[发明专利]实现分布式I/O资源池化的方法及装置

权利要求书

1.一种实现分布式I/O资源池化的装置，其特征在于，包括：

主控制根节点，用于管理其所在计算节点内的所有I/O节点，所述主控制根节点可配置为所述计算节点所连接的多个根节点中的任意一个根节点；

I/O资源虚拟单元，用于虚拟化其对应的物理I/O节点具备同时被多个所述根节点共享的能力；

I/O资源代理单元，用于代理驻留在本地或者远程计算节点连接的I/O节点中的I/O资源，实现I/O资源从一个PCIe域到另一个PCIe域的映射，使能根节点和I/O资源间跨计算节点跨PCIe域的透明通信；

交换结构配置单元，为每个根节点配置一个独立的虚拟PCIe交换机，分布式的I/O资源以功能为单位通过分配挂载到目标根节点对应的虚拟PCIe交换机上，进而为目标根节点使用。

2.根据权利要求1所述的分布式I/O资源池化装置，其特征在于，所述计算节点包括根节点、互连控制器和I/O节点，多个根节点和多个I/O设备通过互连控制器进行互连，多个计算节点互连形成一个可扩展的分布式计算系统。

3.根据权利要求1所述的分布式I/O资源池化装置，其特征在于，所述I/O资源代理单元包括：

I/O资源一级代理模块，代理本地计算节点中与其直接连接的物理I/O节点资源，使共享所述I/O资源的本地或者远程计算节点中的根节点能且仅能访问分配到的I/O资源；

I/O资源二级代理模块，代理远程其他计算节点中的物理I/O节点资源，使本地计算节点的根节点能且仅能访问分配到的远程I/O资源。

4.根据权利要求1所述的分布式I/O资源池化装置，其特征在于，所述挂载到虚拟PCIe交换机上为根节点使用的分布式的I/O资源，为驻留在本地计算节点连接的物理I/O节点中的I/O资源，或者为驻留在远程计算节点连接的物理I/O节点中的I/O资源。

5.根据权利要求2所述的分布式I/O资源池化装置，其特征在于，所述互连控制器包括：上述的分布式I/O资源池化装置，使能组成可扩展的分布式计算系统的各计算节点连接的I/O资源全局共享。

6.一种实现分布式I/O资源池化的方法，其特征在于，包括如下步骤：

映射计算节点中的所有I/O节点到一个主控制根节点PCIe域，所述主控制根节点可配置为所述计算节点所连接的多个根节点中的任意一个根节点；

虚拟化I/O节点，使其具备同时被多个根节点共享的能力，形成一个分布式的I/O资源池；

启动I/O资源分配，动态为分布式计算系统中各计算节点中各根节点分配I/O资源；

I/O资源重映射，进行I/O资源在其所分配到的从属根节点PCIe域和其所属的主控制根节点PCIe域间的映射，实现根节点与I/O节点间的透明通信。

7.根据权利要求7所述的一种实现分布式I/O资源池化的方法，其特征在于，在所述启动I/O资源分配步骤中，进一步包括如下步骤：

接收并判定管理用户发来的I/O资源配置指令；如果接收到的指令是一个I/O资源分配指令，转向步骤解析I/O资源分配指令；如果接收到的指令是一个I/O资源回收指令，转向步骤解析I/O资源回收指令；

解析I/O资源分配指令，并建立指令指示的I/O资源在其所属的主控制根节点PCIe域与其分配到的从属根节点PCIe域间的ID映射信息；

引导I/O资源分配指令指示的根节点进行PCIe重扫描，将分配的I/O资源映射到指示的根节点PCIe域，同时建立所述I/O资源在其所属的主控制根节点PCIe域与其分配到的从属根节点PCIe域间的内存映射地址映射信息，转向步骤转向步骤接收I/O资源配置指令；

解析I/O资源回收指令，并引导I/O资源回收指令指示的根节点启动热插拔过程，释放指令中指示的I/O资源；

I/O资源从指示的根节点成功拔除之后，删除对应I/O资源在其分配到的从属根节点PCIe域的映射信息，转向步骤接收I/O资源配置指令。

8.根据权利要求7所述的一种实现分布式I/O资源池化的方法，其特征在于，I/O资源重映射包括：

从根节点到I/O资源的下行事务的下行ID重映射，包括I/O资源从其所分配的从属根节点PCIe域到其所属的主控制根节点PCIe域的ID映射；

从根节点到I/O资源的下行事务的内存映射地址重映射，包括I/O资源从其所分配的从属根节点PCIe域到其所属的主控制根节点PCIe域的内存映射地址映射；

从I/O资源到根节点的下行事务的上行ID重映射，包括I/O资源从其所属的主控制根节点PCIe域到其所分配的从属根节点PCIe域的ID映射。