有選擇地激活tcp/ip鏈路和通信量的方法和系統的製作方法
2023-04-30 12:12:56
專利名稱：有選擇地激活tcp/ip鏈路和通信量的方法和系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及計算機網絡，具體地說，涉及具有一個或多個伺服器應用的計算機網絡。更具體地說，本發明涉及確定這樣的伺服器應用何時可被激活的過程。
背景技術：
計算機網絡已變得非常普及，並且對許多類型的企事業單位，包括商業、大學和政府來說日益重要。一般來說，計算機網絡是由通信基礎設施連接的兩個或更多的計算機(或相關設備)。一種計算機網絡是客戶機/伺服器網絡。客戶機/伺服器網絡包括一個伺服器，它是向網絡的用戶提供共享資源的計算機或過程(process)，和一個客戶機，它是利用通信基礎設施訪問伺服器提供的共享網絡資源的計算機或過程。
通常，客戶機/伺服器網絡中的客戶機通過向伺服器發送請求，從伺服器獲得信息。當伺服器收到請求時，伺服器上的伺服器應用通過獲得所請求的信息並經由網絡把信息發送給客戶機，滿足所述請求。網際網路(經由全球資訊網(WWW))是客戶機/伺服器網絡的一個例子。網際網路是使客戶機能夠請求和接收位於遠程伺服器上的數據的公共廣域網(WAN)環境。
伺服器計算機包括通過網絡在伺服器計算機和客戶機計算機之間物理傳送和接收數據分組的網絡適配器卡。伺服器計算機還包括作為用於處理數據的軟體的伺服器應用。例如，伺服器應用可包括資料庫提供(database serving)，文件提供(file serving)和事務處理。每個伺服器應用能夠通過網絡適配器卡訪問網絡。更具體地說，由一個或多個線程構成的應用過程通過套接字與網絡適配器卡連接，所述套接字是允許伺服器應用的線程與網絡適配器卡的虛擬埠通信的軟體對象。
在許多伺服器中，伺服器應用的一些方面由稱為棧的機構管理，所述棧是規定的協議分層結構。這些協議可陳述在特定的應用可被啟動之前，必須滿足的條件，並且可確定競爭資源的應用之間的優先級。在與網際網路連接的伺服器上，這些協議棧被稱為TCP/IP(傳輸控制協議/網際網路協議)棧。
例如，在系統初始化期間，系統資源和服務有限。這種限制阻止TCP/IP套接字應用被啟動，直到系統初始化完成為止。在多數平臺上，只有當系統被初始化並且網絡被啟動時，才能夠啟動所有套接字應用。如果不是首先從遠程系統上傳應用所需的配置數據，那麼一些應用將不會正確地啟動。這種配置數據的例子是航線運費標準和當前庫存/定價數據。在啟動應用之前，操作員手動上傳數據的過程已證明易於出錯。客戶要求將能夠在與遠程平臺交互作用的系統初始化過程中啟動某些系統服務。除了上傳配置數據之外，另一例子是需要遠程操作員能夠在初始化過程中訪問伺服器。
發明內容
本發明的一個目的是允許計算機網絡系統的伺服器的系統管理員指定何時啟動指定的伺服器套接字應用。
本發明的另一目的是使計算機網絡系統的系統管理員能夠定義幾種系統狀態，並且指定在伺服器上何時可啟動給定的套接字應用。
本發明的另一目的是向計算機網絡系統的伺服器提供在系統初始化期間啟動套接字應用的子集的能力。
本發明的另一目的是在計算機網絡系統中提供允許比如從遠程系統上傳系統配置數據和應用數據之類的動作，並且還使遠程操作員能夠在初始化過程期間訪問伺服器從而執行完成系統初始化所必需的動作的能力。
這些和其它目的由計算機網絡系統中的伺服器應用的選擇性激活方法來實現。所述計算機網絡系統包括一個伺服器計算機，多個客戶機計算機，加載在伺服器計算機上的一組伺服器應用，和管理伺服器應用的激活的給定協議棧。所述方法包括下述步驟系統管理員定義網絡系統的多種狀態，和指定確定在每種所述狀態下，每個伺服器應用是否可被激活的條件。所述給定協議棧隨後按照所述指定的條件管理伺服器應用的激活。
下面詳細說明的本發明的優選實施例允許系統管理員定義幾種系統狀態，並指定在給定狀態下，給定的套接字應用何時可被啟動。在達到應用的規定的最低系統狀態之前，TCP/IP棧將不允許該應用被啟動。本發明可被結合到網際網路守護程序(Internet DaemonINETD)中，以致當達到應用的所需最低系統狀態時，INETD將自動啟動該應用。在達到最低系統狀態之後，也可手動或者由任何其它方法啟動應用。
例如，為了在啟動應用之前，藉助FTP上傳應用的配置文件，在允許需要該配置文件的應用被啟動之前的系統狀態下，可啟動FTP。另一例子是把本發明用於處理過載情形和把通信量(traffic)局限於高優先級應用。例如，伺服器可具有系統狀態(最低到最高)RESTRICTED，HIGH_PRIORITY_ONLY，LIMITED_TRAFFIC和NORMAL。
在初始化期間，系統處於RESTRICTED狀態。只有一些應用(比如FTP和遠程操作員命令基礎設施)被允許運行。在初始化完成之後，系統達到NORMAL狀態，在該狀態下，所有應用都能夠運行。如果系統處於NORMAL狀態並且達到某一資源閾值(基於CPU利用率，存儲器利用率或者其它用戶定義的標準)，那麼系統下降到LIMITED_TRAFFIC狀態，從而阻止一些應用運行。如果資源被進一步消耗，那麼系統下降到HIGH_PRIORITY_ONLY狀態，從而把通信量僅僅局限於最高優先級的應用。
參考說明和表示本發明的優選實施例的附圖，根據下面的詳細說明，本發明的其它益處和優點將變得明顯。
圖1圖解說明可應用本發明的計算機網絡系統。
圖2是圖1的包含本發明的系統的伺服器的簡化方框圖。
圖3表示根據本發明的選擇性激活。
具體實施例方式
圖1圖解說明分布式數據處理系統100，它是其中可實現本發明的計算機網絡。處理系統100包括網絡102，網絡102是用於提供在數據處理系統100內連接的各種設備和計算機之間的通信鏈路的介質。網絡102可包括永久連接，例如電線或光纜，或者通過電話連接實現的臨時連接。連接通過稱為埠的通道進出計算機。在描述的例子中，伺服器104連同存儲單元106一起與網絡102連接。另外，客戶機108、110和112也與網絡102連接。這些客戶機108、110和112可以是例如個人計算機或網絡計算機。
網絡計算機可看作與網絡耦接，從與網絡耦接的另一計算機接收程序或其它應用的任意計算機。在所描述的例子中，伺服器104向客戶機108-112提供數據，比如引導文件，作業系統鏡像和應用。客戶機108、110和112是伺服器104的客戶機。分布式數據處理系統100可包括未示出的其它伺服器、客戶機和其它設備。分布式數據處理系統100還包括印表機114、116和118。諸如客戶機110之類的客戶機可直接列印到印表機114。諸如客戶機108和客戶機112之類的客戶機不具有直接連接的印表機。這些客戶機可列印到與伺服器104連接的印表機116，或者列印到印表機118，印表機118是不需要與計算機連接即可列印文檔的網絡印表機。另一方面，客戶機110可列印到印表機116或印表機118，取決於印表機類型和文檔要求。
在所描述的例子中，分布式數據處理系統100是網際網路，網絡102表示使用TCP/IP協議套件相互通信的網絡和網關的全球集合。網際網路的中心是由路由數據和消息的成千上萬個商業、政府、教育和其它計算機系統組成的主節點或主機之間的高速數據通信線路的主幹線。當然，分布式數據處理系統100也可被實現成許多不同類型的網絡，比如企業內部網或者區域網。
圖1隻是一個例子，而不是對本發明的過程的體系結構限制。
參見圖2，根據本發明描述了數據處理系統200的簡化方框圖，所述數據處理系統200可被實現成伺服器，比如圖1中的伺服器104。如圖2中所示，伺服器200包括應用202，INETD204，資源監視器206(檢查伺服器內的CPU210，存儲器212和其它資源)，TCP/IP棧214和網絡適配器216。來自遠程客戶機的消息通過網絡適配器進入伺服器，隨後進入TCP/IP棧，TCP/IP棧與資源監視器進行接口，從而根據分配給應用或套接字的優先級，確定是否存在把消息傳送給應用的足夠的可用資源。如果是，那麼消息被傳給應用以便處理。如果否，那麼使消息在TCP/IP棧內部排隊，直到必需的資源變得可用為止(TCP/IP棧還具有丟棄「低優先級」消息的選擇)。換句話說，在伺服器未處於NORMAL狀態時，TCP/IP棧使得對應用來說，好像沒有任何數據從網絡到達。
本領域的普通技術人員會認識到伺服器計算機200可包括圖2中未示出的另外的或者備選的組件。例如，除了所描述的硬體之外或者代替所描述的硬體，可以使用其它外圍設備，比如光碟驅動器等。所描述的例子並不打算暗示關於本發明的體系結構限制。
圖2中描述的數據處理系統可以是例如運行高級交互執行程序(AIX)作業系統的IBM RS/6000(Armonk，New York的國際商用機器公司的產品)。
伺服器應用202可包括資料庫提供，文件提供和事務處理。提供TCP/IP棧214來管理伺服器應用的某些方面，例如，棧214可確定或識別在特定應用可被啟動之前，必須被滿足的最少條件，並且可確定應用與之連接的套接字。
根據本發明，系統100的管理員具有規定何時啟動給定的伺服器套接字應用(例如，在系統初始化期間，或者只在初始化完成之後)的能力。為此，參見圖3，在302，管理員定義幾種系統狀態，在304，規定在這些狀態中的哪些狀態下，給定的伺服器套接字應用可被啟動。在未達到應用的定義的最低系統狀態之前，TCP/IP棧將不允許應用被啟動。
例如，為了在應用被啟動之前，藉助FTP上傳應用的配置文件，可在允許需要所述配置文件的應用被啟動之前的系統狀態下啟動FTP。另一例子是把本發明用於處理過載情形和把通信量局限於高優先級應用。例如，伺服器可具有系統狀態(最低到最高)RESTRICTED，HIGH_PRIORITY_ONLY，LIMITED_TRAFFIC和NORMALL。
在初始化期間，系統處於RESTRICTED狀態。只有一些應用(比如FTP和遠程控制臺)被允許運行。在初始化完成之後，系統達到NORMAL狀態，在該狀態下，應用能夠運行。如果系統處於NORMAL狀態並且達到某一資源閾值，那麼系統下降到LIMITED_TRAFFIC狀態，從而阻止輸入消息被TCP/IP棧傳送給低優先級的應用。如果資源被進一步消耗，那麼系統下降到HIGH_PRIORITY_ONLY狀態，從而把通信量僅僅局限於最高優先級的應用。
本發明的優選實施例的一個重要特徵在於優先級並不僅僅在應用級別。例如，代替向與應用X連接的所有客戶機賦予高優先級，可向不同的客戶機分配不同的優先級，以致與應用X連接的一些客戶機具有高優先級，其它客戶機具有低優先級。這是重要的，因為伺服器應用可能具有與許多業務夥伴的連接，其中的一些是始終需要處理的關鍵夥伴。優先級值由伺服器(伺服器系統管理員，或者伺服器應用)分配-優先級值不由客戶機節點/應用分配。優先級值並不作為消息本身的一部分流動。這種情況下優先級指的是消息可由伺服器節點處理的優先級。該優先級值不是網絡優先級值，意味著伺服器分配的優先級值並不影響消息如何在網絡中流動。存在當消息在網絡中流動時，可用於向消息分配不同的優先級的其它方法/協議，比如DifferentiatedServices。
本發明可被結合到網際網路守護程序(INETD)，以致當達到應用的所需最低系統狀態時，INETD將自動啟動應用。在達到最低系統狀態之後，應用也可被手動啟動或者由任何其它方法啟動。
本發明的優選實施例提供許多重要優點。例如，本發明向伺服器提供在系統初始化期間，啟動套接字應用的子集的能力。這允許諸如從遠程系統上傳系統配置數據和應用數據之類的動作。這種能力還使遠程操作員能夠在初始化過程中訪問伺服器，從而執行完成系統初始化所必需的動作。
本發明和其它平臺上的實現之間的主要差別在於即使當伺服器短缺資源時，本發明也允許從網絡讀入通信量。在許多系統上，如果伺服器短缺資源，那麼伺服器阻止新的通信量到達-停止從網絡適配器讀取。藉助本發明，通信量被讀入，並且優先級高的消息繼續被處理。這些高優先級的消息可使應用釋放資源，或者可以是修理出故障的設備的遠程操作員命令，這會再次釋放資源並允許伺服器返回NORMAL狀態。
本發明的另一重要方面在於它可被有效地用於減少丟失的消息，改進差錯恢復處理(例如重新傳送的消息)。在傳統的伺服器上，如果伺服器停止從網絡適配器讀取，那麼發往伺服器的分組被丟棄。這在遠程客戶機上導致超時狀況，這隨後觸發客戶機重新傳送這些消息。從而導致網絡通信量增大。這還會導致最終用戶(客戶機)的響應時間延遲。例如，在時間0，伺服器短缺資源並停止從網絡適配器讀取。在時間0.1秒，來自客戶機的消息到達伺服器網絡適配器並被丟棄，因為適配器的緩衝器裝得滿滿的。在時間0.3秒，資源變得可用，伺服器重新開始從網絡適配器讀取。這持續到時間1.5秒，客戶機超時(由於客戶機消息未被伺服器確認)並重新傳送該消息。重新傳送的消息在時間1.6秒到達伺服器，隨後響應消息在時間1.7秒到達客戶機，事務(transaction)結束。
藉助本發明，在利用相同例子的情況下，事務被更快地完成。具體地說，在本例中，在時間0.1秒，來自客戶機的消息到達網絡適配器並被伺服器讀入。該消息用於低優先級的應用/套接字；於是，伺服器使該消息在內部排隊。在時間0.3秒，資源再次變得可用，從而伺服器開始處理排隊的消息。伺服器應用發送響應消息，所述響應消息在時間0.4秒到達客戶機，事務結束。在舊模型中，完成事務用時1.7秒(消息不得不被發送兩次)-相反，就本發明來說，只用時0.4秒(消息只被發送一次)。
對本領域的技術人員來說，本發明顯然可用硬體、軟體或者硬體和軟體的組合來實現。任意類型的計算機/伺服器系統-或者適合於執行這裡描述的方法的其它設備都是合適的。硬體和軟體的一種典型組合可以是具有電腦程式的通用計算機系統，當被裝入和執行時，所述電腦程式執行這裡描述的相應方法。另一方面，可以利用包含執行本發明的一個或多個功能任務的專用硬體的專用計算機。
還可用電腦程式產品具體體現本發明，所述電腦程式產品包含使這裡描述的方法的實現成為可能的所有各個特徵，並且當被裝入計算機系統時，能夠執行這些方法。在本語境中，電腦程式、軟體程序、程序或軟體意味著用來使具有信息處理能力的系統直接地或者在下述兩者之一或者這兩者之後，執行特定功能的一組指令的任意語言、代碼或符號的任意表述a)轉換成另一語言、代碼或符號；b)用不同材料形式的再現。
雖然顯然這裡公開的發明非常適合於實現上述目的，但是要認識到本領域的技術人員可設計出眾多的修改和實施例，附加的權利要求意圖覆蓋落入本發明的真實精神和範圍內的所有這樣的修改和實施例。
權利要求
1.計算機網絡系統中伺服器應用的選擇性激活的方法，所述計算機網絡系統包括伺服器計算機，多個客戶機計算機，加載在伺服器計算機上的一組伺服器應用，和管理伺服器應用的激活的給定協議棧，所述方法包括下述步驟(a)系統管理員定義網絡系統的多種狀態；(b)所述系統管理員指定確定在每種所述狀態下，每個伺服器應用是否可被激活的條件；和(c)所述給定協議棧按照所述指定的條件管理伺服器應用的激活。
2.按照權利要求1所述的方法，其中網絡系統定期經歷初始化；和步驟(b)包括把伺服器應用的子集指定為可在所述系統初始化期間被激活的應用的步驟。
3.按照權利要求1所述的方法，其中指定的條件包括在至少一些應用中的每個應用可在所述狀態中的至少一種狀態下被激活之前，必須被滿足的最低條件。
4.按照權利要求3所述的方法，其中在達到定義的最低系統狀態之前，給定協議棧、INETD、策略代理或者它們的組合阻止應用啟動。
5.按照權利要求1所述的方法，其中所述狀態包括限制狀態，有限通信量狀態和正常狀態在限制狀態下，只有一些應用被允許運行；在有限通信量狀態下，阻止輸入的消息由給定協議棧傳送給低優先級的應用；在正常狀態下，允許所有的應用運行。
6.按照權利要求5所述的方法，其中當從正常狀態轉變到有限通信量狀態時，伺服器計算機並不停止應用，而是協議棧阻止消息被傳送給低優先級應用。
7.按照權利要求5所述的方法，其中步驟(b)包括把所述應用的子集指定為最高優先級的應用的步驟；和所述狀態還包括只允許所述最高優先級的應用運行的高優先級狀態。
8.一種計算機網絡系統，包括伺服器計算機；多個客戶機計算機；加載在伺服器計算機上的一組伺服器應用；管理伺服器應用的激活的給定協議棧；能夠實現伺服器應用的選擇性激活的裝置，包括a.從系統管理員接收定義網絡系統的多種狀態的輸入的裝置，和b.從所述系統管理員接收指定確定在每種所述狀態下，每個伺服器應用是否可被激活的條件的輸入的裝置；和其中所述給定協議棧按照所述指定的條件管理伺服器應用的激活。
9.按照權利要求8所述的計算機網絡系統，其中網絡系統定期經歷初始化；和從所述系統管理員接收指定條件的輸入的裝置包括從所述系統管理員接收把伺服器應用的子集指定為可在所述系統初始化期間被激活的應用的輸入的裝置。
10.按照權利要求8所述的計算機網絡系統，其中指定的條件包括在至少一些應用中的每個應用可在所述狀態中的至少一種狀態下被激活之前，必須被滿足的最低條件。
11.按照權利要求10所述的計算機網絡系統，其中在達到定義的最低系統狀態之前，給定協議棧將不允許應用被啟動。
12.按照權利要求8所述的計算機網絡系統，其中所述狀態包括限制狀態，有限通信量狀態和正常狀態在限制狀態下，只有一些應用被允許運行；在有限通信量狀態下，阻止輸入的消息由給定協議棧傳送給低優先級的應用；在正常狀態下，允許所有的應用運行。
13.按照權利要求12所述的計算機網絡系統，其中從所述系統管理員接收指定條件的輸入的裝置包括從所述系統管理員接收把所述應用的子集指定為最高優先級應用的輸入的裝置；和所述狀態還包括只允許所述最高優先級的應用運行的高優先級狀態。
全文摘要
公開一種計算機網絡系統中伺服器應用的選擇性激活的方法。計算機網絡系統包括一個伺服器計算機，多個客戶機計算機，加載在伺服器計算機上的一組伺服器應用，和管理伺服器應用的激活的給定協議棧。所述方法包括下述步驟系統管理員定義網絡系統的多種狀態，指定確定在每種所述狀態下，每個伺服器應用是否可被激活的條件。給定協議棧隨後按照所述指定條件管理伺服器應用的激活。
文檔編號H04L29/06GK1980239SQ200610144659
公開日2007年6月13日 申請日期2006年11月14日 優先權日2005年12月7日
發明者李淑惠, 馬克·R.·加姆比諾, 傑米·V.·法莫爾 申請人:國際商業機器公司