IOPfad

IOPfad, in der Informatik oft als Input/Output-Pfad bezeichnet, bezeichnet den Weg, den I/O-Anfragen von Anwendungen zu den entsprechenden Peripheriegeräten durchlaufen. Er umfasst sowohl logische als auch physische Ebenen und bildet die Gesamtheit der Schritte, die von der Anwendungsanfrage bis zur Ausführung am Hardwaregerät notwendig sind.

Typischerweise umfasst der IOPfad mehrere Schichten. Auf Anwendungsebene erfolgen Aufrufe über standardisierte APIs, gefolgt von Systemaufrufen im Betriebssystemkern. Im Kernel befinden sich der Dateisystem- und der Block- bzw. Netzwerkkbranche-Stack, der Pufferung, Caching und Sicherheit prüft. Danach treten Treiber der Block- oder Netzwerkschnittstellen sowie Host-Bus-Adapter, Speicherzugriffsmechanismen und die eigentliche Hardware in Erscheinung. In vielen Systemen wird der IOPfad durch Mechanismen wie I/O-Scheduler, Interrupt-Verarbeitung und Direct Memory Access (DMA) ergänzt.

Es gibt Unterschiede zwischen synchronen und asynchronen I/O-Operationen sowie zwischen pollenden, interruptgesteuerten oder gemischten Modellen. Virtualisierung fügt weitere Schichten hinzu, etwa durch Virtio-Treiber oder Paravirtualisierung, wodurch der IOPfad zwischen Gastsystem, Hypervisor und Hardware vermittelt wird.

Wichtige Aspekte des IOPfads sind Latenz, Durchsatz, effiziente Pufferung und Fehlerbehandlung. Der Pfad spielt eine zentrale Rolle bei Storage-Architekturen, Netzwerkkarten und Eingabe/Ausgabe-Systemen, da Engpässe dort oft zu Leistungsproblemen führen. In der Praxis dient der IOPfad der Koordination von Ressourcen, Sicherheit, Stabilität und Optimierung der I/O-Leistung.