CN1980239B - 有选择地激活tcp/ip链路和通信量的方法和系统 - Google Patents

Abstract

公开一种计算机网络系统中服务器应用的选择性激活的方法。计算机网络系统包括一个服务器计算机，多个客户机计算机，加载在服务器计算机上的一组服务器应用，和管理服务器应用的激活的给定协议栈。所述方法包括下述步骤：系统管理员定义网络系统的多种状态，指定确定在每种所述状态下，每个服务器应用是否可被激活的条件。给定协议栈随后按照所述指定条件管理服务器应用的激活。

Description

有选择地激活TCP/IP链路和通信量的方法和系统

技术领域

本发明涉及计算机网络，具体地说，涉及具有一个或多个服务器应用的计算机网络。更具体地说，本发明涉及确定这样的服务器应用何时可被激活的过程。

背景技术

计算机网络已变得非常普及，并且对许多类型的企事业单位，包括商业、大学和政府来说日益重要。一般来说，计算机网络是由通信基础设施连接的两个或更多的计算机(或相关设备)。一种计算机网络是客户机/服务器网络。客户机/服务器网络包括一个服务器，它是向网络的用户提供共享资源的计算机或过程(process)，和一个客户机，它是利用通信基础设施访问服务器提供的共享网络资源的计算机或过程。

通常，客户机/服务器网络中的客户机通过向服务器发送请求，从服务器获得信息。当服务器收到请求时，服务器上的服务器应用通过获得所请求的信息并经由网络把信息发送给客户机，满足所述请求。因特网(经由万维网(WWW))是客户机/服务器网络的一个例子。因特网是使客户机能够请求和接收位于远程服务器上的数据的公共广域网(WAN)环境。

服务器计算机包括通过网络在服务器计算机和客户机计算机之间物理传送和接收数据分组的网络适配器卡。服务器计算机还包括作为用于处理数据的软件的服务器应用。例如，服务器应用可包括数据库提供(database serving)，文件提供(file serving)和事务处理。每个服务器应用能够通过网络适配器卡访问网络。更具体地说，由一个或多个线程构成的应用过程通过套接字与网络适配器卡连接，所述套接字是允许服务器应用的线程与网络适配器卡的虚拟端口通信的软件对象。

在许多服务器中，服务器应用的一些方面由称为栈的机构管理，所述栈是规定的协议分层结构。这些协议可陈述在特定的应用可被启动之前，必须满足的条件，并且可确定竞争资源的应用之间的优先级。在与因特网连接的服务器上，这些协议栈被称为TCP/IP(传输控制协议/因特网协议)栈。

例如，在系统初始化期间，系统资源和服务有限。这种限制阻止TCP/IP套接字应用被启动，直到系统初始化完成为止。在多数平台上，只有当系统被初始化并且网络被启动时，才能够启动所有套接字应用。如果不是首先从远程系统上传应用所需的配置数据，那么一些应用将不会正确地启动。这种配置数据的例子是航线运费标准和当前库存/定价数据。在启动应用之前，操作员手动上传数据的过程已证明易于出错。客户要求将能够在与远程平台交互作用的系统初始化过程中启动某些系统服务。除了上传配置数据之外，另一例子是需要远程操作员能够在初始化过程中访问服务器。

发明内容

本发明的一个目的是允许计算机网络系统的服务器的系统管理员指定何时启动指定的服务器套接字应用。

本发明的另一目的是使计算机网络系统的系统管理员能够定义几种系统状态，并且指定在服务器上何时可启动给定的套接字应用。

本发明的另一目的是向计算机网络系统的服务器提供在系统初始化期间启动套接字应用的子集的能力。

本发明的另一目的是在计算机网络系统中提供允许比如从远程系统上传系统配置数据和应用数据之类的动作，并且还使远程操作员能够在初始化过程期间访问服务器从而执行完成系统初始化所必需的动作的能力。

这些和其它目的由计算机网络系统中的服务器应用的选择性激活方法来实现。所述计算机网络系统包括一个服务器计算机，多个客户机计算机，加载在服务器计算机上的一组服务器应用，和管理服务器应用的激活的给定协议栈。所述方法包括下述步骤：系统管理员定义网络系统的多种状态，和指定确定在每种所述状态下，每个服务器应用是否可被激活的条件。所述给定协议栈随后按照所述指定的条件管理服务器应用的激活。

下面详细说明的本发明的优选实施例允许系统管理员定义几种系统状态，并指定在给定状态下，给定的套接字应用何时可被启动。在达到应用的规定的最低系统状态之前，TCP/IP栈将不允许该应用被启动。本发明可被结合到因特网守护程序(Internet Daemon：INETD)中，以致当达到应用的所需最低系统状态时，INETD将自动启动该应用。在达到最低系统状态之后，也可手动或者由任何其它方法启动应用。

例如，为了在启动应用之前，借助FTP上传应用的配置文件，在允许需要该配置文件的应用被启动之前的系统状态下，可启动FTP。另一例子是把本发明用于处理过载情形和把通信量(traffic)局限于高优先级应用。例如，服务器可具有系统状态(最低到最高)RESTRICTED，HIGH_PRIORITY_ONLY，LIMITED_TRAFFIC和NORMAL。

在初始化期间，系统处于RESTRICTED状态。只有一些应用(比如FTP和远程操作员命令基础设施)被允许运行。在初始化完成之后，系统达到NORMAL状态，在该状态下，所有应用都能够运行。如果系统处于NORMAL状态并且达到某一资源阈值(基于CPU利用率，存储器利用率或者其它用户定义的标准)，那么系统下降到LIMITED_TRAFFIC状态，从而阻止一些应用运行。如果资源被进一步消耗，那么系统下降到HIGH_PRIORITY_ONLY状态，从而把通信量仅仅局限于最高优先级的应用。

参考说明和表示本发明的优选实施例的附图，根据下面的详细说明，本发明的其它益处和优点将变得明显。

附图说明

图1图解说明可应用本发明的计算机网络系统。

图2是图1的包含本发明的系统的服务器的简化方框图。

图3表示根据本发明的选择性激活。

具体实施方式

图1图解说明分布式数据处理系统100，它是其中可实现本发明的计算机网络。处理系统100包括网络102，网络102是用于提供在数据处理系统100内连接的各种设备和计算机之间的通信链路的介质。网络102可包括永久连接，例如电线或光缆，或者通过电话连接实现的临时连接。连接通过称为端口的通道进出计算机。在描述的例子中，服务器104连同存储单元106一起与网络102连接。另外，客户机108、110和112也与网络102连接。这些客户机108、110和112可以是例如个人计算机或网络计算机。

网络计算机可看作与网络耦接，从与网络耦接的另一计算机接收程序或其它应用的任意计算机。在所描述的例子中，服务器104向客户机108-112提供数据，比如引导文件，操作系统镜像和应用。客户机108、110和112是服务器104的客户机。分布式数据处理系统100可包括未示出的其它服务器、客户机和其它设备。分布式数据处理系统100还包括打印机114、116和118。诸如客户机110之类的客户机可直接打印到打印机114。诸如客户机108和客户机112之类的客户机不具有直接连接的打印机。这些客户机可打印到与服务器104连接的打印机116，或者打印到打印机118，打印机118是不需要与计算机连接即可打印文档的网络打印机。另一方面，客户机110可打印到打印机116或打印机118，取决于打印机类型和文档要求。

在所描述的例子中，分布式数据处理系统100是因特网，网络102表示使用TCP/IP协议套件相互通信的网络和网关的全球集合。因特网的中心是由路由数据和消息的成千上万个商业、政府、教育和其它计算机系统组成的主节点或主机之间的高速数据通信线路的主干线。当然，分布式数据处理系统100也可被实现成许多不同类型的网络，比如企业内部网或者局域网。

图1只是一个例子，而不是对本发明的过程的体系结构限制。

参见图2，根据本发明描述了数据处理系统200的简化方框图，所述数据处理系统200可被实现成服务器，比如图1中的服务器104。如图2中所示，服务器200包括应用202，INETD 204，资源监视器206(检查服务器内的CPU 210，存储器212和其它资源)，TCP/IP栈214和网络适配器216。来自远程客户机的消息通过网络适配器进入服务器，随后进入TCP/IP栈，TCP/IP栈与资源监视器进行接口，从而根据分配给应用或套接字的优先级，确定是否存在把消息传送给应用的足够的可用资源。如果是，那么消息被传给应用以便处理。如果否，那么使消息在TCP/IP栈内部排队，直到必需的资源变得可用为止(TCP/IP栈还具有丢弃“低优先级”消息的选择)。换句话说，在服务器未处于NORMAL状态时，TCP/IP栈使得对应用来说，好像没有任何数据从网络到达。

本领域的普通技术人员会认识到服务器计算机200可包括图2中未示出的另外的或者备选的组件。例如，除了所描述的硬件之外或者代替所描述的硬件，可以使用其它外围设备，比如光盘驱动器等。所描述的例子并不打算暗示关于本发明的体系结构限制。

图2中描述的数据处理系统可以是例如运行高级交互执行程序(AIX)操作系统的IBM RS/6000(Armonk，New York的国际商用机器公司的产品)。

服务器应用202可包括数据库提供，文件提供和事务处理。提供TCP/IP栈214来管理服务器应用的某些方面，例如，栈214可确定或识别在特定应用可被启动之前，必须被满足的最少条件，并且可确定应用与之连接的套接字。

根据本发明，系统100的管理员具有规定何时启动给定的服务器套接字应用(例如，在系统初始化期间，或者只在初始化完成之后)的能力。为此，参见图3，在302，管理员定义几种系统状态，在304，规定在这些状态中的哪些状态下，给定的服务器套接字应用可被启动。在未达到应用的定义的最低系统状态之前，TCP/IP栈将不允许应用被启动。

例如，为了在应用被启动之前，借助FTP上传应用的配置文件，可在允许需要所述配置文件的应用被启动之前的系统状态下启动FTP。另一例子是把本发明用于处理过载情形和把通信量局限于高优先级应用。例如，服务器可具有系统状态(最低到最高)RESTRICTED，HIGH_PRIORITY_ONLY，LIMITED_TRAFFIC和NORMALL。

在初始化期间，系统处于RESTRICTED状态。只有一些应用(比如FTP和远程控制台)被允许运行。在初始化完成之后，系统达到NORMAL状态，在该状态下，应用能够运行。如果系统处于NORMAL状态并且达到某一资源阈值，那么系统下降到LIMITED_TRAFFIC状态，从而阻止输入消息被TCP/IP栈传送给低优先级的应用。如果资源被进一步消耗，那么系统下降到HIGH_PRIORITY_ONLY状态，从而把通信量仅仅局限于最高优先级的应用。

本发明的优选实施例的一个重要特征在于优先级并不仅仅在应用级别。例如，代替向与应用X连接的所有客户机赋予高优先级，可向不同的客户机分配不同的优先级，以致与应用X连接的一些客户机具有高优先级，其它客户机具有低优先级。这是重要的，因为服务器应用可能具有与许多业务伙伴的连接，其中的一些是始终需要处理的关键伙伴。优先级值由服务器(服务器系统管理员，或者服务器应用)分配-优先级值不由客户机节点/应用分配。优先级值并不作为消息本身的一部分流动。这种情况下优先级指的是消息可由服务器节点处理的优先级。该优先级值不是网络优先级值，意味着服务器分配的优先级值并不影响消息如何在网络中流动。存在当消息在网络中流动时，可用于向消息分配不同的优先级的其它方法/协议，比如DifferentiatedServices。

本发明可被结合到因特网守护程序(INETD)，以致当达到应用的所需最低系统状态时，INETD将自动启动应用。在达到最低系统状态之后，应用也可被手动启动或者由任何其它方法启动。

本发明的优选实施例提供许多重要优点。例如，本发明向服务器提供在系统初始化期间，启动套接字应用的子集的能力。这允许诸如从远程系统上传系统配置数据和应用数据之类的动作。这种能力还使远程操作员能够在初始化过程中访问服务器，从而执行完成系统初始化所必需的动作。

本发明和其它平台上的实现之间的主要差别在于即使当服务器短缺资源时，本发明也允许从网络读入通信量。在许多系统上，如果服务器短缺资源，那么服务器阻止新的通信量到达-停止从网络适配器读取。借助本发明，通信量被读入，并且优先级高的消息继续被处理。这些高优先级的消息可使应用释放资源，或者可以是修理出故障的设备的远程操作员命令，这会再次释放资源并允许服务器返回NORMAL状态。

本发明的另一重要方面在于它可被有效地用于减少丢失的消息，改进差错恢复处理(例如重新传送的消息)。在传统的服务器上，如果服务器停止从网络适配器读取，那么发往服务器的分组被丢弃。这在远程客户机上导致超时状况，这随后触发客户机重新传送这些消息。从而导致网络通信量增大。这还会导致最终用户(客户机)的响应时间延迟。例如，在时间0，服务器短缺资源并停止从网络适配器读取。在时间0.1秒，来自客户机的消息到达服务器网络适配器并被丢弃，因为适配器的缓冲器装得满满的。在时间0.3秒，资源变得可用，服务器重新开始从网络适配器读取。这持续到时间1.5秒，客户机超时(由于客户机消息未被服务器确认)并重新传送该消息。重新传送的消息在时间1.6秒到达服务器，随后响应消息在时间1.7秒到达客户机，事务(transaction)结束。

借助本发明，在利用相同例子的情况下，事务被更快地完成。具体地说，在本例中，在时间0.1秒，来自客户机的消息到达网络适配器并被服务器读入。该消息用于低优先级的应用/套接字；于是，服务器使该消息在内部排队。在时间0.3秒，资源再次变得可用，从而服务器开始处理排队的消息。服务器应用发送响应消息，所述响应消息在时间0.4秒到达客户机，事务结束。在旧模型中，完成事务用时1.7秒(消息不得不被发送两次)-相反，就本发明来说，只用时0.4秒(消息只被发送一次)。

对本领域的技术人员来说，本发明显然可用硬件、软件或者硬件和软件的组合来实现。任意类型的计算机/服务器系统-或者适合于执行这里描述的方法的其它设备都是合适的。硬件和软件的一种典型组合可以是具有计算机程序的通用计算机系统，当被装入和执行时，所述计算机程序执行这里描述的相应方法。另一方面，可以利用包含执行本发明的一个或多个功能任务的专用硬件的专用计算机。

还可用计算机程序产品具体体现本发明，所述计算机程序产品包含使这里描述的方法的实现成为可能的所有各个特征，并且当被装入计算机系统时，能够执行这些方法。在本语境中，计算机程序、软件程序、程序或软件意味着用来使具有信息处理能力的系统直接地或者在下述两者之一或者这两者之后，执行特定功能的一组指令的任意语言、代码或符号的任意表述：a)转换成另一语言、代码或符号；b)用不同材料形式的再现。

虽然显然这里公开的发明非常适合于实现上述目的，但是要认识到本领域的技术人员可设计出众多的修改和实施例，附加的权利要求意图覆盖落入本发明的真实精神和范围内的所有这样的修改和实施例。

Claims (13)

1.计算机网络系统中服务器计算机上的服务器应用的选择性激活的方法，所述计算机网络系统包括服务器计算机和多个客户机计算机，在服务器计算机上加载有一组服务器应用，并且给定协议栈管理服务器应用的激活，所述方法包括下述步骤：

(a)系统管理员定义网络系统的多种状态；

(b)所述系统管理员指定用于确定在每种所述状态下每个服务器应用是否可被激活的条件；

(c)所述给定协议栈按照所述指定的条件管理服务器应用的激活；

(d)分配不同的优先级给所述服务器应用；

(e)所述服务器计算机从所述客户机计算机接收消息；以及

(f)所述协议栈接收所述消息，并且对于由所述服务器计算机接收的每个消息，基于分配给服务器应用中的一个服务器应用的优先级，确定是否将所述每个消息传递给服务器计算机上的服务器应用中的所述一个服务器应用。

2.按照权利要求1所述的方法，其中：

网络系统定期经历初始化；和

步骤(b)包括把服务器应用的子集指定为可在系统初始化期间被激活的应用的步骤。

3.按照权利要求1所述的方法，其中指定的条件包括：在至少一些应用中的每个应用可在所述状态中的至少一种状态下被激活之前，必须被满足的最低条件。

4.按照权利要求3所述的方法，其中在达到定义的最低系统状态之前，给定协议栈、INETD、策略代理或者它们的组合阻止应用启动。

5.按照权利要求1所述的方法，其中：

所述状态包括限制状态，有限通信量状态和正常状态：

在限制状态下，只有一些应用被允许运行；

在有限通信量状态下，阻止输入的消息由给定协议栈传送给低优先级的应用；

在正常状态下，允许所有的应用运行。

6.按照权利要求5所述的方法，其中当从正常状态转变到有限通信量状态时，服务器计算机并不停止应用，而是协议栈阻止消息被传送给低优先级应用。

7.按照权利要求5所述的方法，其中：

步骤(b)包括把所述应用的子集指定为最高优先级的应用的步骤；和

所述状态还包括只允许所述最高优先级的应用运行的高优先级状态。

8.一种计算机网络系统，包括：

服务器计算机，其中，在服务器计算机上加载有一组服务器应用，并且给定协议栈管理服务器应用的激活；

多个客户机计算机；以及

能够实现服务器应用的选择性激活的装置，包括

a.从系统管理员接收定义网络系统的多种状态的输入的装置，和

b.从所述系统管理员接收指定用于确定在每种所述状态下每个服务器应用是否可被激活的条件的输入的装置，

其中，所述给定协议栈按照所述指定的条件管理服务器应用的激活；并且

其中，分配不同的优先级给所述服务器应用，所述服务器计算机从所述客户机计算机接收消息，以及所述协议栈接收所述消息，并且对于由所述服务器计算机接收的每个消息，基于分配给服务器应用中的一个服务器应用的优先级，确定是否将所述每个消息传递给服务器计算机上的服务器应用中的所述一个服务器应用。

9.按照权利要求8所述的计算机网络系统，其中：

网络系统定期经历初始化；和

从所述系统管理员接收指定条件的输入的装置包括从所述系统管理员接收把服务器应用的子集指定为可在系统初始化期间被激活的应用的输入的装置。

10.按照权利要求8所述的计算机网络系统，其中指定的条件包括：在至少一些应用中的每个应用可在所述状态中的至少一种状态下被激活之前，必须被满足的最低条件。

11.按照权利要求10所述的计算机网络系统，其中在达到定义的最低系统状态之前，给定协议栈将不允许应用被启动。

12.按照权利要求8所述的计算机网络系统，其中：

所述状态包括限制状态，有限通信量状态和正常状态：

在限制状态下，只有一些应用被允许运行；

在有限通信量状态下，阻止输入的消息由给定协议栈传送给低优先级的应用；

在正常状态下，允许所有的应用运行。

13.按照权利要求12所述的计算机网络系统，其中：

从所述系统管理员接收指定条件的输入的装置包括从所述系统管理员接收把所述应用的子集指定为最高优先级应用的输入的装置；和

所述状态还包括只允许所述最高优先级应用运行的高优先级状态。

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