專(zhuān)利名稱(chēng)：可擴(kuò)展的計(jì)算系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及數(shù)據(jù)處理。它更具體地涉及到一些(計(jì)算)方法、設(shè)備和構(gòu)造，從而來(lái)提供一個(gè)可擴(kuò)展的，靈活的并且可伸縮的計(jì)算系統(tǒng)。
為了滿足以上的所有需求，公司必須尋找并雇用有能力構(gòu)建并運(yùn)作這種可能是巨大而復(fù)雜的網(wǎng)站的人才。對(duì)許多企業(yè)(組織)而言，這會(huì)生出許多的麻煩，因?yàn)樵O(shè)計(jì)架構(gòu)和運(yùn)作這些大的網(wǎng)站顯而易見(jiàn)不是他們的核心能力。
解決上述問(wèn)題的關(guān)鍵之一是要和其他的企業(yè)網(wǎng)站共用，在第三方托管自己的企業(yè)網(wǎng)站。提供這類(lèi)外包服務(wù)設(shè)施的公司現(xiàn)有Exodus，AboveNet，GlobalCenter等等。這些設(shè)施供應(yīng)商提供了物理空間，網(wǎng)絡(luò)冗余，和電力設(shè)備，所以企業(yè)客戶或用戶就不再需要購(gòu)買(mǎi)相應(yīng)的設(shè)施，可以共享這些網(wǎng)絡(luò)和電力設(shè)施。
然而，設(shè)施的使用者仍然有大量工作要做，這些工作涉及到在建設(shè)、運(yùn)作、擴(kuò)充設(shè)施時(shí)的計(jì)算基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。在網(wǎng)站托管之后，企業(yè)信息技術(shù)主管仍需要選擇、安裝、配置和維護(hù)他們自己的放在設(shè)備資源提供商那兒的計(jì)算設(shè)備。主管們肯定會(huì)碰到諸如資源分配和負(fù)載峰值處理等難題。
盡管外包服務(wù)公司也能提供計(jì)算設(shè)施(如Digex)，但設(shè)施的伸縮和擴(kuò)展對(duì)他們而言也不容易，因?yàn)樵跀U(kuò)展過(guò)程中會(huì)涉及同樣的手工和易錯(cuò)的管理步驟。另外，針對(duì)不可預(yù)計(jì)的負(fù)載峰值要求的容量設(shè)計(jì)問(wèn)題依然存在。
進(jìn)一步講，每個(gè)網(wǎng)站或許會(huì)有不同的需求。舉個(gè)例子，有些特定的網(wǎng)站或許需要有獨(dú)立管理和掌握的能力；一些網(wǎng)站或許要提供特別類(lèi)型或級(jí)別的安全性，需要和服務(wù)提供商務(wù)的其他并存的用戶隔離；一些網(wǎng)站或許要與自己位于他處的企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)有一個(gè)安全鏈接。
同樣，不同的網(wǎng)站在內(nèi)部拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上也有所不同。一些網(wǎng)站簡(jiǎn)單地由一行網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器構(gòu)成，服務(wù)器的負(fù)載均衡由一個(gè)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡器來(lái)完成。比較適用的負(fù)載均衡器有來(lái)自Cisco系統(tǒng)公司的Local Director、來(lái)自F5Labs的BIGIP、來(lái)自Alteon的WebDirector等等。另外一些網(wǎng)站或許以多層方式構(gòu)建，因此一行網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器處理超文本傳輸協(xié)議(HTTP)的請(qǐng)求，但是大量的邏輯應(yīng)用靠獨(dú)立的應(yīng)用服務(wù)器實(shí)現(xiàn)，這些應(yīng)用服務(wù)器反過(guò)來(lái)或許要依次與排成行的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器相連。
一些不同的配置情況如

圖1A，圖1B，圖1C所示。圖1A是一個(gè)簡(jiǎn)單的網(wǎng)站方框圖，它包含一臺(tái)單機(jī)100，它是由一個(gè)CPU102和一個(gè)硬盤(pán)104組成。單機(jī)100與全球性分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)連接(稱(chēng)為互聯(lián)網(wǎng)106)，或與其他網(wǎng)絡(luò)連接。單機(jī)100也有可被安置在一個(gè)如上述的并存服務(wù)類(lèi)型的環(huán)境內(nèi)。
圖1B是一個(gè)單層網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器(包)租區(qū)(farm)110的方框圖，它包含很多個(gè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器WSA，WSB，WSC。每個(gè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器與一個(gè)負(fù)載均衡器112相連，它又與互聯(lián)網(wǎng)106相連。負(fù)載均衡器用來(lái)疏導(dǎo)服務(wù)器之間的通信阻塞以保證每臺(tái)服務(wù)器上均衡的進(jìn)程負(fù)載。負(fù)載均衡器112或自帶或外接一個(gè)防火墻來(lái)避免非授權(quán)使用對(duì)服務(wù)器造成的網(wǎng)絡(luò)通信堵塞。
圖1C是一個(gè)3層的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器租區(qū)120，它包含單層的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器W1、W2等，單層的應(yīng)用服務(wù)器A1、A2等，以及單層的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器D1、D2等。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器用來(lái)處理HTTP的請(qǐng)求，應(yīng)用服務(wù)器用來(lái)執(zhí)行大量的應(yīng)用邏輯指令，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器用來(lái)運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)軟件(DBMS)。
鑒于各種需要構(gòu)建的網(wǎng)站的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的多樣性，也許，客戶化建設(shè)大規(guī)模網(wǎng)站是唯一的方法。事實(shí)上，這是傳統(tǒng)的方式。許多組織正在分別為解決相同的問(wèn)題而奮斗，從零開(kāi)始建設(shè)自己個(gè)性化的網(wǎng)站。這是十分低效率的，在不同的企業(yè)涉及到了大量重復(fù)的工作。
另外一個(gè)伴隨傳統(tǒng)的方式的問(wèn)題涉及到的是資源和容量規(guī)劃。一個(gè)網(wǎng)站往往在不同的日子里受到大量不同程度的網(wǎng)絡(luò)堵塞，有時(shí)甚至在同一天中的不同時(shí)刻也會(huì)如此。在網(wǎng)絡(luò)通信的高峰時(shí)刻，網(wǎng)絡(luò)由于過(guò)載而使得軟、硬件設(shè)施不能及時(shí)對(duì)需求作出響應(yīng)。而在其他時(shí)候，網(wǎng)站的軟硬件卻又會(huì)容量過(guò)剩和未被充分利用。用傳統(tǒng)的方法，找出一個(gè)用一定的軟硬件來(lái)順利處理高峰時(shí)的網(wǎng)絡(luò)堵塞，而又不招致成本過(guò)高或容量過(guò)大這樣的平衡點(diǎn)是相當(dāng)困難的。許多網(wǎng)站從沒(méi)有找到過(guò)正確的平衡點(diǎn)，而且長(zhǎng)期受著容量過(guò)小或過(guò)大帶來(lái)的痛苦。
再有一個(gè)問(wèn)題是由人的失誤造成的失敗。當(dāng)前用手工方法構(gòu)建服務(wù)器租區(qū)所存在的巨大隱患，是在將新的服務(wù)器配置加入到一個(gè)運(yùn)行中的服務(wù)器租區(qū)時(shí)，人的失誤會(huì)使得該服務(wù)器租區(qū)失靈，可能導(dǎo)致對(duì)該網(wǎng)站用戶服務(wù)的喪失。
綜上所述，這兒有一個(gè)明顯的需求，即改進(jìn)相關(guān)的方法和相應(yīng)的設(shè)備來(lái)提供一個(gè)計(jì)算處理系統(tǒng)，它能按要求進(jìn)行及時(shí)和容易地?cái)U(kuò)展而不需要特別的客戶化的建設(shè)。
對(duì)于計(jì)算處理系統(tǒng)還有另外一個(gè)需求，即能支持多個(gè)隔離的進(jìn)程節(jié)點(diǎn)的創(chuàng)建，每個(gè)節(jié)點(diǎn)能根據(jù)網(wǎng)絡(luò)通信的吞吐量變化來(lái)進(jìn)行相應(yīng)擴(kuò)展或收縮。在本文隨后的公開(kāi)中，其他的一些需求也將變得清晰。
最初，所有存貯設(shè)備和計(jì)算元件被分配到了IDLE POOLS(空閑池)。在程序控制下，那個(gè)管理構(gòu)造動(dòng)態(tài)地對(duì)VLAN交換機(jī)和SAN交換機(jī)進(jìn)行配置，將它們的端口與一個(gè)或多個(gè)計(jì)算元件和存貯設(shè)備相連。這樣一來(lái)，相應(yīng)的元件和設(shè)備邏輯上被移出空閑池，然后變成了一個(gè)或多個(gè)虛擬服務(wù)器租區(qū)(VSF)的一部分。每個(gè)VSF計(jì)算元件被指向或與一個(gè)存貯設(shè)備相連，該設(shè)備包含一個(gè)引導(dǎo)鏡像供計(jì)算元件引導(dǎo)操作和工作時(shí)使用。
通過(guò)一次性完成計(jì)算網(wǎng)格的物理建設(shè)，并按照各種組織的需求，將部分計(jì)算網(wǎng)格安全動(dòng)態(tài)地分配給它們，規(guī)模經(jīng)濟(jì)工作就能成功地完成了，而這在每個(gè)站點(diǎn)的客戶化建設(shè)時(shí)往往是很難實(shí)現(xiàn)的。
圖4A，4B，4C，4D這些結(jié)構(gòu)圖顯示了連續(xù)地在一個(gè)虛擬服務(wù)器租區(qū)中增加和刪除一個(gè)計(jì)算元件的步驟。
圖5A是含有一個(gè)虛擬服務(wù)器租區(qū)系統(tǒng)，計(jì)算網(wǎng)格和管理構(gòu)造的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。
圖5B是一個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，其中的管理或控制平臺(tái)服務(wù)器租區(qū)受到防火墻的保護(hù)圖6是一個(gè)虛擬服務(wù)器租區(qū)邏輯連接的結(jié)構(gòu)7是一個(gè)虛擬服務(wù)器租區(qū)邏輯連接的結(jié)構(gòu)8是一個(gè)虛擬服務(wù)器租區(qū)邏輯連接的結(jié)構(gòu)9是一個(gè)控制平臺(tái)服務(wù)器租區(qū)的結(jié)構(gòu)10是一個(gè)結(jié)構(gòu)圖，它顯示了控制平臺(tái)機(jī)器與一個(gè)使用大量SAN交換機(jī)(SAN網(wǎng))的實(shí)施例的連接。
圖11是一個(gè)許多VSF遍布WAN的擴(kuò)展連接的結(jié)構(gòu)圖。
圖12是一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，通過(guò)它一個(gè)實(shí)施例可以被實(shí)現(xiàn)。
虛擬服務(wù)器租區(qū)(VSF)依照一個(gè)實(shí)施例，一個(gè)大規(guī)模的計(jì)算構(gòu)造(計(jì)算網(wǎng)格)將被提供。這計(jì)算網(wǎng)格能一次性地完成物理構(gòu)建，然后按各種組織的需求進(jìn)行邏輯拆分。一部分計(jì)算網(wǎng)格會(huì)分別分配給眾多的企業(yè)或組織中的每一個(gè)。每個(gè)組織的計(jì)算網(wǎng)格的邏輯部分被視作虛擬服務(wù)器租區(qū)(VSF)。每個(gè)組織機(jī)構(gòu)保留對(duì)其VSF的獨(dú)立管理控制?；趯?duì)服務(wù)器租區(qū)的實(shí)時(shí)需求或其他因素，每個(gè)VSF能在CPU數(shù)量、存貯容量、硬盤(pán)數(shù)量以及網(wǎng)絡(luò)帶寬方面進(jìn)行動(dòng)態(tài)地改變。每個(gè)VSF與其他組織的VSF相隔離，即使它們都是由相同的物理計(jì)算網(wǎng)格邏輯創(chuàng)建而來(lái)的。一個(gè)VSF能通過(guò)專(zhuān)線或虛擬私有網(wǎng)絡(luò)(VPN)被連回一個(gè)內(nèi)部網(wǎng)，同時(shí)不會(huì)將其內(nèi)部網(wǎng)向其他組織的VSF開(kāi)放。
一個(gè)組織僅能訪問(wèn)計(jì)算網(wǎng)格分配給它的那部分內(nèi)的數(shù)據(jù)和計(jì)算元件，也就是在它的VSF內(nèi)，即使它能實(shí)現(xiàn)(如超級(jí)用戶或引導(dǎo)級(jí))全權(quán)訪問(wèn)這些計(jì)算機(jī)并觀察與這些計(jì)算機(jī)相連的所有局域網(wǎng)內(nèi)(LAN)的總傳輸量。這是利用動(dòng)態(tài)防火墻方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其中VSF的安全周邊能動(dòng)態(tài)地?cái)U(kuò)張和收縮。
每個(gè)VSF能用來(lái)對(duì)一個(gè)組織的內(nèi)容和應(yīng)用程序進(jìn)行托管，使得通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)、內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)、或外部網(wǎng)可以對(duì)其進(jìn)行訪問(wèn)。
管理構(gòu)造不能通過(guò)計(jì)算網(wǎng)格中的任何計(jì)算元件直接訪問(wèn)，它對(duì)諸計(jì)算元件及它們相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)、存貯元件進(jìn)行配置和控制。為方便起見(jiàn)，在本文件中管理構(gòu)造被稱(chēng)作控制平臺(tái)，它可包含一個(gè)或多個(gè)處理器或一套處理器。這個(gè)管理構(gòu)造包含管理器、控制器等等。如同這里描述的，其他方式也可以被采用。
控制平臺(tái)運(yùn)行在一系列完全獨(dú)立的計(jì)算元件上，它們被分配起到管理作用，如在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的一臺(tái)或多臺(tái)相互連接或通過(guò)其他方式連接的服務(wù)器?？刂破脚_(tái)通過(guò)特定的網(wǎng)絡(luò)控制端口或接口和網(wǎng)格中存貯元件來(lái)對(duì)計(jì)算網(wǎng)格中的計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)和存貯元件進(jìn)行控制?？刂破脚_(tái)提供一個(gè)物理接口給系統(tǒng)的交換元件，監(jiān)視系統(tǒng)中計(jì)算元件的負(fù)載情況，并采用圖形界面和其他合適的用戶界面來(lái)進(jìn)行經(jīng)營(yíng)管理。
運(yùn)行控制平臺(tái)的計(jì)算機(jī)，對(duì)于在計(jì)算網(wǎng)格(因此在任何特定的VSF中)中的計(jì)算機(jī)來(lái)講，在邏輯上是不可視的，不會(huì)受到來(lái)自計(jì)算網(wǎng)格內(nèi)部元件或外部計(jì)算機(jī)的攻擊和破壞。僅有控制平臺(tái)與在計(jì)算網(wǎng)格中設(shè)備上的控制端口有物理連接，它在一特定的VSF中控制著用戶的成員資格。計(jì)算系統(tǒng)中的設(shè)備只能通過(guò)這些專(zhuān)門(mén)的控制端口來(lái)實(shí)現(xiàn)配置，因此未經(jīng)授權(quán)計(jì)算網(wǎng)格中計(jì)算元件不能對(duì)涉及它們自身安全周邊，訪問(wèn)存貯或計(jì)算設(shè)備的權(quán)限進(jìn)行改變。
因此，一個(gè)VSF允許組織能應(yīng)用計(jì)算設(shè)備進(jìn)行工作，這些計(jì)算設(shè)備仿佛包含一個(gè)私人服務(wù)器租區(qū)，由一個(gè)大規(guī)模的共享的計(jì)算基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)即計(jì)算網(wǎng)格動(dòng)態(tài)地創(chuàng)建而成。一個(gè)與這兒所描述的計(jì)算結(jié)構(gòu)相連的控制平臺(tái)，提供了一個(gè)私有服務(wù)器租區(qū)，而且它通過(guò)計(jì)算網(wǎng)格中的硬件設(shè)備實(shí)施的訪問(wèn)控制機(jī)制，對(duì)私有的服務(wù)器租區(qū)的秘密性和完整性做了保護(hù)。
每個(gè)VSF內(nèi)部的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是通過(guò)控制平臺(tái)來(lái)進(jìn)行控制的。這控制平臺(tái)能實(shí)現(xiàn)這兒所說(shuō)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)交換和存貯網(wǎng)絡(luò)交換基本的相互連接，并且使用它們來(lái)創(chuàng)建各種各樣的服務(wù)器租區(qū)的配置。這些配置被包括在但又不僅僅局限于由負(fù)載的均衡器進(jìn)行前端控制的單層網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器租區(qū)中，同樣多層的配置中也存在這些配置，那兒網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器可與應(yīng)用服務(wù)器進(jìn)行通話，應(yīng)用服務(wù)器依次再與一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器進(jìn)行通話。各種負(fù)載均衡，多層設(shè)置和防火墻的配置都是可能實(shí)現(xiàn)的。
計(jì)算網(wǎng)格計(jì)算網(wǎng)格可存在于一個(gè)單獨(dú)的場(chǎng)所或分散在一個(gè)廣泛的地域。首先，本文描述在單個(gè)建筑規(guī)模網(wǎng)絡(luò)環(huán)境內(nèi)的計(jì)算網(wǎng)格，它純采用局域網(wǎng)的技術(shù)來(lái)構(gòu)建。接著，本文將描述計(jì)算網(wǎng)格遍布在廣域網(wǎng)絡(luò)(WAN)內(nèi)的情況。
圖2是一個(gè)可擴(kuò)展計(jì)算系統(tǒng)200中的一種配置的結(jié)構(gòu)圖，它包含一個(gè)本地的計(jì)算網(wǎng)格208。在本文中“可擴(kuò)展的”通常意思是這個(gè)系統(tǒng)是靈活的可升級(jí)的，它有一定的容量，能按特定企業(yè)或用戶的需要來(lái)增加或降低計(jì)算能力。這個(gè)本地的計(jì)算網(wǎng)格208由大量的計(jì)算元件CPU1，CPU2...CPUn組成。在一個(gè)可作例子的實(shí)施例中，會(huì)有上萬(wàn)、甚至更多個(gè)計(jì)算元件。這些計(jì)算元件不包含或存貯任何長(zhǎng)留存、單元素狀態(tài)的信息，因此它們被設(shè)置成沒(méi)有持續(xù)或非易失性的存貯，如一個(gè)本地硬盤(pán)。相反，所有長(zhǎng)留存狀態(tài)的信息被存貯在與計(jì)算元件內(nèi)分開(kāi)的硬盤(pán)DISK1，DISK2...DISKn上，這些硬盤(pán)通過(guò)一個(gè)存貯區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(SAN)與計(jì)算元件相連，這個(gè)SAN本身包含一個(gè)或多個(gè)SAN交換機(jī)202。較適合的商用交換機(jī)來(lái)自BROCADE和EXCEL公司。
所有的計(jì)算元件通過(guò)一個(gè)或多個(gè)VLAN交換機(jī)204彼此相連，該交換機(jī)能被分割到虛擬本地網(wǎng)(VLANs)中去。VLAN交換機(jī)204又和互聯(lián)網(wǎng)106相連著。通常一個(gè)計(jì)算元件包含1個(gè)或2個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口與VLAN交換機(jī)相連。為了簡(jiǎn)化的緣故，在圖2中，所有節(jié)點(diǎn)都顯示為有兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口，盡管有些節(jié)點(diǎn)可包含或多或少的接口。當(dāng)前許多商品供應(yīng)商提供支持VLAN功能的交換機(jī)，如適用于商業(yè)用途的VLAN交換機(jī)有來(lái)自CISCO公司和XTREMENETWORKS的產(chǎn)品。同樣，適用于構(gòu)建SANs的大量商品有光纖通道交換機(jī)，SCSI-TO-光纖-通道的橋接設(shè)備，以及網(wǎng)絡(luò)附加存貯(NAS)設(shè)備。
控制平臺(tái)206經(jīng)與SAN控制路徑、CPU控制路徑，VLAN控制路徑分別和SAN交換機(jī)202，CPU1，CPU2...CPUn以及VLAN交換機(jī)204相連。
每個(gè)VSF由一系列(組)VLAN、一系列附屬于VLAN的計(jì)算元件以及SAN上與該系列計(jì)算元件相連的子系列(組)存儲(chǔ)設(shè)備所組成。這SAN上可得到的子系列存儲(chǔ)設(shè)備被當(dāng)作一個(gè)SAN區(qū)，并且SAN硬件能阻止屬于其他SAN區(qū)的部分的計(jì)算元件對(duì)其進(jìn)行訪問(wèn)。更值得一提的是，VLAN能提供一個(gè)不可偽造的端口標(biāo)識(shí)符，這樣能防止客戶或終端用戶對(duì)另一個(gè)客戶或用戶的VSF資源進(jìn)行訪問(wèn)。
圖3是一個(gè)典型以一個(gè)SAN區(qū)為特征的虛擬服務(wù)器租區(qū)的結(jié)構(gòu)圖。大量網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器WS1，WS2等，都通過(guò)第一VLAN(VLAN1)與負(fù)載均衡器(LB)/防火墻302相連。第二VLAN(VLAN2)把互聯(lián)網(wǎng)106與負(fù)載均衡器(LB)/防火墻302相連。每個(gè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器可以運(yùn)用后述的機(jī)械構(gòu)造，從CPU1，CPU2等中進(jìn)行選擇。這些網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器與一個(gè)SAN區(qū)304相連，它與一個(gè)或多個(gè)存貯設(shè)備306a，306b相連著。
在任何給出的時(shí)點(diǎn)上，計(jì)算網(wǎng)格中的一個(gè)計(jì)算元件，如圖2中的CPU1，僅僅與該系列VLAN和SAN區(qū)連接，這些VLAN和SAN區(qū)與單個(gè)的VSF相連著。一個(gè)VSF一般不與其他不同的組織共享。屬于單個(gè)SAN區(qū)的SAN上的該存儲(chǔ)設(shè)備子組，以及與其相連的該VLAN組和這些VLAN上的計(jì)算元件，定義了一個(gè)VSF。
控制平臺(tái)通過(guò)控制VLAN和SAN區(qū)的成員資格的方法，將計(jì)算網(wǎng)格邏輯劃分成多個(gè)VSF。一個(gè)VSF的成員不能訪問(wèn)另一個(gè)VSF的計(jì)算或存貯資源。這樣的訪問(wèn)限制是通過(guò)VLAN交換機(jī)在硬件級(jí)實(shí)現(xiàn)的，以及通過(guò)SAN硬件和邊緣設(shè)備的端口級(jí)的訪問(wèn)控制構(gòu)造(如分區(qū)制)實(shí)現(xiàn)的。其中，SAN硬件如光纖通道交換機(jī)，邊緣設(shè)備如SCSI-光纖的橋接硬件。形成計(jì)算網(wǎng)格一部分的計(jì)算元件一般與VLAN交換機(jī)和SAN交換機(jī)的控制端口或接口沒(méi)有物理相連，因此不能控制VLAN或SAN區(qū)的成員資格。同樣，計(jì)算網(wǎng)格的計(jì)算元件不能訪問(wèn)位于VSF之外的計(jì)算元件。
只有運(yùn)行控制平臺(tái)的計(jì)算元件與計(jì)算網(wǎng)格內(nèi)的設(shè)備的接口或控制端口物理相連。計(jì)算網(wǎng)格中的設(shè)備(計(jì)算機(jī)，SAN交換機(jī)和VLAN交換機(jī))僅能通過(guò)以上的控制端口或接口來(lái)進(jìn)行配置。這就提供了一個(gè)簡(jiǎn)單而高安全性的方法，將計(jì)算網(wǎng)格動(dòng)態(tài)地劃分成多個(gè)VSF。
VSF內(nèi)的每個(gè)計(jì)算元件可被另一個(gè)計(jì)算元件所替換。與一給定VSF相連的計(jì)算元件，VLAN，SAN區(qū)的數(shù)量或許會(huì)在控制平臺(tái)的控制時(shí)發(fā)生改變。
在一個(gè)實(shí)施例中，該計(jì)算網(wǎng)格中包含著一個(gè)空閑池，池中包含著大量預(yù)留的計(jì)算元件。池中的計(jì)算元件可分配給特定的VSF，特別當(dāng)該VSF增加CPU或內(nèi)存容量時(shí)或處理VSF中的某計(jì)算元件運(yùn)行失敗時(shí)。當(dāng)計(jì)算元件被配置成網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器時(shí)，這個(gè)空閑池就會(huì)被當(dāng)作一個(gè)大的避震器，用來(lái)應(yīng)付多樣的或即爆的網(wǎng)絡(luò)通信量負(fù)載和相關(guān)的進(jìn)程負(fù)載高峰。
空閑池被許多不同的組織所共享，因此它比較規(guī)模經(jīng)濟(jì)，因?yàn)闆](méi)有單個(gè)組織必須支付它的全部成本。不同組織能在一天中的不同時(shí)刻根據(jù)需要從空閑池中獲取計(jì)算元件，從而使每個(gè)VSF在需要時(shí)進(jìn)行增長(zhǎng)，在通信量回落到正常時(shí)進(jìn)行收縮。如果許多不同的組織在同一時(shí)間通信量持續(xù)增長(zhǎng)達(dá)到高峰，那么空閑池將會(huì)面臨著資源枯竭的潛在威脅，此時(shí)空閑池中會(huì)添加更多的CPU和存貯元件(升級(jí))。空閑池的容量被建造得減少出現(xiàn)以下情況的可能性，即在穩(wěn)定狀態(tài)下，一個(gè)特定的VSF不能按需從空閑池中獲得額外的計(jì)算元件。
圖4A，4B，4C，4D的方框圖顯示了將計(jì)算元件移入/出空閑池的連續(xù)步驟。首先參考圖4A，假定控制平臺(tái)邏輯上將計(jì)算網(wǎng)格中的元件相連成，標(biāo)為VSF1，VSF2的第一和第二VSF?？臻e池400包含許多CPU402，其中一個(gè)CPU被標(biāo)為CPUX。在圖4B中，VSF1發(fā)出了一個(gè)需要加一個(gè)附加計(jì)算元件的請(qǐng)求。據(jù)其請(qǐng)求，控制平臺(tái)將CPUX從空閑池400中移出至VSF1，如路徑404所示。
圖4C中，VSF1不再需要CPUX了，所以控制平臺(tái)將CPUX移出VSF1再放回空閑池400。在圖4D中，VSF2發(fā)出了一個(gè)需要加一個(gè)計(jì)算元件的請(qǐng)求。相應(yīng)的，控制平臺(tái)將CPUX從空閑池400中移出至VSF2。因此，在這段時(shí)間中，當(dāng)通信情況改變時(shí)，單個(gè)計(jì)算元件先屬于空閑池(圖4A)然后被分配給特定的VSF(圖4B)，隨后又被放回空閑池(圖4C)，接著再被分配給另一個(gè)VSF(圖4D)。
在每一個(gè)階段中，控制平臺(tái)將與該計(jì)算元件相連的LAN和SAN交換機(jī)配置成了與一特定VSF(或空閑地)相連的VLAN和SAN區(qū)的一部分。依照一個(gè)實(shí)施例，在每個(gè)轉(zhuǎn)變之中，計(jì)算元件被關(guān)閉或重新引導(dǎo)。當(dāng)它重新啟動(dòng)后，它檢視SAN上存貯區(qū)的一個(gè)不同部分，它包含有一個(gè)可引導(dǎo)的操作系統(tǒng)的鏡像(如LINUX，NT，SOLARIS等)。這個(gè)存貯區(qū)同樣包含一個(gè)專(zhuān)門(mén)針對(duì)一個(gè)組織的數(shù)據(jù)部分(如與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，數(shù)據(jù)庫(kù)部分相連的文件等)。它也是另外一個(gè)VLAN的一部分，而該VLAN是另外一個(gè)VSF的VLAN組的一部分，因此，它能訪問(wèn)與其已轉(zhuǎn)變之中的VSF的諸VLAN相連的CPU、SAN存儲(chǔ)設(shè)備和NAS設(shè)備。
在一個(gè)首選的實(shí)施例中，存貯區(qū)包括許多事先定義的邏輯計(jì)劃，它們成為了能被計(jì)算元件采用的功能模塊。開(kāi)始時(shí)，沒(méi)有計(jì)算元件被指派任何特定功能或任務(wù)，如作為網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，應(yīng)用服務(wù)器，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器等等。計(jì)算元件的指定功能的獲得來(lái)自于大量事先定義、有信息存貯的計(jì)劃之一，每個(gè)計(jì)劃為與實(shí)現(xiàn)該功能相關(guān)的計(jì)算元件定義了一個(gè)引導(dǎo)鏡像。這個(gè)計(jì)劃可以以將引導(dǎo)鏡像定位與某功能模塊相關(guān)連的文件格式，數(shù)據(jù)庫(kù)表格格式或任何其他存貯格式進(jìn)行信息存儲(chǔ)。
因此，圖4A，4B，4C，4D中CPUX的移動(dòng)是邏輯性的，非物理性的，它是在控制平臺(tái)的作用下，對(duì)VLAN交換機(jī)和SAN區(qū)進(jìn)行重新配置后完成的。進(jìn)一步講，每個(gè)計(jì)算網(wǎng)格中的計(jì)算元件開(kāi)始時(shí)都有基本的可替換性，只有在它與一個(gè)虛擬服務(wù)器租區(qū)相連并從引導(dǎo)鏡像中安裝了軟件后，才會(huì)成為一個(gè)具特定處理功能元件。沒(méi)有計(jì)算元件被指派任何特定功能或任務(wù)，如作為網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，應(yīng)用服務(wù)器，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器等等，計(jì)算元件其指定功能的獲得來(lái)自于許多事先有定義、有信息存貯的計(jì)劃之一，每個(gè)計(jì)劃與一功能相連，并為與該功能相關(guān)的計(jì)算元件定義了一個(gè)引導(dǎo)鏡像。
因?yàn)樵诮o定的計(jì)算元件中(如本地硬盤(pán))，沒(méi)有長(zhǎng)期留存狀態(tài)的信息被放置，所以節(jié)點(diǎn)很容易在不同的VSF間進(jìn)行移動(dòng)，并且能完全運(yùn)行不同的操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件。這使得每個(gè)計(jì)算元件有高度的替換性，來(lái)應(yīng)付萬(wàn)一會(huì)發(fā)生的計(jì)劃性或非計(jì)劃性的設(shè)備停工。
一個(gè)特定的計(jì)算元件在被歸入或歸出各種VSF時(shí)，它能實(shí)現(xiàn)不同的功能。舉個(gè)例子，一個(gè)計(jì)算元件可以在一個(gè)VSF中充當(dāng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的角色，但當(dāng)它被歸入另一個(gè)不同的VSF時(shí)，它或許是一臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，一個(gè)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡器，一個(gè)防火墻，等等。它也可以在不同的VSF上進(jìn)行連續(xù)地引導(dǎo)和運(yùn)行不同的操作系統(tǒng)，如LINUX，NT或SOLARIS。因此，每個(gè)計(jì)算網(wǎng)格中的計(jì)算元件都具替換性，沒(méi)有固定的功能指派。相應(yīng)的，按任何VSF的不同需求，計(jì)算網(wǎng)格能用其整個(gè)預(yù)留的容量來(lái)提供任何服務(wù)。這使得單個(gè)VSF能提供高度實(shí)用和可靠的服務(wù)，因?yàn)槊總€(gè)執(zhí)行一項(xiàng)特定服務(wù)的服務(wù)器后面，會(huì)有成千個(gè)能實(shí)現(xiàn)同一種服務(wù)的備用服務(wù)器存在。
進(jìn)一步講，計(jì)算網(wǎng)格的大容量預(yù)置能力，它能提供動(dòng)態(tài)負(fù)載均衡功能，也能提供高性能的處理器可得性。在控制平臺(tái)的實(shí)時(shí)控制下，通過(guò)VLAN，無(wú)硬盤(pán)的計(jì)算元件彼此間相互連接產(chǎn)生了獨(dú)特的聯(lián)合體；同時(shí)通過(guò)SAN，計(jì)算元件與存貯設(shè)備的可配置區(qū)進(jìn)行了連接，這些使得計(jì)算網(wǎng)格的上述功能得以實(shí)現(xiàn)。每個(gè)計(jì)算元件在任何VSF內(nèi)，能充當(dāng)滿足任何需求的服務(wù)器的角色，能夠與SAN內(nèi)任何硬盤(pán)的任何邏輯部分相連。當(dāng)計(jì)算網(wǎng)格需要更強(qiáng)的計(jì)算能力或更大的硬盤(pán)容量時(shí)，計(jì)算元件或硬盤(pán)存貯能被手工地加入到空閑池中，隨著更多組織需要VSF服務(wù)時(shí)，空閑池的能力會(huì)有所下降。為增加VSF所具有的CPU數(shù)量，網(wǎng)絡(luò)和硬盤(pán)的帶寬和存儲(chǔ)設(shè)備時(shí)，不需要任何手工干涉。所有來(lái)自空閑池內(nèi)CPU，網(wǎng)絡(luò)和硬盤(pán)的可用資源，都由控制平臺(tái)來(lái)按需分配。
一個(gè)特定VSF不會(huì)手工的重新配置。只有空閑池中的機(jī)器才被手工配置成計(jì)算網(wǎng)格。所以，當(dāng)前手工構(gòu)建服務(wù)器租區(qū)時(shí)存在的潛在危險(xiǎn)被除去了。將新的服務(wù)器配置入一個(gè)運(yùn)行中的服務(wù)器租區(qū)時(shí)，由于人工失誤而造成服務(wù)器租區(qū)出現(xiàn)故障，導(dǎo)致網(wǎng)站對(duì)用戶服務(wù)失敗的可能性也被根本地消除了。
控制平臺(tái)也能復(fù)制存儲(chǔ)在SAN附屬存貯設(shè)備中的數(shù)據(jù)，所以任何特定存貯元件的運(yùn)行失敗不會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)任何部分的服務(wù)失敗。通過(guò)將長(zhǎng)留存存儲(chǔ)從應(yīng)用SAN的計(jì)算設(shè)備中去連接，以及提供冗余存儲(chǔ)和計(jì)算元件，其中任何計(jì)算元件能附屬到任何存貯部分，這樣就可實(shí)現(xiàn)高度的可得到性。
建立一個(gè)虛擬服務(wù)器租區(qū)以及對(duì)其添加/刪除一個(gè)處理器的實(shí)例圖5A是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的VSF系統(tǒng)的方框圖。參考圖5A，下面會(huì)說(shuō)明創(chuàng)建一個(gè)VSF的具體步驟，并對(duì)其增加/刪除節(jié)點(diǎn)。
圖5A說(shuō)明了計(jì)算元件502，它由計(jì)算機(jī)A到G組成，與VLAN性能交換機(jī)504連接。VLAN交換機(jī)504與互聯(lián)網(wǎng)106相連，VLAN交換機(jī)有多個(gè)端口V1，V2等等。計(jì)算機(jī)A到G進(jìn)一步與SAN交換機(jī)506相連，交換機(jī)506又與許多存貯設(shè)備或硬盤(pán)D1-D5相連。SAN的交換機(jī)506有多個(gè)端口如S1，S2等。一個(gè)控制平臺(tái)機(jī)器508通過(guò)控制和數(shù)據(jù)路徑與SAN的交換機(jī)506和VLAN的交換機(jī)504相連?？刂破脚_(tái)能通過(guò)控制端口向以上的設(shè)備發(fā)出控制指令。
為了簡(jiǎn)單明了，圖5A中計(jì)算元件的數(shù)量不多。在實(shí)際工作中，會(huì)有大量的計(jì)算機(jī)，或許有上千臺(tái)或許更多，同時(shí)會(huì)有相當(dāng)數(shù)量存貯設(shè)備來(lái)形成計(jì)算網(wǎng)格。在如此龐大的架構(gòu)中，多個(gè)SAN交換機(jī)相互連接形成一個(gè)網(wǎng)，多個(gè)VLAN交換機(jī)相互連接形成一個(gè)VLAN網(wǎng)。然而為了能簡(jiǎn)單明了，圖5A僅顯示了單個(gè)SAN交換機(jī)和單個(gè)VLAN交換機(jī)。
開(kāi)始時(shí)，所有的計(jì)算機(jī)A-G屬于空閑池直到控制平臺(tái)收到一條創(chuàng)建一個(gè)VSF的請(qǐng)求。VLAN交換機(jī)的所有端口被分配給了一個(gè)標(biāo)識(shí)為VLANI(針對(duì)空閑區(qū))特定的VLAN。假設(shè)控制平臺(tái)被請(qǐng)求創(chuàng)建一個(gè)VSF，它要包含一個(gè)負(fù)載平衡器/防火墻以及兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器并與SAN上的一個(gè)存貯設(shè)備相連。請(qǐng)求會(huì)通過(guò)一個(gè)管理接口或其他計(jì)算元件到達(dá)控制平臺(tái)。
作為響應(yīng)，控制平臺(tái)會(huì)指派或分配CPUA作為負(fù)載平衡器/防火墻，分配CPUB和C作為網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。CPUA位于SAN邏輯區(qū)1，被指向一個(gè)硬盤(pán)的引導(dǎo)區(qū)，該硬盤(pán)內(nèi)含專(zhuān)用的負(fù)載均衡/防火墻軟件。術(shù)語(yǔ)“指向”用來(lái)方便地表述，盡一切辦法，CPUA被給予了充足的信息使其能獲得或定位合適的待操作軟件。CPUA在SAN區(qū)1的位置使得CPUA能從硬盤(pán)上獲取SAN該區(qū)中SAN所控制的資源。
負(fù)載均衡器由控制平臺(tái)進(jìn)行配置，使得其將CPUB和C視作為兩個(gè)其要負(fù)載平衡的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。防火墻配置能防止CPUB和C受到來(lái)自互聯(lián)網(wǎng)106的非法訪問(wèn)。CPUB和C被指向SAN的硬盤(pán)區(qū)，那兒包含著特定操作系統(tǒng)的可引導(dǎo)的操作系統(tǒng)鏡像(如SOLARIS，LINUX，NT等)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器應(yīng)用軟件(如Apache)。VLAN交換機(jī)被配置成定位端口V1和V2在VLAN1上，和端口V3、V4、V5、V6和V7在VLAN2上。控制平臺(tái)配置SAN交換機(jī)506，使其將光纖-通道交換機(jī)端口S2、S3、S8放入SAN區(qū)1。
關(guān)于CPU是如何被指向一個(gè)特定硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，以及這對(duì)于啟動(dòng)和對(duì)硬盤(pán)數(shù)據(jù)的共享訪問(wèn)意味著什么，這些隨后有詳述。
圖6是產(chǎn)生計(jì)算元件邏輯連接結(jié)果的方框圖，它被總稱(chēng)為VSF1。硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器DD1選自存貯設(shè)備D1，D2等。一旦該邏輯結(jié)構(gòu)如圖6被完成，CPUA，B，C會(huì)收到啟動(dòng)命令。作為響應(yīng)，CPUA成為一個(gè)專(zhuān)用的負(fù)載均衡器/防火墻機(jī)器，而CPUB和C成為網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。
現(xiàn)在，假定出于一個(gè)基本原理的策略，控制平臺(tái)決定VSF1中加入另外一個(gè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。這或許因?yàn)閬?lái)自網(wǎng)站的需求有所增長(zhǎng)，而客戶計(jì)劃中至少可以對(duì)VSF1加入三個(gè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。或因?yàn)閾碛谢虿僮鱒SF的組織需要另外一臺(tái)服務(wù)器，而且已經(jīng)通過(guò)一個(gè)管理構(gòu)造加入了該服務(wù)器，例如優(yōu)先權(quán)網(wǎng)頁(yè)允許組織在它的VSF中加入更多的服務(wù)器。
作為響應(yīng)，控制平臺(tái)決定把CPUD加入VSF1。為了達(dá)到目的，控制平臺(tái)將為VLAN2增加兩個(gè)端口從而將CPUD加入VLAN2。同樣，CPUD的SAN端口S4被加入到了SAN區(qū)1里。CPUD被指向了SAN存儲(chǔ)的可引導(dǎo)部分，該部分能作為網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器進(jìn)行引導(dǎo)并運(yùn)行。CPUD也得到只讀訪問(wèn)權(quán)限，能共享SAN上的數(shù)據(jù)，這數(shù)據(jù)或許包括網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容、可執(zhí)行的服務(wù)器腳本程序等。這樣，它能對(duì)打算給服務(wù)器租區(qū)的網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求提供服務(wù)，如同CPUB和C提供請(qǐng)求服務(wù)?？刂破脚_(tái)也可將負(fù)載均衡器CPUA進(jìn)行配置，使其包括CPUD，使CPUD成為在進(jìn)行負(fù)載均衡的服務(wù)器組中的一部分。
CPUD現(xiàn)在已經(jīng)被引導(dǎo)啟動(dòng)，VSF的大小也已增加到了3個(gè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和1個(gè)負(fù)載均衡器。圖7就是邏輯連接結(jié)果的結(jié)構(gòu)圖。
假定控制平臺(tái)現(xiàn)在收到一個(gè)創(chuàng)建另一個(gè)VSF的請(qǐng)求，其將被命名為VSF2，它需要2個(gè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和1個(gè)負(fù)載均衡器/防火墻?？刂破脚_(tái)分配CPUE作為負(fù)載均衡器/防火墻，CPUF，G作為網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。它配置CPUE使得將CPUF，G作為兩臺(tái)其要進(jìn)行負(fù)載均衡的機(jī)器。
為實(shí)現(xiàn)此配置，控制平臺(tái)將配置VLAN交換機(jī)504使VLAN1內(nèi)包含端口v10，v11(即與互聯(lián)網(wǎng)106相連)，VLAN3包含端口V12，V13，V14，V15。同樣，它配置SAN交換機(jī)506，使在SAN區(qū)2包含SAN端口S6，S7和S9。這個(gè)SAN區(qū)包括含有運(yùn)行CPUE作為負(fù)載均衡器以及CPUF和G作為網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器所必須的軟件的存儲(chǔ)設(shè)備，其中網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器使用包含在SAN區(qū)2中硬盤(pán)D2內(nèi)的共享只讀硬盤(pán)部分。
圖8是一個(gè)邏輯連接結(jié)果的結(jié)構(gòu)圖。盡管兩個(gè)VSF(VSF1，VSF2)共享相同的物理VLAN交換機(jī)和SAN交換機(jī)，這兩個(gè)VSF邏輯上是分區(qū)的。訪問(wèn)CPUB，C，D的用戶、擁有或使用VSF1的企業(yè)只能訪問(wèn)VSF1上的存儲(chǔ)和CPU。他們不能訪問(wèn)VSF2內(nèi)的CPU和存儲(chǔ)。造成這樣的狀況是因?yàn)榉蛛x的VLAN以及僅在共享段(VLAN1)上的兩個(gè)防火墻，同時(shí)在不同的SAN區(qū)內(nèi)兩個(gè)VSF被配置。
之后進(jìn)一步的假設(shè)，控制平臺(tái)決定VSF1現(xiàn)在退還兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。這或許是因?yàn)閂SF1上的暫時(shí)增長(zhǎng)的負(fù)載已經(jīng)退卻，或者是因?yàn)橐恍┢渌慕?jīng)營(yíng)行為已經(jīng)發(fā)生了。作為響應(yīng)，控制平臺(tái)通過(guò)一特定指令(包含關(guān)閉CPU電源)將關(guān)閉CPUD。一旦CPU被關(guān)閉，控制平臺(tái)將從VLAN2中移去端口V8，V9，同時(shí)從SAN1區(qū)中移出SAN端口S4。端口S4被置入閑置SAN區(qū)。這閑置的SAN區(qū)可被指定為如SAN區(qū)1(作為閑置)或區(qū)0。
若干時(shí)間后，控制平臺(tái)決定添加另外一個(gè)節(jié)點(diǎn)到VSF2，這或許因?yàn)閂SF2中的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上的負(fù)載暫時(shí)有增長(zhǎng)或許是出于其他一些原因。相應(yīng)地，控制平臺(tái)決定將CPUD置于VSF2中，如虛線路徑802所示。為達(dá)到此目的，它將VLAN交換機(jī)配置成VLAN3包含V8，V9端口和SAN區(qū)2包括SAN端口S4。CPUD被指向硬盤(pán)設(shè)備2上存貯部分，該存貯部分包含能為VSF2中服務(wù)器提供操作系統(tǒng)引導(dǎo)鏡像和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)軟件的內(nèi)容。同樣，CPUD對(duì)VSF2中其他網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器共享的文件系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)具有只讀訪問(wèn)權(quán)限。CPUD被重新啟動(dòng)，現(xiàn)在它成為VSF2中負(fù)載均衡網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器運(yùn)行，不再能夠訪問(wèn)SAN1區(qū)中任何數(shù)據(jù)或者附屬于VLAN2中的CPU。特別是，CPUD無(wú)法訪問(wèn)VSF1中的任何元件，即便先前某時(shí)它曾是VSF1的一部分。
進(jìn)一步講，在這個(gè)配置中，CPUE實(shí)施的安全周邊已經(jīng)動(dòng)態(tài)地?cái)U(kuò)張到包括CPUD。因此，實(shí)施例提供了動(dòng)態(tài)的防火墻，該防火墻能進(jìn)行自動(dòng)的調(diào)節(jié)，對(duì)加入或移出VSF中計(jì)算元件作適當(dāng)程度的保護(hù)。
SAN上的硬盤(pán)設(shè)備有幾種方式可以使CPU指向SAN上的某一特定設(shè)備，以達(dá)到啟動(dòng)的目的，或訪問(wèn)需與其他節(jié)點(diǎn)共享的硬盤(pán)存貯，或者得到相關(guān)信息去找到引導(dǎo)程序和數(shù)據(jù)。
一種方式是使用一個(gè)附屬于某個(gè)計(jì)算元件的SCSI-to-光纖通道(小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口到光纖通道)的撟接設(shè)備，以及對(duì)本地的硬盤(pán)提供一個(gè)SCSI接口。通過(guò)路由，SCSI端口與光纖-通道SAN上的正確設(shè)備相連，計(jì)算機(jī)就能訪問(wèn)光纖-通道SAN上的存貯設(shè)備，如同它訪問(wèn)本地附加的SCSI硬盤(pán)一樣。所以，引導(dǎo)軟件能和引導(dǎo)本地SCSI硬盤(pán)一樣來(lái)引導(dǎo)SAN上的硬盤(pán)設(shè)備。
另外一個(gè)方式是得到一個(gè)節(jié)點(diǎn)上的光纖-通道接口以及相關(guān)連的設(shè)備驅(qū)動(dòng)、啟動(dòng)ROM和操作系統(tǒng)軟件，它們能使光纖-通道接口當(dāng)作一個(gè)啟動(dòng)設(shè)備來(lái)使用。
還有另外一種方式是得到一個(gè)接口卡(如PCI總線或S總線)，它們可以被作為SCSI或IDE的設(shè)備控制器，只是只能依次通過(guò)SAN訪問(wèn)硬盤(pán)。作為替換方式，操作系統(tǒng)諸如SOLARIS和WINDOWS NT整體地提供了無(wú)盤(pán)啟動(dòng)功能。
SAN的硬盤(pán)設(shè)備與一個(gè)給定節(jié)點(diǎn)的連接有兩種典型的方式。第一種方式不能與其他計(jì)算元件進(jìn)行邏輯共享，其通常由每個(gè)節(jié)點(diǎn)引導(dǎo)部分組成，包括可引導(dǎo)操作系統(tǒng)鏡像，本地配置文件等。這和一個(gè)UNIX系統(tǒng)上的引導(dǎo)文件系統(tǒng)是相似的。
第二種類(lèi)型的硬盤(pán)是和其他節(jié)點(diǎn)共享存貯的。這種共享因CPU上運(yùn)行的不同操作系統(tǒng)和節(jié)點(diǎn)訪問(wèn)共享存貯的不同需求而顯得不同。如果操作系統(tǒng)提供了一個(gè)群集文件系統(tǒng)，它允許在多個(gè)節(jié)點(diǎn)間對(duì)于共享硬盤(pán)部分進(jìn)行讀/寫(xiě)訪問(wèn)，這個(gè)共享的硬盤(pán)作為一個(gè)群集文件系統(tǒng)進(jìn)行安裝。同樣，系統(tǒng)可以使用諸如ORACLE Parallel Server(并行服務(wù)器)的數(shù)據(jù)庫(kù)軟件，它允許在一個(gè)群集內(nèi)運(yùn)行多節(jié)點(diǎn)以對(duì)共享硬盤(pán)同時(shí)讀/寫(xiě)訪問(wèn)。在這種情況下，共享硬盤(pán)已經(jīng)被設(shè)計(jì)融入到了基本的操作系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件中。
對(duì)操作系統(tǒng)，其中這樣的共享訪問(wèn)不能實(shí)現(xiàn)，因?yàn)椴僮飨到y(tǒng)和相關(guān)應(yīng)用程序不能使一個(gè)硬盤(pán)設(shè)備與其他的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行共享，該共享硬盤(pán)能被當(dāng)作一個(gè)只讀設(shè)備進(jìn)行安裝。對(duì)許多網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序而言，對(duì)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)文件具有只讀權(quán)限已是足夠了。舉個(gè)例子，在UNIX系統(tǒng)中，一個(gè)特定的文件系統(tǒng)可以作為只讀進(jìn)行安裝。
多交換機(jī)的計(jì)算網(wǎng)格上述圖5A中的配置能擴(kuò)展成許多計(jì)算和存貯節(jié)點(diǎn)，具體作法有，通過(guò)多個(gè)VLAN交換機(jī)相連形成一個(gè)大的可交換的VLAN結(jié)構(gòu)，通過(guò)多個(gè)SAN交換機(jī)相連形成一個(gè)大的可交換的SAN網(wǎng)。在這個(gè)例子中，一個(gè)計(jì)算網(wǎng)格通常具有如圖4所示的架構(gòu)，除SAN/VLAN可交換網(wǎng)包含了許多個(gè)端口來(lái)對(duì)應(yīng)CPU和存貯設(shè)備之外。許多運(yùn)行控制平臺(tái)的機(jī)器能與VLAN/SAN交換機(jī)的控制端口進(jìn)行物理連接，這進(jìn)一步會(huì)有所描述。多個(gè)VLAN交換機(jī)的相互連接形成多校園數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)是業(yè)內(nèi)所共知的。誠(chéng)如G.HAVILAND的“運(yùn)用多層交換來(lái)設(shè)計(jì)高性能的校園內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)”，載自CISCO公司在線網(wǎng)站HTTP//WWW.CISCO.COM/WARP/PBULIC/CC/SOL/MKT/ENT/NDSGN/HIGHD-WP.HTM。
SAN的體系結(jié)構(gòu)假設(shè)SAN含有光纖-通道交換機(jī)和硬盤(pán)設(shè)備、以及可能的光纖-通道邊緣設(shè)備諸如SCSI-to-Fibre橋接器。然而，SAN可以用替換技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)架構(gòu)，例如千兆比特以太網(wǎng)交換機(jī)或利用其他物理層協(xié)議的交換機(jī)。特別一提的是，在IP上運(yùn)行SCSI協(xié)議，從而在IP網(wǎng)上構(gòu)建SAN已經(jīng)取得了些成就。上述的方法和結(jié)構(gòu)可作為構(gòu)建SAN的可替換方法來(lái)使用。當(dāng)通過(guò)運(yùn)行一個(gè)協(xié)議構(gòu)建SAN時(shí)，如在一個(gè)VLAN層2上的環(huán)境內(nèi)在IP上運(yùn)行SCSI協(xié)議，則通過(guò)映射到不同的VLAN來(lái)形成SAN區(qū)。
同樣，網(wǎng)絡(luò)附屬存儲(chǔ)(NAS)可以被采用，它利用了LAN技術(shù)如快速以太網(wǎng)或千兆比特以太網(wǎng)。從這點(diǎn)上講，為實(shí)現(xiàn)計(jì)算網(wǎng)格的安全和邏輯性分區(qū)，不同的VLAN代替了SAN區(qū)的位置。這樣的NAS設(shè)備典型地支持網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)如SUN的NSF協(xié)議，或MICROSOFT的SMB，它允許多個(gè)節(jié)點(diǎn)共享相同的存貯。
控制平臺(tái)的實(shí)施如上所述，控制平臺(tái)象一個(gè)盒子，它連接著SAN/VLAN交換機(jī)的控制和數(shù)據(jù)端口。然而，也可設(shè)想，控制平臺(tái)的其他實(shí)施。
典型的SAN/VLAN控制端口是以太網(wǎng)接口。圖9的結(jié)構(gòu)方框圖正使用了此種方式。每個(gè)VLAN交換機(jī)(VLAN SW1，VLAN SWn)的所有的控制(CTL)端口以及每個(gè)SAN交換機(jī)(SAN SW1，SAN SWn)的所有控制端口被安置在一個(gè)單一的以太網(wǎng)子網(wǎng)902內(nèi)，該子網(wǎng)902僅和大量的控制平臺(tái)機(jī)器CP CPU1，CP CPU2等連接。這樣使得多個(gè)控制平臺(tái)機(jī)器與所有SAN和VLAN交換機(jī)上的控制端口相連。
在這個(gè)配置中，大量的控制平臺(tái)機(jī)器共同組成了控制平臺(tái)或統(tǒng)稱(chēng)為CP904。只有CP 904內(nèi)的機(jī)器與VLAN和SAN交換機(jī)上的控制端口進(jìn)行物理連接。就這樣，指定VSF內(nèi)的CPU不能改變與它自身VSF或其他VSF相連的VLAN和SAN區(qū)的成員資格。
作為選擇，替代以太網(wǎng)接口，控制端口可以是串口或并口。這時(shí)，端口和控制平臺(tái)機(jī)器相連。
控制平臺(tái)與VIAN的數(shù)據(jù)連接運(yùn)行控制平臺(tái)的機(jī)器需要能訪問(wèn)VLAN和SAN交換機(jī)上的數(shù)據(jù)端口。這是因?yàn)椋刂破脚_(tái)要對(duì)相關(guān)的特定節(jié)點(diǎn)進(jìn)行文件配置，同時(shí)從相關(guān)節(jié)點(diǎn)上收集實(shí)時(shí)信息，諸如當(dāng)前CPU的負(fù)載信息，網(wǎng)絡(luò)負(fù)載和硬盤(pán)負(fù)載信息。
圖5B是一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖，它顯示了控制平臺(tái)516與數(shù)據(jù)端口相連的配置。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)VSF中機(jī)器會(huì)周期性地發(fā)一個(gè)數(shù)據(jù)包到機(jī)器510(機(jī)器510起著控制平臺(tái)代理的作用)。作為另外一種選擇，控制平臺(tái)代理機(jī)510能從VSF中的節(jié)點(diǎn)中周期性地獲得實(shí)時(shí)信息。然后它將從VSF內(nèi)的所有節(jié)點(diǎn)上獲得的信息傳給CP 516。CP 516中每個(gè)機(jī)器與CP LAN514相連。CP LAN514通過(guò)CP防火墻512與VLAN交換機(jī)504的特定端口V17相連。這樣就提供了一個(gè)可升級(jí)的安全方式使得CP能從所有VSF中的節(jié)點(diǎn)獲得所有的實(shí)時(shí)信息。
控制平臺(tái)和SAN的數(shù)據(jù)連接圖10是一個(gè)控制平臺(tái)機(jī)器和一個(gè)使用大量SAN交互機(jī)(“SAN網(wǎng)”)的實(shí)施例相連的結(jié)構(gòu)圖。大量的控制平臺(tái)機(jī)器CP CPU1，CP CPU2等構(gòu)成了一控制平臺(tái)服務(wù)器租區(qū)(CP)904。每個(gè)控制平臺(tái)機(jī)器與SAN網(wǎng)的一個(gè)端口相連。
與控制平臺(tái)機(jī)器相連的是一系列(組)SAN端口，SO，SP，它們與含有針對(duì)控制平臺(tái)的私有數(shù)據(jù)的硬盤(pán)組1004相連。硬盤(pán)組1004邏輯上位于控制平臺(tái)私有存儲(chǔ)區(qū)1002，這個(gè)區(qū)內(nèi)的控制平臺(tái)包含日志文件，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，當(dāng)前的控制平臺(tái)的配置信息，以及履行控制平臺(tái)的軟件。SAN的端口SO，SP，僅是控制平臺(tái)SAN區(qū)的一部分。端口SO，SP不會(huì)位于任何其他SAN區(qū)上，只有屬于CP 904部分的機(jī)器才能訪問(wèn)和它們相連的硬盤(pán)組1004。
端口S1、S2和端口Sn以及端口SO、SP位于控制平臺(tái)的SAN區(qū)域內(nèi)。來(lái)自空閑池或任何VSF中的計(jì)算元件都不是控制平臺(tái)SAN區(qū)的一部分。這就保證了控制平臺(tái)私有數(shù)據(jù)能拒絕來(lái)自任何VSF的訪問(wèn)。
當(dāng)一個(gè)特定的控制平臺(tái)機(jī)器需要訪問(wèn)一個(gè)屬于一個(gè)特定VSF一部分的硬盤(pán)區(qū)，如圖10中的VSF I，它就被置于與該VSF相連的SAN區(qū)內(nèi)。在此例中，CP CPU2要訪問(wèn)VSF I的硬盤(pán)組，所以與CP CPU2相連的端口S2就被放到了VSF I中的SAN區(qū)，那里有端口Si。一旦CP CPU2成功的訪問(wèn)端口Si上的硬盤(pán)組后，它就被從VSF I的SAN區(qū)中移走。
同樣，如果機(jī)器如CP CPU1要訪問(wèn)VSFj中的硬盤(pán)組，它就會(huì)被放到與VSFj相連的SAN區(qū)中，結(jié)果是，端口S2被放到了與VSFj相連的SAN區(qū)中，該區(qū)包含著端口Sj。一旦CP1成功的訪問(wèn)端口Sj上的硬盤(pán)組后，它就被從VSFj的SAN區(qū)中移走。
控制平臺(tái)與VLAN數(shù)據(jù)連接控制平臺(tái)機(jī)器需要從計(jì)算節(jié)點(diǎn)中收集信息，如實(shí)時(shí)負(fù)載相關(guān)信息。為實(shí)現(xiàn)該目的，控制平臺(tái)需要與計(jì)算網(wǎng)格自身中的節(jié)點(diǎn)有網(wǎng)絡(luò)連接。
廣域計(jì)算網(wǎng)格上述的VSF能有幾種方式遍布在一個(gè)廣域網(wǎng)中。
作為一種可選方式，廣域骨干網(wǎng)往往基于異步傳輸模式(ATM)來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。在這個(gè)實(shí)例中，每個(gè)局域的VIAN被擴(kuò)展到了一個(gè)應(yīng)用模擬LAN(ELAN)的廣域中，ELAN屬于ATM LAN模擬標(biāo)準(zhǔn)的一部分。用該種方式，單個(gè)VSF能跨越幾個(gè)廣域連接，如ATM/SONET/OC-12連接。一個(gè)ELAN變成了VLAN的一部分，它擴(kuò)展到了整個(gè)ATM WAN(廣域網(wǎng))。
作為一種可選方式，一個(gè)VSF被擴(kuò)展到了一個(gè)使用VPN系統(tǒng)的廣域網(wǎng)中。在這個(gè)實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)原先獨(dú)特的屬性已經(jīng)變得不相關(guān)了，VPN跨越WAN并且與兩個(gè)或多個(gè)VSF相互連接，從而構(gòu)成了一個(gè)離散的VSF。
數(shù)據(jù)鏡像技術(shù)能用來(lái)將一個(gè)離散型VSF的數(shù)據(jù)進(jìn)行本地復(fù)制。作為一種可選方式，SAN在WAN上利用一種SAN到WAN的橋接技術(shù)進(jìn)行橋接，如SAN到ATM的橋接技術(shù)或者SAN到千兆比特以太網(wǎng)的橋接技術(shù)。構(gòu)建在IP網(wǎng)絡(luò)上的SAN在WAN上自然擴(kuò)展，因?yàn)镮P在這樣的網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行良好。
圖11是多個(gè)VSF在WAN擴(kuò)展連接的結(jié)構(gòu)圖。SAN JOSE中心，紐約中心，倫敦中心，通過(guò)WAN相連。每個(gè)WAN以上述的ATM，ELAN或VPN的一種方式進(jìn)行連接。每個(gè)中心包含至少一個(gè)VSF和一個(gè)空閑池。舉例，SANJOSE中心有一個(gè)VSF1A和空閑池A。在這配置中，一中心的每個(gè)空閑池中的計(jì)算資源可以分配或指派給一個(gè)位于其他中心的VSF。當(dāng)這樣的分派或指派執(zhí)行后，一個(gè)VSF就在WAN上實(shí)現(xiàn)了擴(kuò)展。
VSF使用實(shí)例上述例子中的VSF架構(gòu)能被用在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器系統(tǒng)的環(huán)境中。因此，用在一個(gè)特定VSF中的CPU構(gòu)建成的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的例子先前已經(jīng)有所描述了。然而，VSF結(jié)構(gòu)可能會(huì)被用在許多其他計(jì)算環(huán)境中并且提供其他的各種服務(wù)；并不局限于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器系統(tǒng)。
作為內(nèi)容分布網(wǎng)絡(luò)一部分的分布式VSF在一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)VSF提供了一個(gè)使用廣域VSF的內(nèi)容分布式網(wǎng)絡(luò)(CDN)。
CDN是一個(gè)緩存服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)，它起著分布數(shù)據(jù)緩存的作用。這個(gè)緩存服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)可以被實(shí)施，譬如使用自加利福尼亞San Mateo的Inktomi公司的Traffic Server(TS)商用軟件。TS是一個(gè)群集的系統(tǒng)，該系統(tǒng)在更多的CPU加入到一組緩存服務(wù)器機(jī)器時(shí)就升級(jí)。相應(yīng)的，它很好地適用于一個(gè)系統(tǒng)，其中增加CPU是用來(lái)升級(jí)的機(jī)制。
在此配置中，系統(tǒng)可以動(dòng)態(tài)增加更多的CPU到VSF的那部分中去，該VSF運(yùn)行著諸如TS的緩存軟件，因此，在網(wǎng)絡(luò)通信飽和接近臨界點(diǎn)時(shí)，對(duì)緩存容量進(jìn)行提升。這樣，一個(gè)CDN可以構(gòu)建，其中用一種適合的方法對(duì)CPU和I/O的帶寬進(jìn)行動(dòng)態(tài)升級(jí)。
VSF對(duì)于宿主內(nèi)部網(wǎng)的應(yīng)用程序的作用當(dāng)前人們對(duì)企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)應(yīng)用程序的使用愈發(fā)感興趣，如將企業(yè)資源計(jì)劃軟件(ERP)，ORM和CRM軟件來(lái)作為宿主的管理的服務(wù)軟件。諸如CitrixWinFrame和Citrix MetaFrame的技術(shù)，允許一個(gè)企業(yè)將Microsoft Windows應(yīng)用程序作為瘦客戶機(jī)上提供的一個(gè)服務(wù)，如Windows CE設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)瀏覽器。一個(gè)VSF能以一種升級(jí)的方式宿主這樣的應(yīng)用程序。
舉個(gè)例子，如SAP R/3 ERP軟件，該軟件來(lái)自位于德國(guó)的Aktiengesellschaft的SAP公司。它允許一個(gè)企業(yè)平衡使用多個(gè)應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。在VSF的情況下，一個(gè)企業(yè)能動(dòng)態(tài)地在一個(gè)VSF中加入更多的應(yīng)用程序服務(wù)器(如SAP的對(duì)話服務(wù)器)，這樣就能基于實(shí)時(shí)請(qǐng)求或其他因素對(duì)VSF進(jìn)行升級(jí)。
同樣，Citrix MetaFrame通過(guò)增加更多的Citrix服務(wù)器到一個(gè)運(yùn)行著宿主Windows應(yīng)用程序的服務(wù)器租區(qū)中來(lái)使企業(yè)對(duì)Windows應(yīng)用程序用戶進(jìn)行升級(jí)。在這個(gè)例子中，關(guān)于VSF，Citrix MetaFrame VSF能動(dòng)態(tài)的增加更多Citrix服務(wù)器，以便滿足宿主Windows應(yīng)用程序的更多用戶的需求。
顯而易見(jiàn)，許多其他應(yīng)用程序會(huì)以一種如上例所示的相似的方法實(shí)現(xiàn)宿主。
客戶與VSF的交互因?yàn)閂SF是按需創(chuàng)建的，一個(gè)VSF的客戶或者擁有它的組織可以使用多種方式與其實(shí)現(xiàn)交互溝通，以達(dá)到客戶化VSF的目的。舉個(gè)例子，因?yàn)閂SF是通過(guò)控制平臺(tái)快速創(chuàng)建或改建的，所以VSF客戶可以賦予優(yōu)先的訪問(wèn)權(quán)來(lái)創(chuàng)建和改建其VSF本身。這種優(yōu)先訪問(wèn)權(quán)可以通過(guò)使用網(wǎng)頁(yè)和加密程序提供的授權(quán)口令，授權(quán)令牌卡，Kerberos交換，或其他合適的加密元素來(lái)實(shí)現(xiàn)。
在一個(gè)舉例的實(shí)施例中，一系列網(wǎng)頁(yè)由控制平臺(tái)機(jī)器或獨(dú)立的服務(wù)器來(lái)提供服務(wù)。這種網(wǎng)頁(yè)使客戶可以創(chuàng)建一個(gè)客戶化的VSF，客戶具體可以制定層次，某個(gè)特定層中的計(jì)算元件的數(shù)量，每個(gè)元件的軟硬件平臺(tái)，其他諸如網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的、應(yīng)用服務(wù)器的類(lèi)型，或應(yīng)該提前在計(jì)算元件上配置的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器軟件。因此，客戶得到了一個(gè)虛擬準(zhǔn)備控制臺(tái)。
當(dāng)客戶或用戶鍵入準(zhǔn)備信息后，控制平臺(tái)將會(huì)分析評(píng)估這個(gè)命令，然后將其排隊(duì)準(zhǔn)備執(zhí)行。命令將被管理人員重新審核以確定其是否合理。企業(yè)信用檢查將會(huì)進(jìn)行以確認(rèn)該企業(yè)是否有適當(dāng)?shù)男庞脕?lái)支付該項(xiàng)服務(wù)請(qǐng)求的費(fèi)用。如果這準(zhǔn)備命令被確認(rèn)，控制平臺(tái)可以配置一個(gè)VSF來(lái)對(duì)應(yīng)這個(gè)命令，然后反饋給用戶一個(gè)口令，使其能對(duì)一個(gè)或多個(gè)VSF進(jìn)行根目錄訪問(wèn)。這個(gè)客戶就可以上載應(yīng)用程序的主復(fù)制文件并在VSF中運(yùn)行。
當(dāng)宿主在計(jì)算網(wǎng)格中的企業(yè)是一個(gè)盈利性企業(yè)，在網(wǎng)頁(yè)上它同時(shí)會(huì)收到要求支付的相關(guān)信息，如用信用卡，PO號(hào)碼，電子確認(rèn)或其他支付方式。
在另外一個(gè)實(shí)施例中，網(wǎng)頁(yè)允許客戶選擇眾多VSF服務(wù)計(jì)劃之一。如依照實(shí)時(shí)負(fù)載，選擇在最小/最大元件數(shù)之間進(jìn)行自動(dòng)擴(kuò)張/收縮VSF?？蛻魮碛幸欢ǖ目刂茩?quán)使其能改變參數(shù)，諸如在某特定層如網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上的最小計(jì)算元件的數(shù)量，或VSF必須擁有的最少服務(wù)器數(shù)量的時(shí)段。這個(gè)參數(shù)可以和計(jì)費(fèi)軟件相連，它能自動(dòng)調(diào)節(jié)客戶的賬單等級(jí)(比率)并且產(chǎn)生賬單日志文件條目。
通過(guò)優(yōu)先訪問(wèn)的構(gòu)造，客戶可以獲得報(bào)告和監(jiān)控使用狀況的實(shí)時(shí)信息，負(fù)載，每秒的點(diǎn)擊率或交易，然后可以基于實(shí)時(shí)信息調(diào)整VSF的特性。
顯然，前述的特性與慣用的手工構(gòu)建一個(gè)服務(wù)器租區(qū)相比，具有明顯的優(yōu)勢(shì)。在慣用的方法中，如果不用一個(gè)緩慢的手工過(guò)程來(lái)添加服務(wù)器并且用各種方法對(duì)服務(wù)器租區(qū)進(jìn)行配置，用戶就不能自動(dòng)影響服務(wù)器租區(qū)的屬性。
VSF的計(jì)費(fèi)模式鑒于VSF的動(dòng)態(tài)屬性，計(jì)算網(wǎng)格和VSF的宿主企業(yè)，可要求使用VSF的客戶支付服務(wù)費(fèi)用，支付采用VSF的計(jì)費(fèi)模式，即根據(jù)在VSF中實(shí)際使用的計(jì)算元件和存儲(chǔ)元件。不必采用固定不變的計(jì)費(fèi)模式。此處說(shuō)明的VSF結(jié)構(gòu)和方式使得“pay-as-you-go”(按實(shí)支付)的計(jì)費(fèi)模式成為可能，因?yàn)榻o定VSF的資源并不是固定分配的。因此，一個(gè)在其服務(wù)器租區(qū)中具有高度的可變使用負(fù)載的特定的客戶，就能省錢(qián)，因?yàn)樗恍枰匆粋€(gè)與持續(xù)的服務(wù)高峰相連的比率進(jìn)行付費(fèi)，而是按一個(gè)比率，它反映的是平均使用和即時(shí)使用等。
舉個(gè)例子，一個(gè)企業(yè)可以操作使用一個(gè)計(jì)費(fèi)模式，該模式為最小數(shù)量的計(jì)算元件規(guī)定了一個(gè)固定的費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)，如10個(gè)服務(wù)器，同時(shí)規(guī)定當(dāng)實(shí)時(shí)負(fù)載需要多于10個(gè)計(jì)算元件時(shí)，用戶的賬單也會(huì)隨著額外的服務(wù)器數(shù)量按照一定比率進(jìn)行增長(zhǎng)，主要依據(jù)額外服務(wù)器數(shù)量的多少以及相應(yīng)的使用時(shí)間長(zhǎng)度來(lái)定。
這樣計(jì)費(fèi)的單位可以用來(lái)反映被計(jì)費(fèi)的資源情況。舉個(gè)例子，計(jì)費(fèi)可以用這樣的單位來(lái)表示，如MIPS-小時(shí)，CPU-小時(shí)，千CPU-秒等。
客戶可見(jiàn)的控制平臺(tái)API在另外一個(gè)可替換的方式下，VSF的容量可以通過(guò)提供給用戶一個(gè)應(yīng)用編程接口(API)來(lái)實(shí)現(xiàn)控制，該API為控制平臺(tái)定義了能改變資源的命令。因此，客戶準(zhǔn)備的應(yīng)用程序能用API來(lái)發(fā)表命令和請(qǐng)求爭(zhēng)取更多的服務(wù)器，更多的存貯，更大的帶寬等等。當(dāng)客戶需要應(yīng)用程序了解計(jì)算網(wǎng)格環(huán)境和利用控制平臺(tái)所提供的能力時(shí)，這種可替換方式可以被客戶所應(yīng)用。
上面揭示的結(jié)構(gòu)中，沒(méi)有任何東西需要客戶來(lái)改變他的應(yīng)用程序在計(jì)算網(wǎng)格的使用?，F(xiàn)存的應(yīng)用程序，如同其在手工配置的的服務(wù)器租區(qū)一樣繼續(xù)工作。但是，一個(gè)應(yīng)用程序，如果它根據(jù)由控制平臺(tái)所提供的實(shí)時(shí)負(fù)載監(jiān)控功能，更好了解其所需要的計(jì)算資源，那么它就能利用計(jì)算網(wǎng)格動(dòng)態(tài)性的好處。
前面提到的特性的API，它能夠使應(yīng)用程序改變一個(gè)服務(wù)器租區(qū)的計(jì)算能力，卻不能用現(xiàn)存的手工方法來(lái)構(gòu)建一個(gè)服務(wù)器租區(qū)。
自動(dòng)更新和改版利用這里所揭示的方法和構(gòu)造，控制平臺(tái)能執(zhí)行在VSF計(jì)算元件中運(yùn)行的操作系統(tǒng)軟件的自動(dòng)更新和改版。因此，最終用戶或客戶不需要擔(dān)心更新具有新的路徑、錯(cuò)誤修改等等的操作系統(tǒng)?？刂破脚_(tái)在收到這些軟件元時(shí)能保持對(duì)它們的收藏，并自動(dòng)地將它們分發(fā)和安裝在所有受到影響的VSF中的計(jì)算單元。
實(shí)施機(jī)構(gòu)計(jì)算元件和管理構(gòu)造能夠以多種方式實(shí)施。在一個(gè)實(shí)施例中，每一個(gè)計(jì)算元件，除穩(wěn)定的存貯設(shè)備1210外，是一個(gè)具有如圖12所示元件的通用數(shù)字計(jì)算機(jī)，管理構(gòu)造是一個(gè)如圖12所示的通用數(shù)字計(jì)算機(jī)，它能夠在實(shí)施這里所描述的進(jìn)程(處理)的程序指令控制下進(jìn)行運(yùn)作。
圖12是一個(gè)結(jié)構(gòu)圖，說(shuō)明了一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1200，依靠它本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例能被實(shí)施。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1200包含一根總線1202或其他的用來(lái)交流信息的通信構(gòu)造，還有一個(gè)用來(lái)處理信息的處理器1204，它和總線1202相連。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1200也包含一個(gè)主內(nèi)存1206，例如隨機(jī)訪問(wèn)內(nèi)存(RAM)或其他動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備，與總線1202相連，用來(lái)存貯信息和由處理器1204執(zhí)行的指令。主內(nèi)存1206在處理器1204執(zhí)行指令時(shí)也用來(lái)存儲(chǔ)臨時(shí)變量和其他中間信息。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1206也包含一個(gè)只讀內(nèi)存1208或其他固定的存儲(chǔ)設(shè)備，它與總線1202相連，用來(lái)存貯處理器1204處理用的信息和指令。還設(shè)有存儲(chǔ)設(shè)備1210，例如磁盤(pán)或光盤(pán)，其和總線1202相連用來(lái)存儲(chǔ)信息和指令。
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1200通過(guò)總線1202和顯示器1212相連，如陰極射線管(CRT)，它能向計(jì)算機(jī)用戶顯示信息。輸入設(shè)備1214，包括字母數(shù)字型和其他類(lèi)型的鍵盤(pán)，與總線1202相連，對(duì)處理器1204進(jìn)行信息溝通或者指令選擇。另一種用戶輸入設(shè)備類(lèi)型如光標(biāo)控制1216，如鼠標(biāo)，軌跡球，或光標(biāo)方向鍵，它們是用來(lái)對(duì)處理器1204進(jìn)行方向信息溝通和命令選擇，和對(duì)顯示器1212上的光標(biāo)移動(dòng)進(jìn)行控制。這種輸入設(shè)備典型地有兩個(gè)軸的兩維自由度，第一軸是X，第二軸是Y，它們?cè)试S該設(shè)備在一個(gè)平面上進(jìn)行定位。
本發(fā)明是涉及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1200的使用，它用來(lái)實(shí)施這兒所描述的方法，構(gòu)造和結(jié)構(gòu)。依照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，這種方法和構(gòu)造通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1200來(lái)實(shí)施，它對(duì)處理器1204執(zhí)行了一條或多條存儲(chǔ)在內(nèi)存1206中的指令做出響應(yīng)。這種指令可以從另外的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中讀入主內(nèi)存1206，此介質(zhì)可以是存儲(chǔ)設(shè)備1210。執(zhí)行存儲(chǔ)在主內(nèi)存1206中的指令系列使得處理器1204執(zhí)行了這所描述的處理步驟。在一個(gè)可以更換的實(shí)施例中，硬線電路可以用來(lái)替代或者與軟件指令進(jìn)行組合來(lái)實(shí)施該發(fā)明。因此，本發(fā)明的實(shí)施例不受任何硬件電路和軟件特定組合的限制。
術(shù)語(yǔ)“計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)”在這使用指的是任何參與向處理器1204提供指令的介質(zhì)。該介質(zhì)可以以多種形式存在，它包含但不局限于穩(wěn)定介質(zhì)，不穩(wěn)定介質(zhì)和傳輸介質(zhì)。穩(wěn)定介質(zhì)，舉例有光盤(pán)或磁盤(pán)，如存儲(chǔ)設(shè)備1210。不穩(wěn)定介質(zhì)包括動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器，舉例有主內(nèi)存1206。傳輸介質(zhì)包括同軸電纜，銅線和光纖，包括組成總線1202的線纜。傳輸介質(zhì)能采用聲波和光波的形式，如在廣播和紅外線傳輸數(shù)據(jù)產(chǎn)生的聲波和光波。
通常的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)形式包括軟盤(pán)，移動(dòng)硬盤(pán)，硬盤(pán)，磁帶，或任何磁介質(zhì)，CD-ROM，任何其他的光介質(zhì)，打孔卡，紙帶，任何其他帶孔的物理介質(zhì)，RAM，PROM，EROM，F(xiàn)LASH-EPROM，任何其他內(nèi)存計(jì)劃或膠卷，如下文所述的聲波載體，或任何其他計(jì)算機(jī)能讀的介質(zhì)。
各種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以攜帶一個(gè)或多個(gè)指令序列給處理器1204進(jìn)行處理。舉例，指令初始時(shí)是由一個(gè)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)的磁硬盤(pán)攜帶。該遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)將指令載入它的動(dòng)態(tài)內(nèi)存然后使用調(diào)制解調(diào)器通過(guò)電話線進(jìn)行發(fā)送。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1200的本地調(diào)制解調(diào)器收到來(lái)自電話線上的數(shù)據(jù)，然后使用一個(gè)紅外線傳送設(shè)備將其轉(zhuǎn)換成紅外線信號(hào)。一個(gè)紅外線探測(cè)器能接收到紅外信號(hào)攜帶的數(shù)據(jù)，然后一定的線路會(huì)將其置入總線1202中?？偩€1202將數(shù)據(jù)載入主內(nèi)存1206，處理器1204從那得到并且執(zhí)行該指令。該指令在被主內(nèi)存接收后可以在被處理器1204執(zhí)行前或執(zhí)行后存入存儲(chǔ)設(shè)備1210中。
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1200也包含一個(gè)通信接口1218與總線1202相連。通信接口1218有一個(gè)雙通道數(shù)據(jù)溝通與網(wǎng)絡(luò)鏈1220連接，而網(wǎng)絡(luò)鏈1220又和本地網(wǎng)絡(luò)1222相連。舉例，通信接口1218或許是一塊集成的服務(wù)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)卡(ISDN)或是一個(gè)能與電話線通信的提供數(shù)據(jù)傳送的調(diào)制解調(diào)器。作為另外一個(gè)例子，通訊接口1218或許是一塊本地局域網(wǎng)卡(LAN)，它能連接兼容LAN并且實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)溝通。無(wú)線連接也可以被實(shí)施應(yīng)用。在任何這樣的實(shí)施中，通信接口1218發(fā)送和接收電氣、電磁或光信號(hào)，它們攜帶數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流來(lái)表示各種類(lèi)型的信息。
網(wǎng)絡(luò)鏈1220一般通過(guò)一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)向其他數(shù)據(jù)設(shè)備提供數(shù)據(jù)通信。例如，網(wǎng)絡(luò)鏈1220可通過(guò)本地網(wǎng)1222向主機(jī)計(jì)算機(jī)1224或由ISP(互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供器)操作的數(shù)據(jù)設(shè)備提供連接。ISP 1226再通過(guò)全球分組數(shù)據(jù)通信網(wǎng)(現(xiàn)通稱(chēng)為互聯(lián)網(wǎng)1228)提供數(shù)據(jù)通信服務(wù)。本地網(wǎng)1222和互聯(lián)網(wǎng)1228都使用攜帶數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流的電信號(hào)、電磁信號(hào)或光信號(hào)。通過(guò)各種網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)，以及在網(wǎng)絡(luò)鏈1220上及通過(guò)通信接口1218的信號(hào)，給計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和從它載運(yùn)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，這些信號(hào)都是示范性的傳輸信息的載波形式。
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1200通過(guò)網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)鏈1220和通信接口1218能發(fā)送消息和接受數(shù)據(jù)，包括程序碼。在互聯(lián)網(wǎng)例子中，一服務(wù)器1230通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)1228、ISP 1226、本地網(wǎng)1222和通信接口1218可傳送被請(qǐng)求的應(yīng)用程序碼。根據(jù)本發(fā)明，一個(gè)這樣下載的應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)了在此描述的方法和機(jī)制。
接收到的碼，可以在其收到時(shí)由處理器1204執(zhí)行，和/或存儲(chǔ)在存儲(chǔ)設(shè)備1210或其他固定存儲(chǔ)裝置中供以后執(zhí)行。這樣，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1200可獲得載波形式的應(yīng)用程序碼。
優(yōu)點(diǎn)，范圍在此公開(kāi)的計(jì)算網(wǎng)絡(luò)在概念上可與公共電力網(wǎng)相比較，該電力網(wǎng)有時(shí)叫作電力網(wǎng)格。電力網(wǎng)格為許多部門(mén)通過(guò)單獨(dú)的大規(guī)模的電力基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)獲得電力服務(wù)提供一種可伸縮的手段。類(lèi)似地，在此公開(kāi)的計(jì)算網(wǎng)格利用一單獨(dú)大規(guī)模的計(jì)算基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)給許多組織提供計(jì)算服務(wù)。利用電力網(wǎng)格，電力用戶并不獨(dú)立地管理他們的個(gè)人電力設(shè)備。例如，無(wú)理由要一個(gè)電器用戶在其設(shè)施中或在一共享的設(shè)施中運(yùn)行一個(gè)個(gè)人發(fā)電站并單個(gè)地管理它的容量及增長(zhǎng)。相反，電力網(wǎng)格可使電力大規(guī)模地分布給許多人口段，據(jù)此可提供巨大的規(guī)模經(jīng)濟(jì)。類(lèi)似地，在此公開(kāi)的計(jì)算網(wǎng)格利用單個(gè)大規(guī)模計(jì)算基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)能向許多人口段提供計(jì)算服務(wù)。
在此說(shuō)明書(shū)中，本發(fā)明已參照其特定的實(shí)施例作了描述。但是，很顯然仍可以作出各種修改和變換而不背離本發(fā)明的精神和范圍。因此，說(shuō)明書(shū)和附圖應(yīng)被認(rèn)為是說(shuō)明性的而非限制性的。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)據(jù)處理的方法，包括以下步驟從一組處理器中選擇它的一個(gè)子組；產(chǎn)生指令使得一第一交換機(jī)系統(tǒng)將所述處理器子組中的每個(gè)處理器邏輯相連；從一組存儲(chǔ)設(shè)備中選擇它的一個(gè)子組；產(chǎn)生指令使得一第二交換機(jī)系統(tǒng)將所述存儲(chǔ)設(shè)備子組中的每個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備在邏輯上互相連接并且與所述的處理器子組相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的從一組處理器中選擇它的一個(gè)子組的步驟，包括從一池可得到的中央處理器中選擇它的子池的步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的從一組處理器中選擇它的一個(gè)子組的步驟，包括從一池可得到的中央處理器中選擇它的子池的步驟；以及每個(gè)中央處理器包括第一和第二網(wǎng)絡(luò)接口以及存儲(chǔ)器接口，前者配置用來(lái)從一虛擬局域網(wǎng)交換機(jī)接收指令，而后者配置用來(lái)通過(guò)一存儲(chǔ)域網(wǎng)交換機(jī)連接到該存儲(chǔ)設(shè)備子組。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的產(chǎn)生指令使得一第一交換機(jī)系統(tǒng)將所述處理器子組中的每個(gè)處理器邏輯相連接的步驟，包括對(duì)一連接到該處理器的虛擬局域網(wǎng)交換機(jī)產(chǎn)生指令的步驟，該指令使該虛擬局域網(wǎng)交換機(jī)在邏輯上將處理器子組中的處理器相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的從一組存儲(chǔ)設(shè)備中選擇它的一個(gè)子組的步驟，包括一池可得到的存儲(chǔ)設(shè)備中選擇該存儲(chǔ)設(shè)備子組的步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的從一組存儲(chǔ)設(shè)備中選擇它的一個(gè)子組的步驟，包括從一池可得到的存儲(chǔ)設(shè)備中選擇該存儲(chǔ)設(shè)備子組的步驟；以及每個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備包括一設(shè)置來(lái)從一虛擬存儲(chǔ)域網(wǎng)交換機(jī)接收指令的交換機(jī)接口。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的產(chǎn)生指令使得一第二交換機(jī)系統(tǒng)將所述存儲(chǔ)設(shè)備中的每個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備在邏輯上相互連接的步驟，包括對(duì)一連接該存儲(chǔ)設(shè)備的虛擬存儲(chǔ)域網(wǎng)交換機(jī)產(chǎn)生指令的步驟，該指令使得該虛擬存儲(chǔ)域網(wǎng)交換機(jī)在邏輯上將該存儲(chǔ)設(shè)備子組中的存儲(chǔ)設(shè)備相連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的從一組處理器中選擇它的子組的步驟是由一控制器所完成，該控制器連接并且控制該第一交換機(jī)系統(tǒng)、第二交換機(jī)系統(tǒng)和該處理器組。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括以下步驟通過(guò)以下方式建立一第一虛擬服務(wù)器租區(qū)，用于一第一數(shù)據(jù)處理操作從該處理器組中選擇第一處理器子組來(lái)處理該第一數(shù)據(jù)處理操作；產(chǎn)生指令使得該第一交換機(jī)系統(tǒng)在邏輯上將在一第一虛擬局域網(wǎng)中的該第一處理器子組中的每個(gè)處理器互相連接；從該存儲(chǔ)設(shè)備組中選擇一第一存儲(chǔ)設(shè)備子組以存儲(chǔ)該第一數(shù)據(jù)處理問(wèn)題的信息；以及產(chǎn)生指令使得一第二交換機(jī)系統(tǒng)在邏輯上將該第一存儲(chǔ)設(shè)備子組中的每個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備相互連接與在第一存儲(chǔ)域網(wǎng)區(qū)中的該第一處理器子組相連接；通過(guò)以下方式建立一第二虛擬服務(wù)器租區(qū)，用于一第二數(shù)據(jù)處理操作從該處理器組中選擇第二處理器子組來(lái)處理第二數(shù)據(jù)處理操作；產(chǎn)生指令使得該第一交換機(jī)系統(tǒng)在邏輯上將在一第二虛擬局域網(wǎng)中的該第二處理器子組中的每個(gè)處理器互相連接；從該存儲(chǔ)設(shè)備組中選擇一第二存儲(chǔ)設(shè)備子組以存儲(chǔ)該第二數(shù)據(jù)處理問(wèn)題的信息；以及產(chǎn)生指令使得該第二交換機(jī)系統(tǒng)在邏輯上將該第二存儲(chǔ)設(shè)備子組中的每個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備相互連接并與在第二存儲(chǔ)域網(wǎng)區(qū)中的該第二處理器子組相連接；其中，所述的指令安全地把該第一處理器子組與該第二處理器子組及第二存儲(chǔ)設(shè)備子組隔離開(kāi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括以下步驟從該組處理器中選擇一附加處理器；產(chǎn)生指令使得該第一交換機(jī)系統(tǒng)在邏輯上將該附加處理器與在該處理器子組中的處理器相連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括以下步驟從該處理器子組中選擇一有待從該子組中移走的特定處理器；產(chǎn)生指令使得該第一交換機(jī)系統(tǒng)在邏輯上將該特定的處理器與該處理器子組去連接。
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，還包括以下步驟從該處理器子組中選擇一有待從該子組中移走的特定處理器；產(chǎn)生指令使得該第一交換機(jī)系統(tǒng)在邏輯上將該特定的處理器與該處理器子組去連接；邏輯上將該特定處理器置于該可得到的處理器池之中。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，還包括以下步驟從該第一處理器子組中選擇一有待從該第一子組移走的特定處理器；產(chǎn)生指令使得該第一交換機(jī)系統(tǒng)在邏輯上將該特定處理器與該第一處理器子組去連接；產(chǎn)生指令使得該第一交換機(jī)系統(tǒng)在邏輯上將該特定處理器加到該處理器的第二子組。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括初始將全部處理器分配給一可得到的處理器空池的步驟。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括以下步驟動(dòng)態(tài)地在邏輯上從該處理器子組移走或給它加入一或多個(gè)處理器，以響應(yīng)該處理器子組所經(jīng)受的實(shí)時(shí)負(fù)載。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括以下步驟動(dòng)態(tài)地在邏輯上從該存儲(chǔ)設(shè)備子組移走或給它加入一或多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備，以響應(yīng)該存儲(chǔ)設(shè)備子組所經(jīng)受的實(shí)時(shí)負(fù)載。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括以下步驟將該第一交換機(jī)系統(tǒng)的一接口連接到一外部網(wǎng)，據(jù)此該處理器子組響應(yīng)來(lái)該外部網(wǎng)的請(qǐng)求。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，還包括以下步驟在邏輯上將一附加處理器加到該處理器子組以響應(yīng)由該處理器子組所經(jīng)受的實(shí)時(shí)負(fù)載；重新啟動(dòng)該附加處理器；在該附加處理器中加載從一在該存儲(chǔ)設(shè)備子組中的一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備中的預(yù)定區(qū)域得到的操作系統(tǒng)鏡像。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括以下步驟邏輯上將一負(fù)載均衡器連接到該處理器子組中的處理器上；指令該負(fù)載均衡器對(duì)由該處理器子組中的處理器完成的處理進(jìn)行負(fù)載均衡。
20.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，還包括以下步驟通過(guò)以下方式動(dòng)態(tài)地在邏輯上對(duì)該處理器子組增加一附加處理器以響應(yīng)由該處理器子組所經(jīng)受的實(shí)時(shí)負(fù)載對(duì)該虛擬局域網(wǎng)增加該第一交換機(jī)系統(tǒng)中的與該附加處理器相連的那些接口端口；對(duì)該儲(chǔ)存域網(wǎng)區(qū)增加一該附加處理器的存儲(chǔ)域端口。
21.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，還包括以下步驟通過(guò)以下方式動(dòng)態(tài)地在邏輯上從該處理器子組移走一處理器以響應(yīng)由該處理器子組所經(jīng)受的實(shí)時(shí)負(fù)載；從該虛擬局域網(wǎng)移走該第一交換機(jī)系統(tǒng)中與該附加處理器相連的那些接口端口；從該存儲(chǔ)域網(wǎng)區(qū)移走一該處理器的存儲(chǔ)域端口。
22.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，還包括以下步驟在邏輯上給該控制器所用的私有存儲(chǔ)域網(wǎng)區(qū)分配一個(gè)或多個(gè)該第二交換機(jī)系統(tǒng)的端口，這些端口與專(zhuān)門(mén)分配給該控制器的一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備相連。
23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括以下步驟將該處理器子組中的每個(gè)處理器與一存儲(chǔ)的預(yù)定計(jì)劃相連，該計(jì)劃將多個(gè)處理作用中的一個(gè)作用與該存儲(chǔ)設(shè)備子組中的一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備的引導(dǎo)鏡像相連；產(chǎn)生指令使得該處理器子組中的每個(gè)處理器加載并執(zhí)行來(lái)自與該處理器的處理作用相連的存儲(chǔ)設(shè)備的引導(dǎo)鏡像。
24.一種數(shù)據(jù)處理的方法，包括以下步驟通過(guò)以下方式建立一第一虛擬服務(wù)器租區(qū)，用于一第一數(shù)據(jù)處理操作從該處理器組中選擇第一處理器子組來(lái)處理該第一數(shù)據(jù)處理操作；產(chǎn)生指令使得該第一交換機(jī)系統(tǒng)在邏輯上將在一第一虛擬局域網(wǎng)中的該第一處理器子組中的每個(gè)處理器互相連接；從該存儲(chǔ)設(shè)備組中選擇一第一存儲(chǔ)設(shè)備并子組的存儲(chǔ)該第一數(shù)據(jù)處理問(wèn)題的信息；以及產(chǎn)生指令使得一第二交換機(jī)系統(tǒng)在邏輯上將該第一存儲(chǔ)設(shè)備子組中的每個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備相互連接與在第一存儲(chǔ)域網(wǎng)區(qū)中的該第一處理器子組相連接；通過(guò)以下方式建立一第二虛擬服務(wù)器租區(qū)，用于一第二數(shù)據(jù)處理操作從該處理器組中選擇第二處理器子組來(lái)處理第二數(shù)據(jù)處理操作；產(chǎn)生指令使得該第一交換機(jī)系統(tǒng)在邏輯上將在一第二虛擬局域網(wǎng)中的該第二處理器子組中的每個(gè)處理器互相連接；從該存儲(chǔ)設(shè)備組中選擇一第二存儲(chǔ)設(shè)備子組以存儲(chǔ)該第二數(shù)據(jù)處理問(wèn)題的信息；以及產(chǎn)生指令使得該第二交換機(jī)系統(tǒng)在邏輯上將該二存儲(chǔ)設(shè)備子組中的每個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備相互連接并與在第二存儲(chǔ)域網(wǎng)區(qū)中的該第二處理器子組相連接；其中，所述的指令安全地把該第一處理器子組與該第二處理器子組及第二存儲(chǔ)設(shè)備子組隔離開(kāi)。
25.一種數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，包括多個(gè)處理器；一個(gè)與該多個(gè)處理器相連的第一交換機(jī)系統(tǒng)；多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備；一個(gè)與該多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備相連的第二交換機(jī)系統(tǒng)；一個(gè)與該第一交換機(jī)系統(tǒng)和第二交換機(jī)系統(tǒng)相連的控制器；該控制器中用來(lái)從多個(gè)處理器中選擇一該處理器的子組的裝置；該控制器中用來(lái)產(chǎn)生指令的裝置，該指令使得該第一交換機(jī)系統(tǒng)在邏輯上將該處理器子組中的每個(gè)處理器相互連接；該控制器中用來(lái)從多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備中選擇一該存儲(chǔ)設(shè)備的子組的裝置；該控制器中用來(lái)產(chǎn)生指令的裝置，該指令使得該第二交換機(jī)系統(tǒng)在邏輯上將該存儲(chǔ)設(shè)備子組中的每個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備互連并與該處理裝置子組相連。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其特征在于，該控制器還包括通過(guò)從一池可得到的中央處理器選擇中央處理器子池的方式來(lái)從該組處理器中選擇它的一個(gè)子組的裝置。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的用來(lái)選擇處理器子組的裝置包括用來(lái)從一池可得到的中央處理器中選擇中央處理器子池的裝置，以及所述的每個(gè)中央處理器包括配置來(lái)從一虛擬局域網(wǎng)交換機(jī)接收指令的第一和第二網(wǎng)絡(luò)接口，和一配置來(lái)通過(guò)一存儲(chǔ)域網(wǎng)交換機(jī)連接存儲(chǔ)設(shè)備子組的存儲(chǔ)接口。
28.根據(jù)權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的產(chǎn)生指令使得一第一交換機(jī)系統(tǒng)在邏輯上將該處理器子組中的每個(gè)處理器互連的裝置。
29.根據(jù)權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的選擇一存儲(chǔ)設(shè)備子組的裝置，包括用來(lái)從一池可得到的存儲(chǔ)設(shè)備中選擇所述存儲(chǔ)設(shè)備子組的裝置。
30.根據(jù)權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的選擇一存儲(chǔ)設(shè)備子組的裝置，包括用來(lái)從一池可得到的存儲(chǔ)設(shè)備中選擇所述的存儲(chǔ)設(shè)備子組的裝置；以及每個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備包括一交換機(jī)接口，其配置用來(lái)從一虛擬存儲(chǔ)域網(wǎng)交換機(jī)中接收指令。
31.根據(jù)權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的用于產(chǎn)生指令使得該第二交換機(jī)系統(tǒng)在邏輯上將該存儲(chǔ)設(shè)備中的每個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備互連的裝置，包括用來(lái)對(duì)一連接該存儲(chǔ)設(shè)備的虛擬存儲(chǔ)域網(wǎng)交換機(jī)產(chǎn)生指令使得該虛擬存儲(chǔ)域網(wǎng)交換機(jī)在邏輯上將該存儲(chǔ)設(shè)備子組中的存儲(chǔ)設(shè)備互連的裝置。
32.根據(jù)權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其特征在于還包括一用于第一數(shù)據(jù)處理操作的第一虛擬服務(wù)器租區(qū)，它通過(guò)以下方式來(lái)建立在一組處理器中選擇處理該第一數(shù)據(jù)處理操作的第一處理器子組；產(chǎn)生指令使得該第一交換機(jī)系統(tǒng)在邏輯上把在第一虛擬局域網(wǎng)中的該第一處理器子組中的每個(gè)處理器互連；從該存儲(chǔ)設(shè)備組中選擇第一存儲(chǔ)設(shè)備子組以存儲(chǔ)該第一數(shù)據(jù)處理問(wèn)題的信息；以及產(chǎn)生指令使得第二交換機(jī)系統(tǒng)在邏輯上將該第一存儲(chǔ)設(shè)備子組中的每個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備互連并與第一存儲(chǔ)域網(wǎng)區(qū)中的該第一處理器子組相連接；一用于第二數(shù)據(jù)處理操作的第二虛擬服務(wù)器租區(qū)，它通過(guò)以下方式來(lái)建立從該處理器組中選擇第二處理器子組來(lái)處理該第二數(shù)據(jù)處理操作；產(chǎn)生指令使得該第一交換機(jī)系統(tǒng)在邏輯上把在第二虛擬局域網(wǎng)中的該第二處理器子組中的每個(gè)處理器互連；從該存儲(chǔ)設(shè)備組中選擇第二存儲(chǔ)設(shè)備子組以存儲(chǔ)該第二數(shù)據(jù)處理問(wèn)題的信息；以及產(chǎn)生指令使得該第二交換機(jī)系統(tǒng)在邏輯上將該第二存儲(chǔ)設(shè)備子組中的每個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備互連并與在第二存儲(chǔ)域網(wǎng)區(qū)中的第二處理器子組相連接；其中，所述指令安全地把第一處理器子組與第二處理器子組和第二存儲(chǔ)設(shè)備子組隔離開(kāi)。
33.根據(jù)權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其特征在于還包括用于從該處理器組中選擇一附加處理器的裝置；產(chǎn)生指令使得該第一交換機(jī)系統(tǒng)在邏輯上將該附加處理器與該處理器子組中的處理器相連的裝置。
34.根據(jù)權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其特征在于還包括用于從該處理器子組中選擇一有待從該子組中移走的特定處理器的裝置；產(chǎn)生指令使得該第一交換機(jī)系統(tǒng)在邏輯上將該特定處理器從該處理器子組中去連接的裝置。
35.根據(jù)權(quán)利要求26所述的系統(tǒng)，其特征在于還包括用于從該處理器子組中選擇一有待從該子組中移走的特定處理器的裝置；產(chǎn)生指令使得該第一交換機(jī)系統(tǒng)在邏輯上將該特定處理器從該處理器子組中去連接的裝置；用于在邏輯上將該特定處理器置入該可得到的處理器池中的裝置。
36.根據(jù)權(quán)利要求28所述的系統(tǒng)，其特征在于還包括用于從該第一處理器子組中選擇一有待從該第一子組中移走的特定處理器的裝置；產(chǎn)生指令使得該第一交換機(jī)系統(tǒng)在邏輯上將該特定處理器從該第一處理器子組中去連接的裝置；產(chǎn)生指令使得該第一交換機(jī)系統(tǒng)在邏輯上將該特定處理器加到該第二處理器子組的裝置。
37.根據(jù)權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其特征在于還包括用于在開(kāi)始將所有處理器分配給一可得到的處理器空池的裝置。
38.根據(jù)權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其特征在于還包括用于動(dòng)態(tài)地在邏輯上給該處理器子組增加或從它移去一或多個(gè)處理器以響應(yīng)該處理器子組所經(jīng)受的實(shí)時(shí)負(fù)載的裝置。
39.根據(jù)權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其特征在于還包括用于動(dòng)態(tài)地在邏輯上給該存儲(chǔ)設(shè)備子組增加或從它移走一或多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備以響應(yīng)該存儲(chǔ)設(shè)備子組所接受的實(shí)時(shí)負(fù)載的裝置。
40.根據(jù)權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其特征在于所述的控制器還包括一負(fù)載監(jiān)視器，它產(chǎn)生表示處理該處理器子組中每個(gè)處理器負(fù)載的信息。
41.根據(jù)權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其特征在于該第一交換機(jī)系統(tǒng)包括一具有非延性端口識(shí)別符的虛擬局域網(wǎng)交換機(jī)。
42.根據(jù)權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其特征在于該第二交換機(jī)系統(tǒng)包括一存儲(chǔ)域網(wǎng)交換機(jī)，其中該存儲(chǔ)設(shè)備子組邏輯地組織在一存儲(chǔ)域區(qū)中，并且，該存儲(chǔ)域網(wǎng)交換機(jī)只允許該處理器子組中的那些處理器訪問(wèn)該存儲(chǔ)設(shè)備子組。
43.根據(jù)權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其特征在于該第二交換機(jī)系統(tǒng)包括一存儲(chǔ)域網(wǎng)交換機(jī)，其中，該存儲(chǔ)設(shè)備子組邏輯地組織在一存儲(chǔ)域網(wǎng)區(qū)中，并且該存儲(chǔ)域網(wǎng)交換機(jī)只允許采用一或多個(gè)光纖通道交換機(jī)的處理器子組中的那些處理器訪問(wèn)該存儲(chǔ)設(shè)備子組。
44.根據(jù)權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其特征在于該第二交換機(jī)系統(tǒng)包括一存儲(chǔ)域網(wǎng)交換機(jī)，其中該存儲(chǔ)設(shè)備子組邏輯地組織在一存儲(chǔ)域網(wǎng)區(qū)中，并且該處理器子組通過(guò)一負(fù)載均衡器或防火墻連接至一外部網(wǎng)絡(luò)。
45.根據(jù)權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其特征在于還包括在一子網(wǎng)絡(luò)中互連的多個(gè)控制器，該子網(wǎng)絡(luò)包括該第一交換機(jī)系統(tǒng)的控制端口和第二交換機(jī)系統(tǒng)的控制端口。
46.根據(jù)權(quán)利要求45所述的系統(tǒng)，其特征在于還包括一代理控制器，設(shè)置得周期地得到該處理器子組中的每個(gè)處理器數(shù)，以接受表示當(dāng)時(shí)處理器負(fù)載、網(wǎng)絡(luò)負(fù)載或存儲(chǔ)負(fù)載的實(shí)時(shí)信息，并設(shè)置得將該信息通信給每一個(gè)控制器。
47.根據(jù)權(quán)利要求45所述的系統(tǒng)，其特征在于還包括邏輯地將該第二交換機(jī)系統(tǒng)的一或多個(gè)端口分配給一私有存儲(chǔ)域網(wǎng)區(qū)供控制器使用，上述端口與專(zhuān)門(mén)分配給該控制器的存儲(chǔ)設(shè)備中的一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備相連。
48.根據(jù)權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其特征在于還包括多個(gè)存儲(chǔ)的預(yù)定計(jì)劃，每一個(gè)與多個(gè)處理作用中的一個(gè)相連，而該處理作用帶有在該存儲(chǔ)設(shè)備子組中的一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備的引導(dǎo)鏡像；用于將該處理器子組中的每個(gè)處理器與該計(jì)劃中的一個(gè)相連并且使得該處理器子組中的每個(gè)處理器從與該處理器的處理作用相關(guān)連的存儲(chǔ)設(shè)備加載并執(zhí)行該引導(dǎo)鏡像的裝置。
49.一個(gè)虛擬計(jì)算系統(tǒng)，包括多個(gè)處理器，其邏輯地組織在多個(gè)處理和子組中，每個(gè)子組作為多個(gè)虛擬局域網(wǎng)中的一個(gè)而邏輯地組織；多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備，其邏輯地組織在一連接該多個(gè)虛擬局域網(wǎng)的存儲(chǔ)域網(wǎng)中，用于存儲(chǔ)其中一個(gè)子組所用的數(shù)據(jù)和指令；以及一控制平臺(tái)，其與該多個(gè)虛擬局域網(wǎng)和存儲(chǔ)域網(wǎng)相連，且配置得動(dòng)態(tài)地給該子組增加或移去處理器，以及動(dòng)態(tài)地給該存儲(chǔ)域網(wǎng)增加或移去存儲(chǔ)設(shè)備，以響應(yīng)實(shí)時(shí)發(fā)生的改變處理負(fù)載條件和改變存儲(chǔ)需求。
50.根據(jù)權(quán)利要求49所述的系統(tǒng)，其特征在于還包括多個(gè)存儲(chǔ)的預(yù)定計(jì)劃，每一個(gè)與多個(gè)處理作用中的一個(gè)相連，而該處理作用帶有在該存儲(chǔ)設(shè)備子組中的一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備的引導(dǎo)鏡像；用于將一個(gè)處理器子組中的每個(gè)處理器與該計(jì)劃中的一個(gè)計(jì)劃相連并且使得該處理器子組中的每個(gè)處理器從與該處理器的處理作用相關(guān)連的存儲(chǔ)設(shè)備加載并執(zhí)行引導(dǎo)鏡像的裝置。
51.一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，傳送一串或多串供一可擴(kuò)展的計(jì)算系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理指令，其中由一或多個(gè)處理器對(duì)所述的一或多串指令的執(zhí)行，使得所述的一個(gè)或多個(gè)處理器完成以下步驟從一組處理器中選擇它的一個(gè)子組；產(chǎn)生指令使得一第一交換機(jī)系統(tǒng)將該處理器子組中的每個(gè)處理器邏輯相連；從一組存儲(chǔ)設(shè)備中選擇它的一個(gè)子組；產(chǎn)生指令使得一第二交換機(jī)系統(tǒng)將該存儲(chǔ)設(shè)備子組中的每個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備邏輯地互連并且與該處理器子組相連。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)有關(guān)提供一種規(guī)模動(dòng)態(tài)可變的、可高度伸縮并得到的服務(wù)器租區(qū)的方法和裝置。虛擬服務(wù)器租區(qū)(VSF)構(gòu)建于一廣范圍的計(jì)算構(gòu)造(計(jì)算網(wǎng)格),它在物理上一次建立,然后按不同組織的需求邏輯劃分成多個(gè)VSF。每個(gè)組織保持對(duì)一個(gè)VSF的獨(dú)立管理控制。在計(jì)算網(wǎng)格內(nèi),VSF被動(dòng)態(tài)地用防火墻保護(hù)。該VSF中元件的分配與控制,由控制平臺(tái)通過(guò)特定的控制端口實(shí)現(xiàn),該控制平臺(tái)與該計(jì)算網(wǎng)格中的全部計(jì)算元件、網(wǎng)絡(luò)元件和存儲(chǔ)元件相連接。每個(gè)VSF的內(nèi)部拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)受該控制平臺(tái)控制。為構(gòu)建包括單層網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器或多層網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器在內(nèi)的不同配置的VSF,不須要物理地重新布線。多層VSF(例如網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器層,應(yīng)用服務(wù)器層、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器層等等)中的每一層,可根據(jù)在該特定層上服務(wù)器的負(fù)載而動(dòng)態(tài)地改變規(guī)模。存儲(chǔ)設(shè)備可包括多個(gè)預(yù)定的邏輯計(jì)劃,其與這些計(jì)算網(wǎng)格元件所承擔(dān)的功能相關(guān)連。起初,計(jì)算元件都不賦予任何特定功能或任務(wù),如網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器等等。每個(gè)計(jì)算元件的功能是從多個(gè)預(yù)定存儲(chǔ)的計(jì)劃中的一個(gè)獲得的,每個(gè)計(jì)劃為與該功能相關(guān)連的計(jì)算元件定義了一引導(dǎo)鏡像。
文檔編號(hào)G06F12/00GK1373871SQ00811864
公開(kāi)日2002年10月9日 申請(qǐng)日期2000年8月17日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月23日
發(fā)明者阿沙·阿齊茲, 湯姆·馬克森, 馬丁·帕特森 申請(qǐng)人:泰拉斯普林公司