[发明专利]PCI快速多根I/O虚拟化环境中的低延迟优先排序

说明书

技术领域

本发明涉及数据通信的领域，更具体地，涉及PCI快速（PCIe）多根I/O虚拟化（MR-IOV）环境中的低延迟优先排序的装置和方法。

背景技术

近来，对于PCIe基础规范宣布了增加内容。这已知为MR-IOV。在PCI-SIG中更详细地公开了MR-IOV，“Multi-Root Virtualization and Sharing Specification”（http://www.pcisig.com/specifications/iov/multi-root/）。

要求支持该增加内容要求的改变之一包括改变执行事务类型的排序的方式，具体地，支持虚拟层级（VH）内的排序。对该要求的简单技术方案导致严重的性能劣化，并且通常要求昂贵的硬件修改。

根据MR-IOV，通过系统发出事务，具有指示每个事务与特定VH的关联的VH标签。仅在相同VH的事务中（通过选择器）执行排序。来自其他VH的事务对该排序没有影响。

当前的PCIe架构允许选择器每次只访问一个队列元素。正确的排序要求访问多个队列元素。这对延迟和逻辑复杂性具有严重影响。结果，总线吞吐量劣化严重。由于增加的逻辑（其可能要求锁存以保持时序约束）和用于访问存储器阵列线的周期，导致延迟。选择器现在必须从所有的发布阵列收集数据，保持一些数据，并且将其与下一次要发送的非发布/完成事务比较。

在基本架构系统内处理这些需要将要求复杂逻辑。

当前的技术方案不允许以VH分辨率执行排序，因此不能满足MR-IOV规范。

US2010/0014526公开了一种用于管理程序和刀片服务器的硬件开关。该硬件开关允许在在相同服务器上运行的不同客户端OS之间，或者在多根IOV系统中的不同服务器之间，或者在单根IOV系统中的相同服务器中运行的不同客户端OS之间出现切换。

US2010/0115329公开了一种存储设备，其中MR-IOV应用于存储控制器的内部网络。可以在存储设备中执行数据路径切换（failover）。存储控制器的内部网络配置为允许从根端口RP0访问每个端点设备（ED0-ED2）的虚拟功能（VF）“VF0:0,1”。类似地，可以从根端口RP1访问每个端点设备的“VF1:0,1”。在正常状态下的从RP0到ED0的第一数据路径中，“VF0:0,1”和“MVF0,0”通过VF映射连接。当在第一数据路径上出现故障时，MR-PCIM执行VF迁移，从而在从RP1到ED0的第二数据路径中，“VF1:0,1”和“MVF0,0”通过VF映射连接。结果，实现了到第二数据路径的切换。

US2010/0146089公开了一种用于高速外围组件互连输入/输出虚拟化配置的计算机实现的方法，其创建一组虚拟功能路径授权表，从请求者接收包括虚拟功能的请求以提供请求的数据，并且识别源系统中的源地址和一组目标系统中的每个目标系统中的目标地址。创建包含源和目标地址的用于源系统的虚拟功能工作队列条目，并且响应于确定虚拟功能被授权，将请求的数据从源系统的源地址通过中间设备的防火墙写入每个目标系统的目标地址，其中中间设备是多根外围组件互连设备和单根外围组件互连设备之一，并且发出完成通知给请求者。

US7707346公开了多根PCI（外围组件互连）快速设备的链路层存储从专用于与事务层分组（TLP）关联的虚拟层级（VH）的专用重试缓冲器中的事务层发送的事务层分组（TLP）。多根设备的链路层还存储与TLP有关的、关于VH和顺序缓冲器中专用重试缓冲器中存储的TLP的地址的信息。在接收对于VH的重置请求时，链路层可以清除与VH关联的专用重试缓冲器。在清除之后，多根设备可以发送ACK（应答编码）DLLP（数据链路层分组），指示VH已经成功重置。通过利用多个重试缓冲器，只要重试缓冲器指针重置到初始值，就发送对于VH重置的ACK DLLP响应。

US2010/0165874公开了用于在多根PCI快速环境中差异化每主机系统刀片的业务类型的机制。该机制生成第一映射数据机构，其对于多根数据处理系统中的每个单根虚拟层级，将多个业务类型与多个优先级组相关联，并且将多个业务类型中的每个业务类型映射到多个虚拟信道中的对应虚拟信道。此外，生成第二映射数据机构，其将多个虚拟信道中的每个虚拟信道映射到多根数据处理系统的多个虚拟链路中的对应的每主机系统刀片虚拟链路。基于第一映射数据结构和第二映射数据机构，特定优先级组的业务从单根虚拟层级路由到多个虚拟链路中的特定虚拟链路。