die Details der Ausführungsformen der in den Zeichnungen gezeigten Erfindung beschrieben wurde, sind diese Details nicht als den Umfang der Erfindung wie sie in den angehängten Ansprüchen beansprucht wird einschränkend anzusehen.

Claims

Verfahren zum Realisieren einer dynamischen Virtualisierung eines „Single Root Input/Output Virtualization“(SRIOV)-fähigen „Serial Attached SCSI“(SAS)-Adapters (102), aufweisend: Bereitstellen des SRIOV-SAS-Adapters mit einer Vielzahl virtueller Funktionen (VFs) (114, 116, 118, 120) zum gemeinsamen Nutzen durch mehrere Systempartitionen (104, 106, 108); Ermöglichen einer Zuweisung jeder einzelnen Host-Bus-Adapter(HBA)-Ressource (124, 126, 128, 130) zu einer virtuellen Funktion (VF); Ermöglichen einer Zuweisung jeder VF zu einer oder mehreren Systempartitionen; und Ermöglichen einer Zuweisung mehrerer VFs zu einer einzelnen System partition; das Verfahren ferner beinhaltend ein direktes Senden, ohne Zwischenstation, von Befehlen von der entsprechenden Systempartition an die entsprechende zugewiesene HBA-Ressource über die entsprechende gegebene virtuelle Funktion zum Bereitstellen einer verbesserten Lese/Schreib-Leistung der Systempartition für jede entsprechende virtuelle Funktion.
Verfahren nach Anspruch 1, beinhaltend ein Bereitstellen einer physischen Funktion (122) mit dem „Single Root Input/Output Virtualization“(SRIOV)-SAS-Adapter.
Verfahren nach Anspruch 2, beinhaltend ein Aktivieren von Konfigurations- und Verwaltungs-„Application Programming Interfaces“ (APIs) auf der physischen Funktion.
Verfahren nach Anspruch 2, beinhaltend ein Deaktivieren von Konfigurations- und Verwaltungs-„Application Programming Interfaces“ (APIs) auf der physischen Funktion.
Verfahren nach Anspruch 1, beinhaltend ein Zuweisen von einer oder mehreren HBA-Ressourcen zu einer gegebenen virtuellen Funktion; Zuweisen der gegebenen virtuellen Funktion zu einer entsprechenden Systempartition; und Ermöglichen eines Sendens von entsprechenden Systempartition-Lese/Schreib-Befehlen von der entsprechenden Systempartition an die entsprechende zugewiesene HBA-Ressource.
Verfahren nach Anspruch 1, beinhaltend ein Ermöglichen eines Unterteilens einer einzelnen, physischen HBA-Ressource in mehrere virtuelle Ressourcen; und ein Ermöglichen eines Zuweisens jeder der mehreren virtuellen Ressourcen zu einer anderen Systempartition.
Verfahren nach Anspruch 1 beinhaltend Bereitstellen eines Hypervisors (112) zum dauerhaften Speichern von Korrelationsdaten, die HBA-Ressourcen einer spezifischen Systempartition zuordnen.
Verfahren nach Anspruch 7, beinhaltend ein Bereitstellen eines Treibers physischer Funktionen (PF) (212) und einer Konfigurationsschnittstelle (210) mit dem Hypervisor.
Verfahren nach Anspruch 8, beinhaltend ein erstes Zuweisen entsprechender zugeordneter HBA-Ressourcen zu einer beliebigen ungenutzten VF im SRIOV-SAS-Adapter durch den Hypervisor unter Verwendung des Treibers physischer Funktionen (PF).
Verfahren nach Anspruch 1, beinhaltend ein Aktivieren von Lese/Schreib-„Application Programming Interfaces“ (APIs) nur auf entsprechenden virtuellen Funktionen (VFs).
System (100; 200) zum Realisieren, gemäß Anspruch 1, einer dynamischen Virtualisierung eines „Single Root Input/Output Virtualization“(SRIOV)-fähigen „Serial Attached SCSI“(SAS)-Adapters aufweisend: der SRIOV-SAS-Adapter (102) weist auf eine Vielzahl virtueller Funktionen (VFs) (114, 116, 118, 120) zum gemeinsamen Nutzen durch mehrere Systempartitionen (104, 106, 108), wobei jeder VF eine Zuweisung zu einer oder mehreren Systempartitionen ermöglicht wird, und mehreren VFs eine Zuweisung zu einer einzigen Systempartition ermöglicht wird; eine physische Funktion (122) und eine Vielzahl von einer entsprechenden virtuellen Funktion (VF) zuzuweisenden Host-Bus-Adapter(HBA)-Ressourcen (124, 126, 128, 130); eine Vielzahl der Systempartitionen; wobei jede Systempartition einen oder mehrere Prozessoren enthält; und einen Treiber virtueller Funktionen (VF) (206); einen Ressourcenverwalter (142) und einen Partitionsüberwacher (140) zum Realisieren einer dynamischen Virtualisierung des SRIOV-SAS-Adapters; wobei der Ressourcenverwalter und der Partitionsüberwacher gegenständlich in einem nichtflüchtigen maschinenlesbaren Medium ausgebildeten Steuercode enthalten; wobei der Ressourcenverwalter den virtuellen Funktionen (VFs) HBA-Ressourcen zuweist und die Zuweisungen dauerhaft im Gedächtnis behält und die Zuweisungen dem Partitionsüberwacher mitteilt.
System nach Anspruch 11, wobei der Partitionsüberwacher die Zuweisungen den Systempartitionen mitteilt.