JP2010527550A - 共有イーサネット・ポート用の論理ポート・レベルにおいて帯域幅キャッピングを実装するための方法、装置及びコンピュータ・プログラム - Google Patents

共有イーサネット・ポート用の論理ポート・レベルにおいて帯域幅キャッピングを実装するための方法、装置及びコンピュータ・プログラム Download PDF

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Abstract

【課題】共有イーサネット・ポート用の論理ポート・レベルにおいて帯域幅キャッピングを実装するための方法、装置及びコンピュータ・プログラムを提供する。
【解決手段】帯域幅キャッピングは、共有イーサネット・ポート用の論理ポート・レベルにおいて実装される。ホスト・イーサネット・アダプタ(HEA)の物理ポートが区画化される場合、当該区画用に論理HEAが作成される。この論理HEA内には、1つ以上の論理ポートが作成される。各論理ポートは、対応する物理ポートにマッピングされる。論理区画(LPAR)構成の間に、論理ポート用の最小保証速度及び対応する物理ポートが指定され、またオプションとして、最大速度が指定される。論理ポート用の指定された構成が検証され、当該構成値がHEA内に格納され、そして論理ポート用の格納された構成値に基づいて、HEAがデータ・パケットをディスパッチする。
【選択図】 図2

Description

本発明は、データ処理の分野に係り、さらに詳細に説明すれば、共有イーサネット・ポート用の論理ポート・レベルにおいて帯域幅キャッピングを実装するための方法、装置及びコンピュータ・プログラムに係る。
例えば、1Gbps又は10Gbpsのキャパシティを有する単一のイーサネット・ポートは、複数のシステムにわたって区画化することができる。例えば、単一のRJ−45ポートは、16個までの区画をサポートすることができる。
一般に、既知のネットワーク仮想化機構は、ホストのオペレーティング・システム(OS)によって管理された共有イーサネット・アダプタを使用し、そして仮想ネットワーク・ブリッジングを使用する。
通常のイーサネット・アダプタ共有機構の欠点は、データ・パケットの経路がハイパーバイザを通して提供されるということである。さらに、パケット転送は、入出力(I/O)ホスティング区画に依存する。
当分野では、共有イーサネット・ポート用の帯域幅キャッピングを実装するための有効な機構が要請されている。共有イーサネット・ポートの論理ポート用の最小保証速度及び最大速度の両方を実装するための機構を提供することが望ましい。
本発明の主要な側面は、共有イーサネット・ポート用の論理ポート・レベルにおいて帯域幅キャッピングを実装するための方法、装置及びコンピュータ・プログラムを提供することである。本発明の他の重要な側面は、実質的に悪影響を受けることなく帯域幅キャッピングを実装するための方法、装置及びコンピュータ・プログラムを提供することにより、従来技術に従った機構の多くの欠点を克服することである。
簡述すると、共有イーサネット・ポート用の論理ポート・レベルにおいて帯域幅キャッピングを実装するための方法、装置及びコンピュータ・プログラムが提供される。ホスト・イーサネット・アダプタ(HEA)の物理ポートが区画化される場合、当該区画用に論理HEAが作成される。この論理HEA内には、1つ以上の論理ポートが作成される。各論理ポートは、対応する物理ポートにマッピングされる。論理区画(LPAR)構成の間に、論理ポート用の最小保証速度及び当該論理ポート用の対応する物理ポートを含む、当該論理ポート用の構成が指定され、またオプションとして、当該論理ポート用の最大速度値が指定される。
本発明の諸特徴に従って、前記論理ポート用の前記指定された最小保証速度を、前記対応する物理ポートに接続された全ての論理ポート用の最小値と合計することにより、合計速度を提供する。この合計速度を、前記対応する物理ポートのキャパシティと比較することにより、前記合計速度が前記対応する物理ポートのキャパシティを超過しないことを検証する。前記合計速度が前記対応する物理ポートのキャパシティを超過しない場合、前記論理ポート用の前記構成値が当該論理ポート用のHEA内に格納され、そして当該格納された構成値に基づいて、前記HEAにより、データ・パケットをディスパッチする。
本発明の諸特徴に従って、前記論理ポート用の前記構成値を、当該論理ポート用のHEAハードウェア構成レジスタ内にロードする。データ・パケットのディスパッチ中に、前記HEAは、論理ポートにサービスを提供する間に、各論理ポート対応の統計レジスタにおいて使用済みの帯域幅を追跡する。前記統計レジスタ及び前記構成レジスタは、どの論理ポートが次にデータを送信するかを決定するために使用される。
本発明の諸特徴に従って、前記論理ポート用の前記構成値は、当該論理ポート用に指定されている最大速度値を含む。この指定された最大速度値は、前記論理ポート用の性能を制限するために、データ・パケットのディスパッチ中に使用される。例えば、データ・パケットのディスパッチ中に作動可能に設定された論理ポートから、データ・パケットが転送される。論理ポートについてタイム・スライスが完了する場合、この論理ポートは作動不能に設定され、論理ポート帯域幅遅延タイマが設定される。この論理ポート帯域幅遅延タイマが完了した場合、この論理ポートは、作動可能に設定され、データ・パケットのディスパッチ中にこれを選択することができる。
本発明は、共有イーサネット・ポート用の論理ポート・レベルにおいて帯域幅キャッピングを実装することにより、ホストのオペレーティング・システム(OS)によって管理された共有イーサネット・アダプタ及び仮想ネットワーク・ブリッジングを使用して行われる通常のネットワーク仮想化の必要性を排除することができるという効果を奏する。
推奨実施形態に従った帯域幅キャッピング方法を実装するためのホスト・イーサネット・アダプタ(HEA)を含む、論理区画(LPAR)コンピュータ・システムを示すブロック図である。 推奨実施形態に従った共有イーサネット・ポート用の論理ポート・レベルにおいて帯域幅キャッピングを実装するための諸ステップを示すフローチャートである。 推奨実施形態に従った共有イーサネット・ポート用の論理ポート・レベルにおいて帯域幅キャッピングを実装するための諸ステップを示すフローチャートである。 推奨実施形態に従った共有イーサネット・ポート用の論理ポート・レベルにおいて帯域幅キャッピングを実装するための諸ステップを示すフローチャートである。 推奨実施形態に従ったコンピュータ・プログラム製品を示すブロック図である。
本発明の諸特徴に従って、ホスト・イーサネット・アダプタ(HEA)が提供される。HEAは、複数の物理ポート、例えば、複数のシステムにわたって区画化することができる4つのRJ−45ポートを含む。単一のRJ−45ポートは、各区画が他の区画のトラフィックを見ることができないように、例えば、16個までの区画をサポートすることができる。これらのポートは、例えば、1Gbps又は10 Gbpsの何れかである。このキャパシティは、当該物理ポートを使用する複数の区画間で分割される。
本発明の諸特徴に従って、HEAのハードウェアは、仮想化を行っており、通常のネットワーク仮想化の必要性を排除する。通常のネットワーク仮想化は、ホストのオペレーティング・システム(OS)によって管理された共有イーサネット・アダプタ及び仮想ネットワーク・ブリッジングを使用して行われる。
本発明の諸特徴に従って、HEAの論理ポートが構成される場合、最小保証速度が指定され、そしてオプションの最大速度が指定される。LPAR構成中に、システム・オペレータは、論理ポートを構成し且つ最小保証速度を指定することができ、そしてオプションの最大速度を指定することができる。この構成が送出される場合、ハイパーバイザは、この構成を検証して、最小帯域幅が提供可能であることを確認する。その後、これらの構成値はハードウェアに渡され且つそこに格納され、その結果、当該ハードウェアは適切なディスパッチを行う。
図1は、推奨実施形態に従った帯域幅キャッピング方法を実装するためのホスト・イーサネット・アダプタ(HEA)102を含む、コンピュータ・システム100を示す。コンピュータ・システム100は、論理区画(LPAR)システムであって、複数のオペレーティング・システムとして、例えば、リナックス(登録商標)104、AIX(商標)106及びi5/OS(商標) 108を含む。
イーサネット・ドライバ#1〜#3110は、オペレーティング・システム104、106、108にそれぞれ結合され、また直接的に接続されたデータ経路112によって示されるように、HEA102にそれぞれ接続される。通常のイーサネット共有機構は、ハイパーバイザを通るパスを含み、またデータ・パケットを転送するためにI/Oホスティング区画に依存する。
本発明の諸特徴に従って、イーサネット・ドライバ#1〜#3110は、直接的に接続されたデータ経路112によってHEA 102にそれぞれ接続されているので、ハイパーバイザの打撃はなく、データ・パケット転送は、実行中の他の任意のLPARに依存しないし、これを必要とすることもない。
本発明の諸特徴に従って、HEA102の物理ポート130が区画化される場合、当該区画用に論理HEA(LHEA)132が作成される。各区画は、LHEA132を含む。各LHEA 132内には、複数の論理ポート134が作成される。これらの論理ポート134は、対応する物理ポート130にマッピングされる。一般に、1つの物理ポート130は、複数の論理ポート134、例えば、16個の論理ポート134によってマッピングされる。帯域幅は、物理ポート・レベルでは有効に制限することができないが、推奨実施形態に従って論理ポート・レベルにおいて指定される。
ハイパーバイザ114は、複数のオペレーティング・システム104、106、108間で資源を割り振る。ハードウェア管理コンソール120は、システム・オペレータ122の入力を受け取る。構成マネージャ124は、ハードウェア管理コンソール120に結合され、ハードウェア管理コンソール120からの構成要求を受け取る。構成マネージャ124は、ハードウェア管理コンソール120からの構成要求を処理するために、ハイパーバイザ114に結合される。
コンピュータ・システム100は、本発明を理解するのに十分な程度に簡略した形式で示されている。図示のコンピュータ・システム100は、アーキテクチャ上の又は機能的な制限を暗示することを意図するものではない。本発明は、種々のハードウェア実装、システム及び他の種々の内部ハードウェア装置と共に使用することができる。
図2〜図4は、推奨実施形態に従った共有イーサネット・ポート用の論理ポート・レベルにおいて帯域幅キャッピングを実装するための諸ステップを示す。
本発明の諸特徴に従って、オペレータがHEA102上で論理ポート134を構成する場合、最小及び最大の帯域幅をシステム・オペレータに問い合わせるための表示が提供される。この構成要求がハイパーバイザ114に送出される場合、その物理ポート130に接続された全ての論理ポート134用の最小値が加算され、その合計が当該物理ポートのキャパシティを超過しないことを検証する。一旦これが行われると、当該論理ポート用の値は、その論理ポート用のHEAハードウェア・レジスタにロードされる。
図2を参照して、共有イーサネット・ポート用の論理ポート・レベルにおいて帯域幅キャッピングを実装するための諸ステップを説明する。これらのステップは、ブロック200から開始する。ハードウェア管理コンソール120は、論理ポート134に関する構成要求を、構成マネージャ124に送出する(ブロック202)。この構成要求は、当該論理ポート134用の対応する物理ポート130と、当該論理ポート134用の最小保証速度と、オプションの最大速度指定とを識別する。
例えば、ブロック202で送出される構成要求は、1Gbpsの最小速度、1Gbpsの最大速度を含むことができる。この場合、ユーザは、1Gbpsに制限された1Gbpsカードに相当するものを有することが可能となる。その利点は、物理ポート130が10Gbpsポートであれば、当該ユーザは、1区画当たり1Gbpsに制限されるということである。同じ物理ポート130は、この区画のスループットに影響せずに、他の区画によって使用することができる。
構成マネージャ124は、前記構成要求を受け取る(ブロック204)。構成マネージャ124は、物理ポート130用のハードウェアに対し、当該物理ポート130の速度を識別するために、この論理ポート134が割り当てられていることを問い合わせる(ブロック206)。第1の論理ポートが加えられ、そしてLPARがこのHEA102用のLHEA 132を有していない場合、作成すべき当該LHEA用の資源能力が指定される。
構成マネージャ124は、第1の論理ポート用の最小速度及び対応する物理ポートを含む構成を得る(ブロック208)。次に、この物理ポートに対し論理ポートが割り当てられるか否かを検査する(ブロック210)。その検査結果が肯定的であれば、前記物理ポートの最小速度が合計速度に加えられる(ブロック212)。一方、この物理ポートに対し論理ポートが割り当てられない場合、又は最小速度が合計速度に加えられた後、構成マネージャ124は、次の論理ポート用の最小速度及び対応する物理ポートを含む構成を得る(ブロック214)。さらなる論理ポートが存在する場合、この物理ポートに対し次の論理ポートが割り当てられるか否かを検査する(ブロック210)。その検査結果が肯定的であれば、次の論理ポートの最小速度が合計速度に加えられ(ブロック212)、次の論理ポート用の構成が識別される(ブロック214)。
さらなる論理ポートが存在しない場合、合計速度がこの物理ポートの速度を超過するか否かを検査する(ブロック216)。構成マネージャ124又はハイパーバイザ114が、構成を検証する結果として、最小の帯域幅を提供することができることを決定する場合(ブロック216)、構成が受理され(ブロック218)、構成値が当該論理ポート用のHEAハードウェアに渡され、そこに格納される。
例えば、これらの構成値は、当該論理ポート用のHEA 102のハードウェア構成レジスタに渡され、そこにロードされる(ブロック218)。しかし、本発明は、構成値を格納するために構成レジスタを使用することに制限されないことを理解されたい。他のオプションは、例えば、資産保護キー(Asset Protection key)を使用して、認証コード(activation code)を検査し、これが存在しなければ、論理ポートの速度を設定値に制限するというものである。資産保護キーは、諸コンポーネント(例えば、LPARシステムの共有プロセッサ、プロセッサの数、OSのタイプ等)の使用法を制限するために現に使用されている。
さもなければ、すなわち合計速度が物理ポートの速度を超過する場合、構成が拒絶され(ブロック220)、図2のステップが終了する(ブロック222)。
本発明の諸特徴に従って、HEA102が論理ポートにサービスを提供している間、HEA 102は、各論理ポート対応のHEA統計レジスタにおいて使用済みの帯域幅を追跡する。HEA統計レジスタ及び構成レジスタは、どの論理ポートが次にデータを送信するかを決定するために、有利に使用することができる。着信パケットが受け取られる場合、当該着信パケット用の宛先論理ポートが決定され、そして帯域幅の使用量が統計レジスタに加えられる。論理ポートの最大の帯域幅構成が、物理ポートの物理能力と等しくないか又はこれを超過しない場合、物理ポートは、或る期間にわたってアイドルとなることがある。
図3を参照して、データ・パケットをディスパッチし且つ帯域幅キャッピングを実装するための諸ステップを説明する。これらのステップは、論理ポートのパケット転送が完了する際に、ブロック300から開始する。先ず、物理ポートのタイム・スライスが完了しているか否かを検査する(ブロック302)。物理ポートのタイム・スライスが完了していない場合、次のパケットが転送される(ブロック304)。
パケットを転送するために、種々のタスク及びスレッド・ディスパッチング・アルゴリズムが使用可能であることを理解されたい。
物理ポートのタイム・スライスが完了している場合、論理ポートのタイム・スライスが完了しているか否かを検査する(ブロック306)。論理ポートのタイム・スライスが完了していない場合、次のパケットが転送される(ブロック304)。さもなければ、すなわち論理ポートのタイム・スライスが完了している場合、論理ポートが「作動不能」に設定される(ブロック308)。次に、論理ポート帯域幅遅延タイマが設定される(ブロック310)。次の作動可能な論理ポートへのスイッチングが提供される(ブロック312)。その後、次のパケットが転送され(ブロック304)、論理ポートのパケット転送が完了すると、ブロック300に戻る。
図4を参照して説明する。先ず、論理ポート帯域幅遅延タイマが完了する(ブロック400)。その後、論理ポートが「作動可能」に設定される(ブロック402)。
図5は、本発明のコンピュータ・プログラム製品500を示す。コンピュータ・プログラム製品500は、コンピュータ可読記録媒体502を含む。記録媒体502の例には、フレキシブル・ディスク、光学的に読み取り可能なコンパクト・ディスク又はCD−ROMの形式を有する大容量の読み取り専用メモリ、テープ等がある。記録媒体502は、図1のシステム100において推奨実施形態の帯域幅キャッピングを実装する方法を実施するためのプログラム手段504、506、508、510を格納する。
記録済みのプログラム手段504、506、508、510によって定義された一連のプログラム命令又は相互に関係する1つ以上のモジュールの論理アセンブリは、推奨実施形態の帯域幅キャッピングを実装するようにシステム100に指示する。
本発明の諸実施形態は、クライアント企業、非営利団体、政府機関、内部組織構成等とのサービス契約の一部として引き渡されることがある。これらの実施形態の諸側面は、本明細書に開示した方法の一部又は全てを実施するようにコンピュータ・システムを構成すること、並びに当該方法の一部又は全てを実装するソフトウェア、ハードウェア及びウェブ・サービスを配備することを含むことがある。また、これらの実施形態の諸側面は、クライアントの動作を分析し、この分析に基づいて提案を作成し、この提案の諸部分を実装するシステムを構築し、当該システムを既存のプロセス及びインフラストラクチャと統合し、当該システムの使用度を測定し、当該システムのユーザに諸経費を割り振り、当該システムの使用料を請求することを含むことがある、
本発明は、図示した本発明の実施形態の詳細に即して説明されたが、かかる詳細は、本発明の範囲を制限することを意図するものではない。
102・・・ホスト・イーサネット・アダプタ(HEA)
104、106、108・・・オペレーティング・システム
110・・・イーサネット・ドライバ
114・・・ハイパーバイザ
120・・・ハードウェア管理コンソール
122・・・システム・オペレータ
124・・・構成マネージャ
130・・・物理ポート
134・・・論理ポート

Claims (20)

  1. 共有イーサネット・ポート用の論理ポート・レベルにおいて帯域幅キャッピングを実装するための方法であって、
    ホスト・イーサネット・アダプタ(HEA)の物理ポートを区画化するステップと、
    論理ポートを対応する物理ポートにマッピングするステップと、
    論理区画(LPAR)構成の間に、前記論理ポート用の指定された最小保証速度及び前記論理ポート用の前記対応する物理ポートを含む、前記論理ポート用の構成を指定するステップと、
    前記論理ポート用の前記指定された構成を検証するステップと、
    前記論理ポート用の前記指定された最小保証速度及び前記論理ポート用の前記対応する物理ポートを前記HEA内に格納するステップと、
    前記格納された構成値に基づいて、前記HEAにより、データ・パケットをディスパッチするステップとを含む、方法。
  2. 前記区画化するステップが、
    前記区画用の論理HEAを作成するステップと、
    前記論理HEA内に複数の前記論理ポートを作成するステップとを含む、請求項1に記載の方法。
  3. 前記検証するステップが、
    前記論理ポート用の前記指定された最小保証速度を、前記対応する物理ポートにマップされた前記複数の論理ポートの各論理ポート用の最小値と合計することにより、合計速度を提供するステップを含む、請求項2に記載の方法。
  4. 前記合計速度を前記対応する物理ポートのキャパシティと比較することにより、前記合計速度が前記対応する物理ポートのキャパシティを超過しないことを検証するステップをさらに含む、請求項3に記載の方法。
  5. 前記合計速度が前記対応する物理ポートのキャパシティを超過しない場合、前記指定された構成を受理し且つ前記論理ポート用の前記構成値を前記HEA内に格納するステップをさらに含む、請求項4に記載の方法。
  6. 前記格納するステップが、前記論理ポート用の前記構成値を前記論理ポート用のHEAハードウェア構成レジスタ内にロードするステップを含む、請求項1に記載の方法。
  7. 前記ディスパッチするステップが、論理ポートにサービスを提供する間に、前記HEAにより、使用済みの帯域幅の値を各論理ポート用のHEAハードウェア統計レジスタ内に格納するステップを含む、請求項6に記載の方法。
  8. 前記HEAにより、前記HEAハードウェア構成レジスタ及び前記HEAハードウェア統計レジスタ内に格納された前記値を使用することにより、どの論理ポートが次にデータを送信するかを決定するステップをさらに含む、請求項7に記載の方法。
  9. 前記指定するステップが、前記論理ポート用の最大速度値を指定するステップを含む、請求項1に記載の方法。
  10. 前記ディスパッチするステップが、前記論理ポート用の性能を制限するために、前記指定された最大速度値を使用してデータ・パケットをディスパッチするステップを含む、請求項9に記載の方法。
  11. 前記指定された最大速度値を使用してデータ・パケットをディスパッチするステップが、作動可能と設定された前記論理ポートからデータ・パケットを転送するステップを含む、請求項10に記載の方法。
  12. 前記論理ポートについてのタイム・スライスが完了した場合、前記論理ポートを作動不能と設定し且つ論理ポート帯域幅遅延タイマを設定するステップをさらに含む、請求項11に記載の方法。
  13. 前記論理ポート帯域幅遅延タイマが完了した場合、データ・パケットをディスパッチする間に前記論理ポートを選択することができるように、前記論理ポートを作動可能と設定するステップをさらに含む、請求項11に記載の方法。
  14. 共有イーサネット・ポート用の論理ポート・レベルにおいて帯域幅キャッピングを実装するための装置であって、
    複数の物理ポートを含む、ホスト・イーサネット・アダプタ(HEA)を備え、
    各物理ポートが区画化されており、
    前記区画用に提供された論理HEAと、
    前記論理HEA内に提供された複数の論理ポートとを備え、
    前記複数の論理ポートの各論理ポートが対応する物理ポートにマッピングされており、
    論理区画(LPAR)構成の間に、第1の論理ポート用の指定された最小保証速度及び当該第1の論理ポート用の対応する物理ポートを含む、当該第1の論理ポート用の構成を受け取る構成マネージャを備え、
    前記構成マネージャが、前記第1の論理ポート用の前記指定された構成を検証し且つ前記第1の論理ポート用の前記指定された最小保証速度及び前記第1の論理ポート用の前記対応する物理ポートを前記HEA内に格納し、
    前記HEAが、前記格納された構成値に基づいて、データ・パケットをディスパッチする、装置。
  15. 前記第1の論理ポート用の前記受け取られた構成が、前記第1の論理ポート用の最大速度値を含む、請求項14に記載の装置。
  16. 前記HEAが、論理ポート帯域幅遅延タイマを含み、前記HEAが、データ・パケットをディスパッチする間に、前記論理ポート用の性能を制限するように、前記指定された最大速度値を使用して前記論理ポート帯域幅遅延タイマを設定する、請求項15に記載の装置。
  17. ホスト・イーサネット・アダプタ(HEA)を含むコンピュータ・システムにおける共有イーサネット・ポート用の論理ポート・レベルにおいて帯域幅キャッピングを実装するためのコンピュータ・プログラムであって、
    前記コンピュータ・システムに、
    前記HEAの物理ポートを区画化するステップと、
    論理ポートを対応する物理ポートにマッピングするステップと、
    論理区画(LPAR)構成の間に、前記論理ポート用の指定された最小保証速度及び前記論理ポート用の前記対応する物理ポートを含む、前記論理ポート用の構成を指定するステップと、
    前記論理ポート用の前記指定された構成を検証するステップと、
    前記論理ポート用の前記指定された最小保証速度及び前記論理ポート用の前記対応する物理ポートを前記HEA内に格納するステップと、
    前記格納された構成値に基づいて、前記HEAにより、データ・パケットをディスパッチするステップとを実行させる、コンピュータ・プログラム。
  18. 前記ディスパッチするステップが、論理ポートにサービスを提供する間に、前記HEAにより、使用済みの帯域幅の値を各論理ポート用のHEAハードウェア統計レジスタ内に格納するステップを含む、請求項17に記載のコンピュータ・プログラム。
  19. 前記HEAにより、前記HEAハードウェア構成レジスタ及び前記HEAハードウェア統計レジスタ内に格納された前記値を使用することにより、どの論理ポートが次にデータを送信するかを決定するステップをさらに含む、請求項18に記載のコンピュータ・プログラム。
  20. 前記指定するステップが、前記論理ポート用の最大速度値を指定するステップを含み、
    前記ディスパッチするステップが、前記論理ポート用の性能を制限するために、前記指定された最大速度値を使用してデータ・パケットをディスパッチするステップを含む、請求項17に記載のコンピュータ・プログラム。
JP2010507889A 2007-05-18 2008-05-08 共有イーサネット・ポート用の論理ポート・レベルにおいて帯域幅キャッピングを実装するための方法、装置及びコンピュータ・プログラム Expired - Fee Related JP5186555B2 (ja)

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