[发明专利]通过RDMA传输网络对对象池的原子访问

说明书

本申请公开了通过RDMA传输网络对对象池的原子访问。在网络元件的架构中，一个网络元件具有储存在其存储器中的将被访问的对象池。对于由另一网络元件对对象池的原子访问的请求通过以下动作实现：通过架构将请求发送到一个网络元件；执行对对象池的指定成员的远程直接存储器访问；原子性地执行该请求；以及通过架构将请求的执行的结果返回到其它网络元件。

版权声明

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相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年3月7日提交的美国临时专利申请No.62/304,348的利益，其通过引用并入本文。

发明背景

1.发明领域

本发明涉及用于实时通信的网络布置和网络协议。更具体地，本发明涉及通过远程直接存储器访问的信息或其他信号在存储器、输入/输出设备或中央处理单元之间的互连和转移。

2.相关技术的描述

本文使用的某些首字母缩略词和缩写的意义在表1中给出。

表1-首字母缩略词和缩写

RDMA是从一台计算机的存储器到其它计算机的存储器的直接存储器访问，而不涉及任一台计算机的操作系统。常见的RDMA实现方式包括通过融合以太网的RDMA(RoCE)、InfiniBand和iWARP。RDMA支持一组受限的原子操作：

(1)提取和添加(FAAD)。这里原子性地修改存储器位置的内容：将x设置为x+a，其中，x是存储器位置，而a是某个值。

在添加操作之前的位置中的数据被返回给请求者。当该操作在并发环境中执行时，其它进程从未看见中间结果。

(2)比较和交换(CAS)。这个操作读取远程数据，将其与比较值进行比较，并且如果它们相等，则将远程数据与给定的交换数据进行交换。CAS操作的原子性确保新值是基于最新信息计算的；如果远程数据与此同时已经被另一线程更新，则置换将会失败。操作的结果应指示置换是成功还是失败。

RDMA通常由消息传递协议作为媒介。消息传递接口(MPI)是通信协议，其被广泛用于高性能计算系统中的进程间的消息交换。这种系统通常使用RDMA传输。用户利用MPI可定义一组进程，称为通信器。每个通信器具有相对于系统上的所有其它通信器的唯一通信器标识符(整数)。

在一个示例中，公开号为2010/0106948的美国专利申请提出涉及对队列的RDMA访问的共享消息队列的管理。处理设备合作以处理队列数据。当一个处理设备成功访问队列数据时，队列数据被锁定用于该处理设备的独占使用。处理设备能够处理数据并返回已处理的队列数据。

发明概述

本发明的实施方式通过实现对通用对象池的原子访问来扩展当前支持的通过RDMA传输的原子操作。对象池可由网络接口控制器以完全卸载的方式通过网络来访问，即，没有主机处理器的任何参与。甚至在存在多个代理访问相同的数据结构的情况下，也保证了在应答者节点上的操作的原子性。对象池可包含任何大小或任何类型的一系列对象，并且该数据具有任何结构。

根据本发明的实施方式提供了通信的方法，其在包括第一网络元件和第二网络元件的网络元件的架构中实现。第二网络元件具有储存在其存储器中的将被访问的对象池。该方法通过以下动作实现：在第一网络元件中发起对第二网络元件的存储器的远程直接存储器访问的请求；将该请求通过架构发送到第二网络元件；通过原子性地执行该请求来访问对象池的指定成员；并通过架构将请求的执行的结果返回到第一网络元件。