本公開涉及用于通過結構網絡通信的計算機系統(tǒng)、存儲設備系統(tǒng)和方法，以及更具體地涉及使用標識符來通過任何類型的結構網絡(fabric?network)進行無狀態(tài)通信，標識符諸如總線：設備：功能標識符。

背景技術：

技術實現(xiàn)思路

1、分解式和可組合的系統(tǒng)促進了分布式資源的共享。傳統(tǒng)系統(tǒng)經常被配置有專用資源，這些專用資源的規(guī)模針對最壞情況條件，這增加了每個系統(tǒng)的空間、成本、功率和冷卻要求。給定快速、高效并且可擴展的結構或結構網絡以及通過結構的相關聯(lián)的通信架構，共享資源可能是有利的。無狀態(tài)結構通信架構比有狀態(tài)結構通信架構更加可擴展，因為需要專用資源來管理有狀態(tài)通信。因此，如果具有有狀態(tài)結構通信架構的系統(tǒng)的規(guī)模增加，則需要附加的專用資源來管理增加的有狀態(tài)通信。

2、隨著諸如中央處理單元(cpu)、數(shù)據(jù)處理單元(dpu)、圖形卡和圖形處理單元(gpu)、現(xiàn)場可編程門陣列(fpga)、專用集成電路(asic)和固態(tài)驅動器(ssd)之類的設備的改進，在不同設備之間發(fā)送和接收信息可能是系統(tǒng)性能的一個限制因素。例如，第一設備和第二設備處理信息可能能夠比在設備之間發(fā)送和接收信息更快。因此，可能期望更快的通信架構或協(xié)議。其它應用程序，諸如云計算、實時分析和人工智能，可能使用在不同物理位置(諸如兩個不同的城市)中的設備。設備之間的距離可能會限制增加發(fā)送和接收信息的速度或帶寬的方法。

3、在一種方法中，外圍組件互連高速(pcie)可以被用作在cpu和其它設備(被稱為通信中的設備)之間通信的高速標準總線接口，諸如聲卡、視頻卡、以太網卡、廉價磁盤冗余陣列(raid)卡和固態(tài)驅動器(ssd)。設備中的每一個被分配設備標識符，諸如總線：設備：功能(bdf)標識符，并且使用該設備標識符通信。每個pcie?4.0標準，pcie可以允許設備和另一個設備以高達32gb/s的帶寬轉移信息。但是，作為傳輸點(transport)的pcie，沒有定義一種協(xié)議來管理分離系統(tǒng)中的cpu和設備之間的通信。pcie被用于系統(tǒng)內部，通常是數(shù)據(jù)中心的計算機，并且可能不被用于系統(tǒng)外部的設備(例如，數(shù)據(jù)中心的計算機外部)。

4、在另一種方法中，非易失性存儲器高速(nvme)通信協(xié)議可以被用于在設備之間、并且特別是在主機cpu和pcie附接的存儲系統(tǒng)(諸如固態(tài)驅動器(ssd))之間轉移信息。因此，nvme協(xié)議被設計用于與被直接附接到本地專用pcie總線的存儲設備通信。nvme協(xié)議被設計用于通過計算機的pcie總線在本地使用，用于主機設備和存儲系統(tǒng)之間的高速數(shù)據(jù)轉移。主機設備和存儲系統(tǒng)被綁定到用于管理信息轉移的輸入/輸出(i/o)隊列。i/o隊列被放置在主機設備的存儲器中，這可以減少存儲系統(tǒng)的成本和復雜性。但是，nvme具有限制。i/o隊列可能會減少可用于主機設備執(zhí)行其它操作的內存。由于i/o隊列位于主機設備的存儲器中，存儲系統(tǒng)可能不會被綁定到另一個主機設備或與之通信。nvme協(xié)議未被設計成在多主機環(huán)境中使用，也未被設計用于主機設備和存儲子系統(tǒng)之間的結構連接。例如，nvme協(xié)議未被設計成管理第一城市中的cpu和第二城市中的ssd之間的通信，因為ssd可能需要經過主板連接(例如，插槽或擴展插槽)而不是電纜而直接連接到cpu。ssd也可以使用pcie電纜連接到cpu，但是pcie電纜可能要求短的長度(例如，15、12或8英寸)來實現(xiàn)高速通信。

5、在另一種方法中，pcie可以被用作主機設備和存儲系統(tǒng)之間進行通信的結構網絡。pcie結構可以將pcie擴展到數(shù)據(jù)中心的計算機之外，以促進機架內或跨數(shù)據(jù)中心的通信。但是，作為結構的pcie沒有提供用于不同主機設備之間的通信(例如，cpu到cpu的通信)的方法，也沒有提供用以跨本地pcie結構網絡共享設備的方法。pcie結構沒有像nvme那樣定義i/o隊列。

6、在另一種方法中，通過結構的nvme(nvmeof)可以與pcie總線結合使用，以通過結構網絡在主機設備和存儲系統(tǒng)之間通信。結構網絡允許設備位于不同的位置，并且可以包括傳統(tǒng)的結構，諸如以太網、光纖通道和無限帶寬。由于nvmeof使用nvme，因此主機設備和存儲系統(tǒng)被綁定到i/o隊列，如上所述。i/o隊列被放置在存儲系統(tǒng)的控制器中，而不是主機設備中，這要求存儲系統(tǒng)的驅動器(例如，ssd)具有可用于管理信息轉移的控制器和存儲器。但是，nvmeof具有限制。由于nvmeof被定義為跨傳統(tǒng)結構使用，因此要求從pcie/nvme到傳統(tǒng)結構的協(xié)議轉換。協(xié)議轉換典型地要求存儲和轉發(fā)方法來移動nvmeof交換的信息，諸如數(shù)據(jù)。因此，nvmeof在一些設備中存在擴展問題，諸如存儲橋接器和直連式閃存組(justa?bunch?of?flashes，jbof)，這包括ssd的陣列。根據(jù)有狀態(tài)系統(tǒng)跟蹤nvmeof交換的進程的需要，和在小型計算機系統(tǒng)接口(scsi)交換級別存儲和轉發(fā)與這些交換相關聯(lián)的數(shù)據(jù)的需要，出現(xiàn)了擴展問題。在主機設備和存儲系統(tǒng)之間傳遞的信息可以被接收并組裝到暫存緩沖區(qū)中。通過暫存緩沖區(qū)可能會降低性能?？蓴U展性受到管理有狀態(tài)交換(包括暫存緩沖區(qū))所需要的cpu帶寬以及保存數(shù)據(jù)所需要的存儲器空間的限制，因為這種級別的存儲和轉發(fā)會在較大型系統(tǒng)中造成瓶頸，要求更多的cpu功率和緩沖存儲器。這些問題在傳統(tǒng)結構中最為值得注意，這大部分是由于pcie和那些傳統(tǒng)結構之間的協(xié)議轉換。pcie結構可以被相同的協(xié)議轉換使用，并且不會被相同的協(xié)議轉換所阻礙，但是可能被nvmeof本身所阻礙，因為nvmeof最初是為傳統(tǒng)的結構網絡定義的。

7、nvmeof可以使用遠程直接存儲器訪問(rdma)以在每個設備的存儲器之間通信，而無需使用cpu。存儲器到存儲器的通信可以降低時延并且增加響應時間。具有rdma的nvmeof對于nvme交換的啟動器可能更容易，因為啟動器已經在存儲器中具有用于交換的數(shù)據(jù)，并且現(xiàn)代接口控制器(諸如以太網智能網絡接口控制器(nic))卸載了許多有狀態(tài)工作。但是，nvmeof對于諸如存儲橋接器或jbof之類的設備來說可能是困難的，這些設備包括許多ssd并且連接到許多啟動器。并發(fā)交換的數(shù)量可能非常大，并且典型地受到存儲系統(tǒng)控制器的可用內存和cpu資源的限制。rdma本身可能是不合期望的，因為它不是標準的傳輸控制協(xié)議(tcp)/互聯(lián)網協(xié)議(ip)。當在以太網結構網絡上使用nvmeof時，nvmeof也可能被tcp/ip阻礙。tcp/ip可能要求存儲系統(tǒng)的計算能力，因為可能會為傳遞的每個分組計算校驗和。tcp/ip可能比其它nvmeof協(xié)議施予(impart)更多的時延，因為它可能維護和傳輸數(shù)據(jù)的多個副本，以在路由級別繞過分組丟失。tcp/ip可能比其它nvmeof協(xié)議引入更多的時延，因為它要求確認分組來響應信息分組。

8、因此，存在對解決這些問題和限制的被連接到結構網絡的設備之間的高速通信架構的需要。這種解決方案使用結構網絡，并且利用現(xiàn)有的協(xié)議和接口(諸如pcie)，以通過現(xiàn)有的結構網絡(諸如以太網、光纖通道和無限帶寬)進行無狀態(tài)通信。

9、為了解決這些問題，本文提供了用于將設備的設備標識符映射到唯一地址以通過結構網絡在設備之間通信的系統(tǒng)和方法。唯一地址可以是設備地址，諸如物理地址或結構地址。