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CN101076782A - 提供虚拟刀片服务器的方法和装置 - Google Patents

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CN101076782A
CN101076782A CNA2005800424421A CN200580042442A CN101076782A CN 101076782 A CN101076782 A CN 101076782A CN A2005800424421 A CNA2005800424421 A CN A2005800424421A CN 200580042442 A CN200580042442 A CN 200580042442A CN 101076782 A CN101076782 A CN 101076782A
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Abstract

处理系统中的第一虚拟机(VM)可仿真第一服务器刀片，而处理系统中的第二VM可仿真第二服务器刀片。仿真的服务器刀片可被称为虚拟服务器刀片。处理系统中的虚拟机监控程序(VMM)可以向虚拟刀片服务器中的至少一个提供通信信道。描述并要求保护了其他实施例。

Description

提供虚拟刀片服务器的方法和装置
发明领域
本发明一般涉及数据处理领域，尤其涉及计算机硬件的仿真。
背景
服务器刀片(也称为刀片服务器)是构建在机架(也称为机箱)中的卡上并插入到插槽中的数据处理系统。例如，机箱可以多个垂直插槽为特征，并且用于处理应用工作负荷的多个服务器刀片可以插入到这些插槽中，如书架上的书本一样。服务器刀片由此可被称为模块化计算组件或平台。举例而言，国际商业机器(IBM)公司使用BladeCenter商标销售一系列服务器刀片。这种服务器刀片可以使用两个处理器，诸如Intel公司称为Xeon处理器的处理器。其他类型的服务器刀片可以使用不同类型和数量的处理器。
机箱可以包含带有互连机架中的插槽的总线或通信线的底板和/或互连模块。此外，机箱管理模块(CMM)可以被插入到机架中，用于监控机箱中的资源、用于提供管理警告或警报、用于接收管理指示、以及用于执行与服务器刀片相关联的其他管理功能。机箱也可以包括许多其他类型的组件或模块，诸如共享电源模块、包含硬盘驱动器的存储刀片、用于光学或其他类型的输入/输出(I/O)的I/O刀片等。为了本发明公开起见，术语服务器刀片包括I/O刀片和类似的模块。
服务器刀片一般较小，且一般将另外的服务器刀片安装到机箱中是相对简单的。因此，服务器刀片与独立服务器相比通常提供更好的密度和可伸缩性。因此，已开发了大量的软件用于供应、配置、管理和支持这种模块化的、可伸缩组件，包括用于远程管理硬件的软件，以及用于分配不同的刀片组以供不同的软件应用程序使用的软件。例如，管理软件可以将多个服务器刀片分组在一起以便协作处理诸如web服务器等软件应用程序的工作负荷。由此，多个刀片可以或多或少地作为虚拟统一处理系统来操作。
用于为不同应用程序分配刀片的软件也可以响应于改变的条件提供自动再分配。例如，可以响应于由一个或多个应用程序处理的工作负荷中的改变，或者响应一个或多个刀片中的硬件或软件差错来再分配刀片。在某些情况下，依照诸如2004年2月12日出版的智能平台管理接口(IPMI)规范，第二代，v2.0，修订1.0等规范，刀片和机箱可以包括支持自治监控和恢复特征的硬件和/或软件。
数据处理的一种不同方法是将单个平台或服务器划分成多个虚拟机，每个虚拟机中运行独立的操作系统(OS)和独立的软件应用程序。例如，VMWare公司提供支持将单个物理处理系统划分成多个虚拟机的软件。微软公司提供的名为Connectix Virtual PC的软件也支持将单个平台划分成多个虚拟机。
附图简述
通过阅读所附权利要求书和以下一个或多个实施例的详细描述，本发明的特征和优点将变得显而易见。
图1是描述依照本发明的一个示例性实施例的包括虚拟服务器刀片的适当的数据处理环境中的硬件和软件的框图；以及
图2和图3提供了依照本发明的一个示例性实施例的用于提供虚拟服务器刀片的过程的流程图。
详细描述
图1是描述了依照本发明的一个示例性实施例的包括虚拟服务器刀片70、80和90的示例性数据处理环境中的示例性硬件和软件组件的框图。图1和以下讨论旨在提供对其中可实现本发明的某些方面的适当环境的一般描述。如此处所使用的，术语“处理系统”和“数据处理系统”旨在广泛地涵盖单个机器或共同操作的通信上耦合的机器或设备的系统。示例性处理系统包括但不限于分布式计算系统、超级计算机、计算群集、大型计算机、微型计算机、客户机-服务器系统、个人计算机、工作站、服务器、便携式计算机、膝上型计算机、平板处理系统、电话、个人数字助理(PDA)、手持式设备、移动手机、诸如音频和/或视频设备等娱乐设备、以及用于处理或传送信息的其他设备。
图1的数据处理环境可以包括处理系统20，处理系统20包括经由一条或多条总线或其他通信管道或路径通信上耦合到各种其他组件的一个或多个处理器或中央处理单元(CPU)24。处理器24可以被实现为带有一个或多个处理核的集成电路(IC)。在一个实施例中，一个或多个IntelXeonTM处理器可以用作处理器24。处理器24可支持处理器虚拟化。在其他实施例中，也可使用其他处理器，包括来自其他厂商的处理器。耦合到处理器24的组件可包括一个或多个易失性或非易失性数据存储设备，诸如随机存取存储器(RAM)22和只读存储器(ROM)30。一条或多条总线26可用于将RAM 22和ROM 30与处理器24相耦合，这可能经由一个或多个中间组件，诸如存储器控制器28、总线桥34等。为本发明公开起见，术语“ROM”一般指非易失性存储器设备，诸如可擦除可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、闪存ROM、闪存、非易失性RAM(NV-RAM)等。
处理器24也可以在通信上耦合到大容量存储设备，诸如一个或多个集成驱动电子设备(IDE)驱动器、小型计算机系统接口(SCSI)驱动器或其他类型的硬盘驱动器。处理系统20可使用的其他类型的大容量存储设备和存储介质可包括软盘、光存储、磁带、存储条、数字视频盘、生物存储等。
其他组件可以通信上耦合到处理系统20中的处理器24，包括例如以下组件的每一个中的一个或多个：视频、SCSI、网络、通用串行总线(USB)、键盘以及其他类型的设备控制器；输入/输出(I/O)设备；网络端口32；以及其他I/O端口。这些组件可以直接或间接连接到处理器24，例如经由一条或多条总线或总线桥。在某些实施例中，使用诸如可编程或不可编程逻辑器件或阵列、专用集成电路(ASIC)、嵌入式计算机、智能卡等组件，处理系统20的一个或多个组件可以被实现为嵌入式设备。
处理系统20可以至少部分地由来自诸如键盘或小键盘、定点设备等常规输入设备的输入和/或从一个或多个远程数据处理系统38、与虚拟现实环境的交互、生物反馈或其他输入源或信号接收到的指示来控制。处理系统20可以将输入发送到诸如显示设备、远程数据处理系统38等组件。与远程数据处理系统38的通信可以通过任何适当的通信介质传播。例如，处理系统20和37可以通过一个或多个物理或逻辑网络36互连，诸如局域网(LAN)、广域网(WAN)、内联网、因特网、公共交换电话网(PSTN)、蜂窝电话网络等。涉及网络36的通信可使用各种有线和/或无线近程或远程载波和协议，包括射频(RF)、卫星、微波、电气和电子工程师协会(IEEE)802.11、蓝牙、光学、红外线、电缆、激光等。
本发明可参考或结合相关联的数据来描述，这些数据包括指令、函数、过程、数据结构、应用程序等，这些数据在被机器访问时导致机器执行任务或定义抽象数据类型或低级硬件上下文。这种数据一般可被称为软件，并且可以存储在易失性和/或非易失性数据存储中。
例如，处理系统20可访问或驻留在处理系统20中的一个或多个存储设备，诸如ROM 30，可包括软件应用程序的某一些或全部，这些软件应用程序在被处理器24执行时创建并支持处理系统20中的一个或多个虚拟服务器刀片。如下所述，这种软件应用程序可以部分地或全部地在虚拟机监控程序(VMM)40中实现。例如，用于实现虚拟刀片管理程序41和刀片管理代理42的代码可以从ROM 30载入到RAM 22中，并由处理核24执行以供应和管理虚拟服务器刀片70、80和90。虚拟刀片管理程序41和刀片管理代理42可以例如作为引导过程的一部分结合VMM 40的载入和执行来载入和执行。
此外，虚拟刀片管理程序41可以定义和利用各种策略过滤器44来指导虚拟服务器刀片70、80和90的供应和管理。这些策略过滤器44的某一些或全部可以至少部分地基于存储在策略数据库43中的条目。例如，策略数据库42可包括指定要创建多少虚拟服务器刀片、什么类型的固件环境要被载入到每个虚拟服务器刀片中、什么类型的OS要被载入到每个虚拟服务器刀片中、每个刀片可用的存储器是多少、每个刀片可用的是哪个网络通道或其他I/O通道、每个刀片可用给定I/O通道的多少带宽、每个刀片可用的磁盘存储是多少、每个刀片可用多少计算时间或总计算时间中的哪个部分等条目。如以下更详细描述的，虚拟刀片管理程序41可依照存储在策略数据库43中的策略来供应和管理虚拟服务器刀片70、80和90。
在该示例性实施例中，虚拟刀片管理程序41供应或创建虚拟服务器刀片70、80和90，且虚拟刀片管理程序41分别向每个虚拟服务器刀片提供其自己的独立固件环境72、82和92。为本发明公开起见，虚拟服务器刀片也被称为仿真服务器刀片，且固件环境也被称为运行时环境。在每个仿真服务器刀片中，运行时环境可以提供低级服务，诸如在常规的数据处理系统中通常由基本输入/输出系统(BIOS)提供的服务。
虚拟刀片管理程序41可以向一个或多个虚拟服务器刀片提供不同的运行时环境。例如，在虚拟服务器刀片70中，依照符合可扩展固件接口(EFI)规范的模块化固件架构，运行时环境72可以提供到硬件和其他服务的接口。运行时环境72因而也可以被称为EFI运行库。运行时环境92也可以是EFI运行库。2003年11月26日发布的EFI规范的版本1.10，更新版001可以从www.intel.com/technology/efi/main_specification.htm#update获得。运行时环境82可以是传统的运行苦，诸如由常规的、相对单片的BIOS提供的固件环境。
此外，VMM 40向虚拟服务器刀片70、80和90的每一个提供其自己各自的虚拟机(VM)74、84和94。每个VM可以包括其自己的独立OS，且OS可以在各VM之间同。例如，虚拟服务器刀片70中的OS 76可以是WINDOWS SERVEROS，虚拟服务器刀片80中的OS 86可以是SOLARIS OS，而虚拟服务器刀片90中的OS 96可以是LINUX OS。在替换实施例中，也可以使用其他类型的运行时环境和OS。
如块箭头56所指示的，VMM 40可以为虚拟服务器刀片70、80和90提供处理器、平台以及刀片机架虚拟化。例如，VMM 40可以向每个虚拟服务器刀片提供该虚拟服务器刀片中的运行时环境和OS是处理系统20中运行的唯一的运行时环境和OS的假象。每个虚拟刀片服务器由此可作为独立的实体来操作。VMM 40与每个虚拟服务器刀片交互的方式可建立这种独立性。例如，VMM 40可以按维护每个虚拟刀片的独立性的方式来为每一虚拟刀片供应和管理存储器和I/O使用。VMM 40由此可允许每个虚拟服务器刀片中的OS和运行时环境如同该OS和运行时环境是处理系统20中运行的唯一的OS和运行时环境一样来操作。VMM 40也可以保护每个虚拟服务器刀片，并将其与其他虚拟服务器刀片隔离开。例如，一个虚拟服务器刀片中的软件病毒可以限于该虚拟服务器刀片中，这样病毒不会影响其他虚拟服务器刀片的操作。
处理系统20可用于创建和管理虚拟服务器刀片的机制之一是称为系统管理模式(SMM)50的操作模式。处理系统20可响应于系统管理中断(SMI)自动进入SMM 50。当进入SMM时，当前系统状态可被自动保存，且当退出SMM 50时被自动恢复。当处于SMM 50时，处理系统20可独立于处理系统20中的任何OS来执行操作。当顾客从制造商或供应商接收到处理系统20时，对SMM 50的硬件和软机支持可被包括在处理系统20中。SMM 50因此可以被称为原始设备制造商(OEM)SMM。
在一个实施例中，VMM 40使用处理器24内被称为虚拟机配置结构(VMCS)88的硬件数据结构来管理每个虚拟刀片的状态。VMCS 88可以与常规的任务状态段(TSS)共享某些相似之处。例如，处理器24可以解码VMCS 88。在一个实施例中，VMM 40使用VMCS 88来为每个虚拟刀片管理I/O和存储器资源。
VMM 40可使用称为虚拟翻译后备缓冲器(TLB)的软件实体来从客机VM 74、84和94的映射提供存储器映射的另一层。例如，虚拟TLB可以使用页表来将从虚拟服务器刀片70、80和90接收到的存储器引用映射到RAM 22中的对应物理地址。
VMM 40还可以包括仿真控制器和设备的设备模型。例如，VMM 40可以包括用于仿真可编程中断控制器(PIC)、高级可编程中断控制器(APIC)、I/O APIC等的设备模型；用于仿真集成驱动电子设备(IDE)控制器的另一设备模型；用于仿真网络控制器的另一设备模型等。基于设备模型的仿真的设备和控制器也可被称为虚拟控制器和设备。依照策略设置，VMM 40可使用设备模型来提供为每个虚拟刀片分配资源和管理资源使用的虚拟控制器和设备。
例如，在该示例性实施例中，VMM 40可使用底板管理控制器(BMC)设备模型48来为每个虚拟刀片提供仿真的BMC 62。仿真的BMC也可被称为虚拟BMC或vBMC。每个虚拟BMC 62可提供常规的BMC可以提供给物理服务器刀片的功能。例如，虚拟BMC 62可将事件和差错数据记入日志，且虚拟BMC 62可以将状态数据报告给处理系统20中的软件和/或外部管理软件。状态数据可包括诸如出错报告和与仿真的BMC相关联的仿真的服务器刀片的当前操作等信息。
在一个实施例中，每个虚拟服务器刀片的虚拟BMC 62可俘获该虚拟服务器刀片的键盘控制器样式(KCS)接口的I/O端口，并将I/O重定向到VMM 40中的BMC设备模型48。在该示例性实施例中，BMC设备模型48表示VMM 40中将VM可视I/O操作映射到真正的H/W操作的一类软件。此外，BMC设备模型48可以为VM 70、80和90的每一个实现虚拟BMC 62；且BMC设备模型48或者可使用处理系统20与物理BMC通信，或者以某种另外的方式影响类BMC行为。
VMM 40也可以提供虚拟带外通道60，用于去往、来自虚拟服务器刀片70、80和90以及它们之间的通信。从每个虚拟刀片服务器中的软件以及虚拟刀片之外的刀片管理软件的观点来看，这种虚拟带外通道可能无法与常规的服务器刀片的服务器刀片机架中提供带外(OOB)通道进行区分。
除了使用I/O仿真来实现设备模型之外，VMM 40还可向处理系统20提供知道它们正被虚拟化的刀片VM。这种虚拟机可被称为明悉客机(enlightened guest)或侧虚拟化(para-virtualized)机器。使用侧虚拟化机器的虚拟刀片可通过诸如IA32虚拟机调用(VMCALL)指令等指令来作出对VMM 40的同步调用，而非访问在VMM 40中俘获和/或仿真的I/O端口。
诸如刀片管理代理42等VMM 40的各部分也可提供用于监控和管理虚拟服务器刀片70、80和90的健壮能力。例如，刀片管理代理42可提供由带有物理服务器刀片的机架中的常规CMM提供的部分或全部功能，诸如用于与外部设备通信的外部接口；用于于虚拟服务器刀片70、80和90通信的内部接口；对虚拟刀片的镜像的支持；对虚拟刀片之间响应于诸如软件差错等差错的自动故障切换的支持等。在某些实施例中，基于由存储在策略过滤器44中的策略定义所表示的策略，这些和其他类型的管理功能可主要由刀片管理代理42或VMM 40中的其他软件来执行。为本发明公开起见，提供常规CMM所提供的部分或全部功能的软件可被称为虚拟CMM。在一个实施例中，刀片管理代理42组成虚拟CMM。
在某些实施例中，诸如虚拟刀片管理程序31和/或刀片管理代理42等VMM 40的各部分可用作用于常规软件的到虚拟服务器刀片70、80和90的接口，用于管理物理刀片，诸如由IBM公司以IBM Director为名发布的客户机/服务器工作组管理软件。处理系统20由此可充分利用由业界开发出的软件、系统和网络基础结构来支持物理刀片，以在使用硬件虚拟化来仿真多个服务器刀片的单个物理平台的上下文中使用。数据中心管理员由此可将处理系统20的单个物理平台看作物理隔离的、独立可管理的服务器刀片的池。因此，VMM 40可允许虚拟服务器刀片70、80和90由不同的租户单独地重新定制(repurpose)、租借和/或使用。
在各个实施例中，使用在处理系统20中运行的常规刀片管理软件或使用运行在诸如远程处理系统37等外部系统上的常规刀片管理软件，上述功能可由VMM40支持，并且由VMM 40中的刀片管理代理42管理。在其它实施例中，管理功能可以分布在刀片管理代理42和内部或外部刀片管理软件中。
图2和3一起提供了依照本发明的一个示例性实施例的用于提供虚拟服务器刀片的过程的流程图。所示过程可从处理系统20例如响应于开机或复位事件启动引导序列开始。在框110处，可初始化处理系统20中的某些或所有硬件。例如，可初始化诸如处理器24、RAM 22、芯片组、I/O控制器等组件。接着，在框112处，可从本地或远程数据存储获得VMM 40、将其载入到RAM 22中并启动。在框114处，VMM 40可读取策略数据库43以获得用于供应和管理虚拟服务器刀片的配置参数。在其它实施例中，VMM 40可从诸如远程管理控制台等远程源获得配置参数。VMM 40接着可以供应配置参数所要求的任何虚拟服务器刀片实例，如在框120和122处所指示的。例如，虚拟刀片管理程序41可如上所述依照来自策略数据库43的数据来实例化和配置虚拟服务器刀片70、80和90。
一旦实例化了初始虚拟服务器刀片组，VMM 40可启动虚拟刀片管理程序41，如框124处所指示的。如框126处所示，至少部分地基于来自策略数据库43的配置参数，虚拟刀片管理程序41可设置要在管理虚拟服务器刀片70、80和90时使用的策略过滤器44。策略过滤器44可以控制诸如故障切换参数；分组处理指令；差错处理指令；虚拟刀片70、80和90的哪些属性将对服务器管理软件可见；心跳和时间片持续时间等。在一个实施例中，策略过滤器44中的策略参数对应于CMM将在带有物理服务器刀片的系统中实现或实施的策略。
如在框128处所示，虚拟刀片管理程序41接着可以建立一个或多个时间段以限制在控制传到另一虚拟刀片服务器之前每个虚拟服务器刀片运行的时间量。这种预定时间段也被称为时间片。此外，虚拟刀片管理程序41可以建立更短的时间段以限制在将控制传回VMM 40之前任一虚拟服务器刀片运行的时间量。
VMM 40接着可以将控制传递到虚拟刀片之一，如框130处所示。该过程接着通过页连接器A到块210。
在该示例性实施例中，在由时间片或心跳到期造成的从任一虚拟刀片退出的时候，控制被返回给VMM 40。诸如传入网络分组等某些类型的输入也会造成控制被返回给VMM 40。当VMM 40获得控制时，它可执行诸如辅助工作操作等任务，并且接着可将控制传递给后续的虚拟刀片。在该示例性实施里中，VMM 40一般消耗少于总计算时间的百分之十，而虚拟刀片70、80和90获取大部分的计算时间。
再次参考图1，处理系统20可用于支持虚拟服务器刀片70、80和90的另一机制是称为SMI传输监控程序(STM)46的软件元件。在该示例性实施例中，STM46是VMM 40的并行的、对等监控器，而STM 46负责在其自己的VM中客机保持(guest-hosting)SMM代码，如SMM 50处所示。同一组织可以开发STM 46和VMM 40，或者它们可以由不同的实体开发。
STM 46也可以在处理系统20中创建STM-SMM接口52。当SMM 50希望接触未虚拟化的资源，诸如带有屏蔽存储器的安全系统中的物理存储器地址时，STM46可使用STM-SMM接口52来请求STM 46执行访问。例如，SMM 40可将STM-SMM接口52用于如软件纠错码(ECC)擦除等功能。在该示例性实施例中，自SMM 50的退出事件进入STM 46。可以在STM 46和VMM 40之间使用任何合适的存储器和消息通信接口。
在图1中，线54表示OEM SMM代码和STM 46和/或VMM 40之间的应用程序接口(API)。该API允许将CMM专用数据和其他虚拟化信息与OEM代码隔离。该接口允许例如其中OEM SMM代码和STM代码可具有不同的作者的商业部署。由于每个客机可经由SMI激活退出，因此线54可以连接到虚拟机74、84和94中的任一个。
线55表示从主监控程序(VMM 40)中抽象出对等监控程序(STM 46)的接口。该抽象允许其中STM 46的作者可以不同于VMM 40的作者的类似地分割的部署模型。
再次参考图3，在框210处，虚拟刀片管理程序41可确定处理系统20是否接收到网络分组。如果没有接收到网络分组，则虚拟刀片管理程序41可确定虚拟服务器刀片70、80和90中的任一个是否经历了出错，如框220处所示。例如，如果在物理存储器阵列中有存储器差错，则处理系统20可将BERR#(比特差错率)或BINIT#(总线初始化)信号映射到系统管理中断号(SMI#)。响应于该SMI，如果存储器差错驻留在与虚拟服务器刀片相关联的存储器部分中，则SMM 50可试图经由KCS接口与该虚拟服务器刀片的虚拟BMC 62通信。该通信可涉及从客机保持的SMM 50的虚拟机退出(VMEXIT)进入STM 46。因此，如框222处所示，SMM 50可为该差错执行差错遏制(error containment)。
例如，在给定VM中包含的差错，诸如物理存储器页中的双ECC故障的情况下，如果存储器的内容是可恢复的，则VMM 40可将一不同的物理页映射到该VM，或者终止该VM并永久地将发生故障的存储器区域标记为不可用。虚拟BMC 62可处理的差错类型包括但不限于单和双位存储器差错、过热等。
处理系统20接着可将差错记入日志，如框224处所示。例如，当如上所述发生存储器差错时，虚拟BMC 62可将存储器页和故障事件记入日志。为了将差错记入日志，STM 46可向VMM 40发送消息：虚拟BMC 62要登记差错日志。该消息可例如经由邮箱或由VMM 40和STM 46共享的存储器部分中的其他预定区域传递。VMM 40中的BMC设备模型接着可将差错信息存储到例如由VMM 40保留用于存储虚拟刀片出错条件的硬盘的一部分中。
再次参考框220，如果未检测到虚拟服务器刀片差错，则虚拟刀片管理程序41可确定是否检测到对处理系统20的机箱的入侵，如框226处所示。如果检测到入侵，则虚拟刀片管理程序41可将该入侵记入日志，如框224处所示。在将任何入侵或任何虚拟服务器刀片差错记入日志之后，该过程接着可返回到框210，虚拟刀片管理程序41可在下一心跳处确定处理系统20是否接收到网络分组。
然而，如果没有检测到机箱入侵，则虚拟刀片管理程序41可确定当前虚拟服务器刀片的时间片是否已到期，如框230处所示。如果当前刀片的时间片已到期，则虚拟刀片管理程序41可将控制从当前虚拟控制器刀片交换给下一虚拟服务器刀片，如框232处所示。例如，虚拟刀片管理程序41可执行将VMCS 88中的指针从VMCS 88中的当前虚拟刀片状态更新到VMCS 88中的后续虚拟刀片状态。这种VMCS更新可使VMCS 88指向所需的后续虚拟刀片的VM的存储器和I/O状态。执行这种更新可以类似于为准备执行任务切换而进行的对IA32 TSS的更新。在VMCS更新后，VMM 40可执行虚拟机进入(VMEnter)命令以将控制传递给后续虚拟刀片的VM。
在换入所需的虚拟刀片服务器或确定时间片未到期后的下一个心跳处，该过程可再次返回到框210处，虚拟刀片管理程序41确定处理系统20是否接收到网络分组。
在框210处，如果处理系统20接收到网络分组，则虚拟刀片管理程序41可确定分组是否定址到虚拟服务器刀片之一的虚拟BMC 62的网络端口，如框240处所示。如果分组定址到虚拟BMC端口，则VMM 40可执行BMC仿真，如框242处所示。例如，刀片管理代理42可通过提供KCS接口上的I/O俘获，例如通过俘获特定的地址/数据端口来执行BMC仿真。同样，刀片管理代理42可以为每个虚拟机提供虚拟BMC的一个实例。VMM设备模型可节制来自多个VM代理的KCS接口访问，以使每个VM认为它具有单独的访问。类似地，每个VM可以看似具有其自己的系统事件日志(SEL)以及其自己的互联网协议(IP)地址。可使用任何适当的设备仿真技术来达到这些目的。
然而，如果分组不是定址到虚拟BMC端口，则刀片管理代理42可在框250处确定分组是否包含涉及远程系统管理的数据。例如，虚拟刀片管理程序41可确定分组是否符合远程控制和警报接口的规范，诸如警报标准格式(ASF)规范。2003年4月23日发表的ASF规范版本2.0可以从www.dmtf.org/standards/asf获得。为本发明公开起见，包含用于远程系统管理的数据的分组可被统称为ASF分组。在一个实施例中，远程系统37可使用诸如IBM DIRECTOR等应用程序来将具有用于远程系统管理的数据的分组发送给处理系统20。如果接收到的分组不是ASF分组，则虚拟刀片管理程序41可将指示该分组不能被处理的差错记入日志，如框254所示。
如果分组是ASF分组，则虚拟刀片管理程序可调用刀片管理代理42，如框252所示。常规上，ASF功能通常由网络接口卡(NIC)提供。VMM 40可以使用网络设备模型来仿真NIC，并提供ASF分组处理。例如，刀片管理代理42可处理分组，并执行分组所要求的任何操作，如框254处所示。例如，分组可使刀片管理代理42重新定制和/或重新配置一个或多个虚拟服务器刀片。例如，刀片管理代理42可允许远程系统37从一个或多个虚拟服务器刀片获得配置和差错数据；添加或移除一个多个虚拟服务器刀片；改变对一个或多个虚拟服务器刀片可用的存储器量、磁盘空间和/或I/O带宽；在虚拟服务器刀片70、80和90之间重新分配处理工作负荷等。刀片管理代理42可经由相关的虚拟服务器刀片的虚拟BMC 62来执行这种操作。
当刀片管理代理42执行了分组所要求的操作后，或者在为非ASF分组将差错记入日志后，该过程可返回到框210。处理系统接着可在适当时继续支持和管理虚拟服务器刀片，从而重复上述操作。此处所描述的技术由此可在虚拟服务器刀片70、80和90下提供无缝的可管理性基础结构。
在该示例性实施例中，可分配单独的物理网络端口或媒体访问控制(MAC)地址，或直接将其映射到在OS或应用程序级具有连网能力的每个虚拟服务器刀片。然而，在替换实施例中，VMM 40可使用单个端口，诸如网络端口32，来为多个虚拟服务器刀片仿真多个独立端口。这一实施例可使用如图3所概述的过程。然而，系统也可确定传入分组的目的地是否是虚拟刀片之一中的OS或应用程序，并接着相应地例如在框210和240所描述的操作之间转发该分组。
如所述的，处理系统20可使用虚拟机技术来提供服务器刀片的多个虚拟实例、为那些虚拟服务器刀片提供虚拟通信信道、以及支持对虚拟服务器刀片的管理。在某些实施例中，由VMM仿真的模块化计算设备可包括处理刀片设备和I/O刀片设备。
期望在今后提高硬件能力。例如，可增加处理器上核的数目。本发明所述的教导可用于改进常规的服务器管理基础结构，来管理由将来的处理系统提供的增强的能力。本发明所述的教导也可用于供应和管理网格计算技术，例如提供基于软件的需求计算。
使用诸如此处所描述的技术和组件，诸如虚拟服务器刀片70、80和90等基于软件的刀片可用于组队(teaming)和故障切换设计，并且可以获得高可靠性、可用性和可伸缩性(RAS)。例如，刀片管理代理42和虚拟刀片管理程序41可响应于从仿真的BMC接收到的数据自动修改仿真的服务器刀片的操作参数。例如，如果从仿真的BMC接收到的数据指示相应的虚拟刀片中的应用程序有故障或被挂起，则刀片管理代理42和虚拟刀片管理程序41可自动用一不同的虚拟刀片来替换发生故障的虚拟刀片。该替换虚拟刀片成为现有虚拟刀片，或者处理系统20可以自动供应一新的虚拟刀片来用作故障切换刀片。刀片管理代理42和虚拟刀片管理程序41可至少部分地基于存储在诸如策略过滤器44和/或策略数据库43等刀片管理策略数据库中的用于刀片管理的预定策略来执行这样的操作。
刀片管理代理42和/或虚拟刀片管理程序41可响应于其他类型的条件自动对仿真的服务器刀片70、80和90的操作参数作出其他类型的修改。例如，VMM 40能够响应于虚拟BMC 62检测到的其他类型的条件自动进行负载平衡和其他类型的自动调整，且VMM 40可允许从本地或远程刀片管理软件包来作出的手动或自动调整。例如，VMM 40可通过将存储器分配从一个VM转换到另一个来完成存储器热添加的等效操作，并且通过将虚拟盘从一个VM转换到另一个来完成磁盘空间热添加的等效操作。可以关于网络带宽等作出类似的调整。
此处所描述的技术可以结合现有技术使用，以便通过软件来提供故障保护机制。例如，可以在单盒中提供企业刀片性能。对常规服务器刀片基础结构具有大量投资的顾客可使用该基础结构来管理此处所描述的基于VMM的虚拟刀片。带有虚拟服务器刀片的处理系统可以提供相对于其他类型的系统更高的处理性能(例如每个能量单位(例如瓦特)和消耗空间(例如立方厘米(cm3))每秒百万条指令(MIPS)。
在一个实施例中，处理系统20提供虚拟服务器刀片的逻辑视图，使得不同的租户可享用高度的管理特性，并产生刀片可管理性基础结构的优点。因此，相对于带有刀片机箱和物理刀片服务器的处理系统，用户可享用降低的产品物料清单(BOM)成本，而同时仍享用基于刀片架构的服务器的许多优点。例如，用于带有物理服务器刀片的处理系统的BOM可包括冗余服务器管理硬件、冷却组件等。
在某些实施例中，对硬件虚拟化的支持可由处理器或平台开发者提供。采用这些实施例，顾客可以部署虚拟服务器刀片，而无需任何来自第三方软件开发商的虚拟软件。
根据此处所描述和所示的原理和示例性实施例，应该认识到所示实施例可以在排列和细节上进行修改而不背离这些原理。例如，本发明不限于在此处所描述的示例性环境中的使用，而是也可用于在许多其他类型的系统中获益。此外，虽然上述讨论集中在特定的实施例上，但也可构想其他配置。特别地，虽然此处使用了诸如“在一个实施例中”、“在另一个实施例中”或类似的表达方法，但是这些短语意图是一般地引用各实施例的可能性，并非旨在将本发明限于特定实施例的配置。如此处所使用的，这些术语可引用可组合到其他实施例中的相同或不同的实施例。
类似地，虽然就以特定顺序执行的特定操作描述了示例性过程，但对本领域的普通技术人员显而易见的是可以对这些过程应用许多修改以得到本发明的许多替换实施例。例如，替换实施例可包括使用少于所有所公开的操作的过程、使用附加操作的过程、以不同顺序使用相同操作的过程以及其中组合、细分或者改变了此处所公开的各个操作的过程。
本发明的替换实施例也包括编码了用于执行本发明的操作的指令的机器可访问介质。这种实施例也可被称为程序产品。这种机器可访问介质可包括，但不限于，诸如软盘、硬盘、CD-ROM、DVD、ROM以及RAM等存储介质；以及诸如天线、电线、光纤、微波、无线电波以及其他电磁或光学载体等通信介质。因此，指令和其他数据可通过传输环境或网络以分组、串行数据、并行数据、传播信号等的形式来传递，并且可在分布式环境中使用且可本地和/或远程地存储，以供单或多处理器机器访问。
也应该理解，此处所描述的硬件和软件组件表示适度自包含的功能元件，使得每个元件可以充分独立于其他元件来设计、构造或更新。在替换实施例中，许多组件可以被实现为硬件、软件或硬件和软件的组合以提供此处所描述和所示的功能。
由于可以从此处所描述的示例性实施例中容易地得到各种各样有用的改变，该详细描述仅旨在说明，而不应被认为是对本发明范围的限制。因此，本发明所作的权利要求都是落入所附权利要求书的范围和精神内的所有实现以及对这些实现的等效技术方案。

Claims (28)

1.一种方法，包括：
使用处理系统中的第一虚拟机(VM)来仿真第一服务器刀片；
使用所述处理系统中的第二VM来仿真第二服务器刀片；以及
使用所述处理系统中的虚拟机监控程序(VMM)来向所述仿真的服务器刀片中的至少一个提供通信信道。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
执行所述VMM中的虚拟刀片管理程序，所述虚拟刀片管理程序管理所述仿真的服务器刀片。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
在所述VMM处接收涉及所述仿真的服务器刀片之一的操作状态的数据；以及
将涉及所述仿真的服务器刀片的操作状态的数据从所述VMM转发到远程数据处理系统。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
使用所述VMM来仿真机箱管理模块(CMM)，以管理所述仿真的服务器刀片。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，使用所述处理系统中的VMM以向所述仿真的服务器刀片中的至少一个提供通信信道的操作包括：
使用所述VMM来为所述仿真的服务器刀片中的至少一个仿真带外通信信道。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：
使用所述仿真的带外通信信道来将涉及所述仿真的服务器刀片之一的操作状态的数据传递给服务器刀片管理软件。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
使用所述VMM来为所述仿真的服务器刀片的至少一个仿真底板管理控制器(BMC)。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：
从所述仿真的BMC之一接收状态数据，其中所述状态数据涉及与所述仿真的BMC相关联的所述仿真的服务器刀片的操作状态。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：
响应于从所述仿真的BMC接收到所述数据，自动修改所述仿真的服务器刀片中的一个或多个的操作参数。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
从与所述处理系统相关联的策略数据库检索策略数据；以及
依照来自所述策略数据库的所述策略数据配置所述仿真的服务器刀片中的至少一个。
11.一种处理系统，包括：
机器可访问介质；
响应于所述机器可访问介质的处理器；
所述处理器中的一个或多个处理核；以及
在所述机器可访问介质中编码的指令，其中所述指令在被所述处理器执行时执行以下操作：
使用所述处理系统中的第一虚拟机(VM)来仿真第一服务器刀片；
使用所述处理系统中的第二虚拟机(VM)来仿真第二服务器刀片；以及
使用所述处理系统中的虚拟机监控程序(VMM)来向所述仿真的服务器刀片中的至少一个提供通信信道。
12.如权利要求11所述的处理系统，其特征在于，由所述指令执行的操作还包括：
在所述VMM处接收涉及所述仿真的服务器刀片之一的操作状态的数据；以及
将涉及所述仿真的服务器刀片的操作状态的数据从所述VMM转发到远程数据处理系统。
13.如权利要求11所述的处理系统，其特征在于，由所述指令执行的操作还包括：
使用所述VMM来仿真机箱管理模块(CMM)以管理所述仿真的服务器刀片。
14.如权利要求11所述的处理系统，其特征在于，使用所述处理系统中的VMM来向所述仿真的服务器刀片中的至少一个提供通信信道的操作包括：
使用所述VMM来为所述仿真的服务器刀片中的至少一个仿真带外通信信道。
15.如权利要求14所述的处理系统，其特征在于，由所述指令执行的操作还包括：
使用所述仿真的带外通信信道来将涉及所述仿真的服务器刀片之一的操作状态的数据传递给服务器刀片管理软件。
16.如权利要求11所述的处理系统，其特征在于，由所述指令执行的操作还包括：
使用所述VMM来为所述仿真的服务器刀片中的至少一个仿真底板管理控制器(BMC)。
17.如权利要求16所述的处理系统，其特征在于，由所述指令执行的操作还包括：
从所述仿真的BMC中的一个或多个接收状态数据，所述状态数涉及相应的所述仿真的服务器刀片的操作状态。
18.如权利要求17所述的处理系统，其特征在于，由所述指令执行的操作还包括：
响应于从所述仿真的BMC接收所述状态数据，自动修改所述仿真的服务器刀片中的一个或多个的操作参数。
19.如权利要求11所述的处理系统，其特征在于，由所述指令执行的操作还包括：
从与所述处理系统相关联的策略数据库检索策略数据；以及
依照来自所述策略数据库的所述策略数据配置所述仿真的服务器刀片中的至少一个。
20.一种装置，包括：
机器可访问介质；以及
在所述机器可访问介质中编码的指令，其中所述指令在被处理系统执行时执行以下操作：
使用所述处理系统中的第一虚拟机(VM)来仿真第一服务器刀片；
使用所述处理系统中的第二虚拟机(VM)来仿真第二服务器刀片；以及
使用所述处理系统中的虚拟机监控程序(VMM)来向所述仿真的服务器刀片中的至少一个提供通信信道。
21.如权利要求20所述的装置，其特征在于，由所述指令执行的操作还包括：
在所述VMM处接收涉及所述仿真的服务器刀片之一的操作状态的数据；以及
将涉及所述仿真的服务器刀片的操作状态的数据从所述VMM转发到远程数据处理系统。
22.如权利要求20所述的装置，其特征在于，由所述指令执行的操作还包括：
使用所述VMM来仿真机箱管理模块(CMM)以管理所述仿真的服务器刀片。
23.如权利要求20所述的装置，其特征在于，使用所述处理系统中的VMM来向所述仿真的服务器刀片中的至少一个提供通信信道的操作包括：
使用所述VMM来为所述仿真的服务器刀片中的至少一个仿真带外通信信道。
24.如权利要求23所述的装置，其特征在于，由所述指令执行的操作还包括：
使用所述仿真的带外通信信道来将涉及所述仿真的服务器刀片之一的操作状态的数据传递给服务器刀片管理软件。
25.如权利要求20所述的装置，其特征在于，由所述指令执行的操作还包括：
使用所述VMM来为所述仿真的服务器刀片中的至少一个仿真底板管理控制器。
26.如权利要求25所述的装置，其特征在于，由所述指令执行的操作还包括：
从所述仿真的BMC中的一个或多个接收状态数据，所述状态数据涉及相应的所述仿真的服务器刀片的操作状态。
27.如权利要求26所述的装置，其特征在于，由所述指令执行的操作还包括：
响应于从所述仿真的BMC接收所述数据，自动修改所述仿真的服务器刀片中的一个或多个的操作参数。
28.如权利要求20所述的装置，其特征在于，由所述指令执行的操作还包括：
从与所述处理系统相关联的策略数据库检索策略数据；以及
依照来自所述策略数据库的所述策略数据配置所述仿真的服务器刀片中的至少一个。
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