在用于中間件和應(yīng)用執(zhí)行的工程系統(tǒng)中提供數(shù)據(jù)服務(wù)的系統(tǒng)和方法
【專利說明】在用于中間件和應(yīng)用執(zhí)行的工程系統(tǒng)中提供數(shù)據(jù)服務(wù)的系統(tǒng)和方法
[0001 ]版權(quán)聲明
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技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明總體上涉及計算機系統(tǒng)，更具體地涉及用于中間件和應(yīng)用執(zhí)行或中間件機器環(huán)境的工程系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0004]互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)在下一代超級計算機、集群和數(shù)據(jù)中心中起著有益的作用。例如，InfiniBand(IB)技術(shù)作為云計算結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)已見有增多的部署。隨著較大的云計算架構(gòu)的引入，與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)和存儲相關(guān)聯(lián)的性能和管理瓶頸已經(jīng)成為一個顯著的問題。
[0005]這是本發(fā)明的實施方式旨在解決的大體領(lǐng)域。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本文描述的是能夠在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中提供數(shù)據(jù)服務(wù)的方法和系統(tǒng)，所述網(wǎng)絡(luò)環(huán)境諸如用于中間件和應(yīng)用執(zhí)行或中間件機器環(huán)境的工程系統(tǒng)。所述系統(tǒng)能夠在所述網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的節(jié)點上提供數(shù)據(jù)服務(wù)部件。所述網(wǎng)絡(luò)環(huán)境可以包括多個經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)互聯(lián)的節(jié)點。此外，所述系統(tǒng)能夠使用本機數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)機制將所述網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的數(shù)據(jù)流引導(dǎo)至所述節(jié)點上的所述數(shù)據(jù)服務(wù)部件。然后，所述系統(tǒng)能夠使用所述數(shù)據(jù)服務(wù)部件來處理所述網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的所述數(shù)據(jù)流中的一個或多個數(shù)據(jù)包。此外，所述數(shù)據(jù)服務(wù)部件能夠提供所述數(shù)據(jù)服務(wù)，其可以是軟件防火墻(FWL)服務(wù)或業(yè)務(wù)路由服務(wù)，其對源和目的地的應(yīng)用工作負載都是透明的。
[0007]—種系統(tǒng)和方法能夠在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中提供數(shù)據(jù)服務(wù)。子網(wǎng)管理器能夠從源節(jié)點接收路徑記錄解析請求，其中所述源節(jié)點使用所述路徑記錄解析請求來獲取目的地節(jié)點的地址。此外，所述子網(wǎng)管理器能夠向所述源節(jié)點提供中間節(jié)點的地址，其中所述中間節(jié)點提供所述數(shù)據(jù)服務(wù)。隨后，所述源節(jié)點能夠基于所述中間節(jié)點的地址，向所述中間節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)流中的一個或多個數(shù)據(jù)包。
[0008]—種系統(tǒng)和方法能夠在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中支持數(shù)據(jù)服務(wù)地址解析。中間節(jié)點能夠從源節(jié)點接收輸入數(shù)據(jù)包，其中所述輸入數(shù)據(jù)包以目的地節(jié)點為目標，并且其中所述輸入數(shù)據(jù)包包括用于所述目的地節(jié)點的全局標識符和用于所述中間節(jié)點的本地標識符。此外，所述中間節(jié)點能夠基于用于所述目的地節(jié)點的全局標識符，獲取用于所述目的地節(jié)點的本地尋址信息。然后，所述中間節(jié)點能夠基于所獲取的用于所述目的地節(jié)點的本地尋址信息，向所述目的地節(jié)點發(fā)送輸出數(shù)據(jù)包。
[0009]—種系統(tǒng)和方法能夠在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中提供數(shù)據(jù)服務(wù)。所述網(wǎng)絡(luò)環(huán)境可以包括節(jié)點，其支持能夠提供數(shù)據(jù)服務(wù)的數(shù)據(jù)服務(wù)部件。此外，可以在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上提供過濾器，所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備例如是與所述節(jié)點相關(guān)聯(lián)的主機通道適配器(HCA)。所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備操作為使用過濾器來識別一個或多個以所述數(shù)據(jù)服務(wù)部件為目標而無協(xié)議終止的數(shù)據(jù)包。此外，所述過濾器能夠轉(zhuǎn)發(fā)所述一個或多個數(shù)據(jù)包至所述數(shù)據(jù)服務(wù)部件。
【附圖說明】
[0010]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中提供用于處理本機數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)服務(wù)裝置的示意圖。
[0011]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的使用外部網(wǎng)絡(luò)連接用以在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中提供數(shù)據(jù)服務(wù)的示意圖。
[0012]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中提供用于嵌入連線(bumpon thewire，BoW)模式的數(shù)據(jù)服務(wù)的示意圖。
[0013]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中提供軟件防火墻(FWL)的示意圖。
[0014]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的示例性工程系統(tǒng)的示意圖。
[0015]圖6例示了根據(jù)本發(fā)明實施方式的在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中提供用于處理本機數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)服務(wù)的示例性流程圖。
[0016]圖7示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的子網(wǎng)管理器(SA)的示意圖。
[0017]圖8示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的支持用于在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中提供數(shù)據(jù)服務(wù)的控制流的示意圖。
[0018]圖9示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的支持用于在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中提供數(shù)據(jù)服務(wù)的數(shù)據(jù)流的示意圖。
[0019]圖10例示了根據(jù)本發(fā)明實施方式的在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中控制用于處理本機數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)流的示例性流程圖。
[0020]圖11示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中使用InfiniBand(IB)尋址來訪問數(shù)據(jù)服務(wù)的數(shù)據(jù)包格式的示意圖。
[0021]圖12示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的中間節(jié)點上處理數(shù)據(jù)包的示意圖。
[0022]圖13示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的支持在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的連接管理的示意圖。
[0023]圖14例示了根據(jù)本發(fā)明實施方式的在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中支持用于處理本機數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)服務(wù)地址解析的示例性流程圖。
[0024]圖15示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的支持用于在虛擬環(huán)境中提供數(shù)據(jù)服務(wù)的主機通道適配器(HCA)過濾的示意圖。
[0025]圖16示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的支持用于在非虛擬環(huán)境中提供數(shù)據(jù)服務(wù)的主機通道適配器(HCA)過濾的示意圖。
[0026]圖17例示了根據(jù)本發(fā)明實施方式的支持用于在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中提供數(shù)據(jù)服務(wù)的HCA過濾的示例性流程圖。
【具體實施方式】
[0027]本文描述的是能夠在用于中間件和應(yīng)用執(zhí)行(或中間件機器環(huán)境)的工程系統(tǒng)中提供一個或多個數(shù)據(jù)服務(wù)的系統(tǒng)和方法。
[0028]用于處理本機數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)服務(wù)
[0029]根據(jù)本發(fā)明實施方式，數(shù)據(jù)服務(wù)部件(諸如數(shù)據(jù)服務(wù)裝置和/或數(shù)據(jù)服務(wù)服務(wù)器)能夠在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中提供各種類型的數(shù)據(jù)服務(wù)，所述網(wǎng)絡(luò)環(huán)境例如是用于中間件和應(yīng)用執(zhí)行(或中間件機器環(huán)境)的工程系統(tǒng)。
[0030]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中提供用于處理本機數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)服務(wù)裝置的示意圖。如圖1所示，多個節(jié)點，例如節(jié)點A 111至D 114，能夠在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境100中例如經(jīng)INFINIBAND(IB)結(jié)構(gòu)101相互連接。
[0031]此外，位于節(jié)點C113上的數(shù)據(jù)服務(wù)部件110能夠在IB結(jié)構(gòu)101上提供各種用于數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)服務(wù)。例如，節(jié)點A 111和節(jié)點B 112之間的數(shù)據(jù)流可以是本機數(shù)據(jù)流。本機數(shù)據(jù)流可以訪問或消費由位于中間節(jié)點C 113上的數(shù)據(jù)服務(wù)部件110提供的數(shù)據(jù)服務(wù)。從而，可以處理IB結(jié)構(gòu)101中的本機數(shù)據(jù)而無需離開IB結(jié)構(gòu)101。
[0032]根據(jù)本發(fā)明實施方式，數(shù)據(jù)服務(wù)部件110能夠提供軟件防火墻(FWL)服務(wù)，其可以用來在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境100中監(jiān)視和檢查所有類型的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)。此外，數(shù)據(jù)服務(wù)部件110可以用于其它目的，例如在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中執(zhí)行業(yè)務(wù)路由。
[0033]此外，可以在同一IB結(jié)構(gòu)101中部署數(shù)據(jù)服務(wù)部件的多個實例(或多個數(shù)據(jù)服務(wù)部件)，用以提供高可用性(HA)并提高性能。如圖1所示，另一個數(shù)據(jù)服務(wù)部件120可以位于IB結(jié)構(gòu)101上的節(jié)點D114上。數(shù)據(jù)服務(wù)部件110和數(shù)據(jù)服務(wù)部件120 二者可以同時在IB結(jié)構(gòu)101上運行。
[0034]根據(jù)本發(fā)明實施方式，數(shù)據(jù)服務(wù)部件或者可以專用于提供數(shù)據(jù)服務(wù)，或者可以配置成與其他應(yīng)用虛擬服務(wù)器共享同一物理機。如圖1所示，宿存(host)數(shù)據(jù)服務(wù)部件110的節(jié)點C 113可以宿存應(yīng)用服務(wù)器130。這樣，節(jié)點C 113可以用來支持不同的應(yīng)用工作負載。例如，節(jié)點C 113可以宿存運行這些應(yīng)用工作負載的虛擬機。另一方面，宿存數(shù)據(jù)服務(wù)部件120的節(jié)點D 114可以專用于提供數(shù)據(jù)服務(wù)。
[0035]此外，系統(tǒng)可以在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境100中支持不同的拓撲結(jié)構(gòu)。例如，節(jié)點C113除了作為用于支持其它節(jié)點之間通信的中間節(jié)點外，還可以即充當源節(jié)點又充當目的地節(jié)點。因此，單個節(jié)點C 113可以支持不同類型的工作負載，包括源工作負載、目的地工作負載以及數(shù)據(jù)服務(wù)裝置工作負載。
[0036]根據(jù)本發(fā)明實施方式，系統(tǒng)可以在虛擬機(VM)中部署數(shù)據(jù)服務(wù)部件110或120作為虛擬環(huán)境中的虛擬裝置(即數(shù)據(jù)服務(wù)裝置)。另選地，系統(tǒng)可以在節(jié)點上物理部署數(shù)據(jù)服務(wù)裝置110或120作為非虛擬環(huán)境中的數(shù)據(jù)服務(wù)服務(wù)器。
[0037]此外，可以選擇性地將IB結(jié)構(gòu)101中的業(yè)務(wù)引導(dǎo)至數(shù)據(jù)服務(wù)部件110或120用于進行數(shù)據(jù)處理(例如，基于對目標端點解析地址的評估)。例如，可以使用用于本機數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)機制的不同路由算法引導(dǎo)數(shù)據(jù)包至節(jié)點C 113(或節(jié)點D 114)。此外，可以基于VM的解析(resolut1n)選擇性地引導(dǎo)IB結(jié)構(gòu)101中的業(yè)務(wù)至數(shù)據(jù)服務(wù)裝置。
[0038]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的采用外部網(wǎng)絡(luò)連接用以在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中提供數(shù)據(jù)服務(wù)的示意圖。如圖2所示，多個節(jié)點，如節(jié)點A 211至B 212，可以在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境200中例如經(jīng)INFINIBAND(IB)結(jié)構(gòu)201互相連接。
[0039]根據(jù)本發(fā)明實施方式，可以在外部網(wǎng)絡(luò)202(例如，外部以太網(wǎng)絡(luò))中提供數(shù)據(jù)服務(wù)服務(wù)器210。在這種情況下，數(shù)據(jù)流在被外部網(wǎng)絡(luò)202中的數(shù)據(jù)服務(wù)服務(wù)器210處理而后返回至IB結(jié)構(gòu)201之前，可能需要離開IB結(jié)構(gòu)201。
[0040]此外，系統(tǒng)可以使用不同的機制用來將外部網(wǎng)絡(luò)202中的數(shù)據(jù)服務(wù)服務(wù)器210連接至IB結(jié)構(gòu)201。如圖2所示，數(shù)據(jù)服務(wù)服務(wù)器210可以經(jīng)以太網(wǎng)交換機220連接至IB結(jié)構(gòu)201。另選地，數(shù)據(jù)服務(wù)服務(wù)器210可以經(jīng)以太網(wǎng)鏈路230連接至IB結(jié)構(gòu)201上的節(jié)點B 212而連接至IB結(jié)構(gòu)201。
[0041]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中提供用于嵌入連線模式(BoW)的數(shù)據(jù)服務(wù)的示意圖。如圖3所示，能夠在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境300中提供各種數(shù)據(jù)服務(wù)(例如防火墻服務(wù))的數(shù)據(jù)服務(wù)服務(wù)器311，可以位于中間節(jié)點310上。
[0042]根據(jù)本發(fā)明實施方式，中間節(jié)點310可以物理地位于通信雙方(或端點)之間，例如位于節(jié)點A 301和節(jié)點B 302之間。這樣，節(jié)點A 301和節(jié)點B 302之間的數(shù)據(jù)流可能被迫通過中間節(jié)點310上的數(shù)據(jù)服務(wù)服務(wù)器311。
[0043]此外，中間節(jié)點310可以包括另一個應(yīng)用服務(wù)器312。在這種情況下，系統(tǒng)可以使用反向過濾規(guī)則，用于確定數(shù)據(jù)流中的哪些數(shù)據(jù)包應(yīng)該由數(shù)據(jù)服務(wù)服務(wù)器311來處理。
[0044]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中提供軟件防火墻(FWL)的示意圖。如圖4所示，多個節(jié)點，例如節(jié)點A 411至D 414，可以在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境400中例如經(jīng)INFINIBAND(IB)結(jié)構(gòu)401相互連接。
[0045]此外，可以在IB結(jié)構(gòu)401中部署多個軟件FWL裝置，用以提供高可用性(HA)并提高性能。例如，F(xiàn)WL 410可以位于節(jié)點C 413上，而FWL 420可以位于節(jié)點D 414上。
[0046]如圖4所示，可以將IB結(jié)構(gòu)401中節(jié)點A 411和節(jié)點B 412之間的業(yè)務(wù)引導(dǎo)至FWL410進行檢查，而無須離開IB結(jié)構(gòu)401C3FWL 410可以確定是將從源節(jié)點A 411接收到的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)至目的地節(jié)點B 412，還是丟棄數(shù)據(jù)包。
[0047]根據(jù)本發(fā)明實施方式，F(xiàn)WL 410可以監(jiān)視和檢查IB結(jié)構(gòu)401中各種類型的業(yè)務(wù)。例如，在Oracle Exalogic工程系統(tǒng)中的IB業(yè)務(wù)可以包括IFINIBAND上的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IPoIB)業(yè)務(wù)、IFINIBAND上的以太網(wǎng)(EoIB)業(yè)務(wù)、專用虛擬互聯(lián)(PVI)業(yè)務(wù)、套接字(socket)直接協(xié)議(SDP)業(yè)務(wù)以及用戶空間/遠程直接存儲器存取(RDMA)業(yè)務(wù)。此類業(yè)務(wù)可以基于各種傳輸協(xié)議，例如不可靠數(shù)據(jù)報(UD)傳輸協(xié)議、可靠連接(RC)傳輸協(xié)議、不可靠連接(UC)傳輸協(xié)議、可靠數(shù)據(jù)報(RD)傳輸協(xié)議以及原始傳輸協(xié)議。
[0048]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的示例性工程系統(tǒng)的示意圖。如圖5所示，示例性工程系統(tǒng)500可以包括多個節(jié)點，例如節(jié)點A 511至D 514，這多個節(jié)點使用多個交換機A501至B 502相互連接。
[0049]根據(jù)本發(fā)明實施方式，可以成對部署數(shù)據(jù)服務(wù)部件(例如，防火墻(FWL)裝置)，用以在工程系統(tǒng)500中支持高可用性(HA)和提高性能。
[0050]如圖5所示，可以在節(jié)點A 511上部署包含應(yīng)用服務(wù)器的應(yīng)用VM 541，以及可以在節(jié)點B 512上部署包含另一應(yīng)用服務(wù)器的應(yīng)用VM 542。此外，可以在節(jié)點C 513上部署包含F(xiàn)WL裝置的FWL VM 543，以及可以在節(jié)點D 514上部署包含另一FWL裝置的FWL VM 544。
[0051]此外，節(jié)點A 511至D 514中的每一個都可以使用一個或多個主機通道適配器(HCA)用以連接至網(wǎng)絡(luò)。例如，節(jié)點A 511使用HCA A 521，節(jié)點B 512使用HCA B 522，節(jié)點C513使用HCA C 523以及節(jié)點D 514使用HCA D 524。
[0052]如圖5所示，HCA A 521至HCA D 524中的每一個都可以具備兩個端口(例如，端口 I和端口 2)。為了在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境500中支持高可用性(HA)，系統(tǒng)可以經(jīng)不同的交換機A 501至B502，連接不同的用于節(jié)點A 511至D 514的HCA端口。
[0053]根據(jù)本發(fā)明實施方式，同一節(jié)點上的不同HCA端口可以獨立地指派給每個FWL HA對中的不同成員。例如，在IB子網(wǎng)中的子網(wǎng)管理器(SA)在指派FWL目的地本地標識符(DLID)時，可以知道HA對。
[0054]如圖5所示，節(jié)點A 511至D 514上的所有的端口 I可以連接至交換機A 501，而節(jié)點A 511至D 514上