[发明专利]用于集群内通信的硬件消息队列

说明书

优先权要求和相关申请

本申请要求在2013年2月27日提交的美国专利申请No.13/783307的优先权，该美国专利申请No.13/783307要求在2012年10月2日提交的美国临时申请No.61/709142的优先权，它们的内容通过引用被并入这里。

技术领域

本发明涉及使用专用电路以从计算集群上的一个或更多个节点发送和接收消息。

背景技术

为了提高性能并且提供可扩展性，数据库系统在集群中的几个节点上分布数据库的多个部分。集群以两种方式(相干存储集群或计算集群)中的一种被配置。

相干存储集群上的节点共享物理存储器。共享存储器允许集群上的各节点非常迅速地通信。要在共享的存储集群上的两个节点之间发送和接收消息，一个节点将数据写入到共享的存储器并且另一节点从共享的存储器读取数据。

不幸的是，相干存储集群的构建是十分昂贵的，并且，可存储于相干存储集群上的共享存储器的大小受到限制。

计算集群上的节点不共享物理存储器。可通过通常在I/O子系统上传输的消息执行计算集群上的节点之间的通信。I/O子系统可在接收节点上包含I/O链接、同步化机构和服务器线程以处理到来的消息。并且，计算节点可能需要重新组装到来的消息并且在节点的主存储器中存储经重新组装的消息。这种IO子系统引起性能损失，这增加消息等待时间并且限制了消息通过量。

在本部分中描述的方法是可探求的方法，但未必是以前构想或探求的方法。因此，除非另外陈述，否则，在本部分中描述的方法中的任一个不应仅由于包含于本部分中就被视为现有技术。

附图说明

在附图中，作为例子而不是限制示出本发明，在这些附图中，类似的附图标记表示类似的要素，并且，

图1是示出根据本发明的实施例的使用HMQ协处理器以从计算集群上的其它节点接收消息的多HMQ系统上的节点的框图；

图2是根据实施例的HMQ RKEY的框图；

图3是根据本发明的实施例的硬件信令(messaging)队列的框图；

图4是示出根据实施例的HMQ的初始化的流程图；

图5是示出根据实施例的命令的验证的流程图；

图6是示出根据实施例的在HMQ中以原子方式(atomically)将消息加入队列的流程图；

图7是示出根据实施例的读取存储于特定条目(entry)中的消息和使条目退出队列的流程图；

图8示出在其上可实现实施例的计算机系统。

具体实施方式

在以下的描述中，出于解释的目的，为了使得能够彻底地理解本发明，阐述大量的特定细节。但是，很显然，可以在没有这些特定细节的情况下实现本发明。在其它的情况下，为了避免不必要地混淆本发明，以框图形式表示公知的结构和设备。

概述

通过在I/O子系统上转送消息，执行不共享物理存储器的计算集群上的节点之间的通信。使用I/O子系统的各节点的开销高。每一节点可包含同步化机构、准备好接收连接的接收节点上的线程、以及处理和重新组装消息的其它线程。接收节点还常常在存储器中为向接收节点发送消息的I/O子系统上的各节点保持单独的队列。这种开销引起性能损失，这增加了等待时间并且限制了消息通过量。

给出用于在计算集群上的节点之间发送和接收消息的高效系统，该系统在这里被称为多HMQ系统。多HMQ系统提供了用于存储器复制和消息传送的功能。多HMQ系统上的每一节点包含硬件消息队列(“HMQ”)、硬件消息队列协处理器(“HMQ协处理器”)、和连接每一HMQ协处理器与多HMQ系统上的其它HMQ协处理器的通信链接。

HMQ包含头部和有效载荷。HMQ中的头部包含关于HMQ的状态的元数据和指向有效载荷中的特定条目或地址的指针。HMQ协处理器基于HMQ协处理器接收的命令存储有效载荷中的条目。有效载荷中的每一条目还可包含关于特定条目的状态的标记。

HMQ协处理器向其它HMQ协处理器发送命令以及从其它HMQ协处理器接收命令。接收HMQ协处理器通过原子方式地增加HMQ头部中的分配指针来在目标HMQ中分配条目。分配的条目被填充有到来的消息，并且在条目中设定专门的完成标记。HMQ协处理器能够在没有其它软件介入的情况下对到来的消息进行发送、接收、验证、排队(queue)、同步化和重新组装。