CN100484003C - 一种服务器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于同一交换互连的刀片式服务器，该服务器其包括：统一交换接口，用于数据交换；多个处理器刀片，每个处理器刀片包括一个与统一交换接口相匹配的交换接口，与统一交换接口连接；一个或一个以上外设刀片，每个外设刀片包括一个与统一交换接口相匹配的交换接口，与统一交换接口连接；背板，用于连接处理器刀片和外设刀片。采用本发明的设计方案，可以降低服务器设计的复杂性，减少交换互连的成本，实现高的系统兼容性和可扩展性。

Description

一种服务器

技术领域

本发明涉及计算机通信领域，尤其涉及一种服务器。

背景技术

刀片式服务器是一种HAHD(High Availability High Density，高可用高密度)的低成本服务器平台，是专门为特殊应用行业和高密度计算机环境设计的，它的主要优势就是能够节约服务器的使用空间和费用，同时能够为用户提供灵活、便捷的扩展和升级手段。刀片服务器的每一块刀片实际上就是一块系统主板，类似于一个个独立的服务器。在这种模式下，每一个母板运行自己的系统，服务于指定的不同用户群，相互之间没有关联。可以使用系统软件将这些母板集合成一个服务器集群。在集群模式下，所有的母板可以连接起来提供高速的网络环境，可以共享资源，为相同的用户群服务。在集群中插入新的刀片，就可以提高整体性能。而由于每块刀片都是热插拔的，系统可以轻松地进行替换，并且将维护时间减少到最小。

刀片式服务器中通过不同的刀片实现各种不同的应用功能，如处理器刀片实现基本的处理能力，IO刀片实现集中的IO扩展能力，存储刀片实现与海量存储设备的接口功能等。在刀片服务器系统中，各刀片间存在种种互连和交换的需求：如在各处理器刀片间实现互连，便于将各相对独立的系统整合成处理能力更为强大的cluster系统或者cc-NUMA系统；在处理器刀片与IO刀片之间互连，实现各处理器系统对集中式共享IO资源的访问；在处理器刀片与存储刀片之间互连，实现各处理器系统对集中式海量存储设备资源的访问等等。根据不同的应用需求，这些交换互连有着不同的业界标准和实现方法，但是将各种不同类型的交换互连标准都在系统背板上实现，存在设计复杂，成本昂贵，管理困难的问题。

在现有刀片服务器实现中，根据需求的不同，存在着多种不同的交换互连标准。图1所示，举例说明了一个典型的刀片式服务器的实现架构。系统中包含处理器刀片(processor blade)，网络接口刀片(network blade)和存储接口刀片(storage blade)。其中，网络接口刀片和存储接口刀片又统称为外设刀片(IO刀片)。系统背板负责这些不同功能刀片之间的互连：为了实现网络接口功能，处理器刀片和网络接口刀片需要提供GE(Gigabit Ethernet，千兆以太网)接口，并通过lan switch实现交换互连；为了实现存储接口功能，处理器刀片和存储接口刀片需要提供FC(Fiber Connector，光连接器)接口，并通过FC switch实现交换互连。

在上述结构中，每种类型的服务都需要特定的互连接口和交换网实现互连，存在以下缺点：

1、背板接口繁多，实现复杂。

2、交换设备多，成本高。

3、多种总线和标准共存，管理复杂。

4、扩展困难。当需要提供新型的IO接口功能时，需要更新背板设计或者在现有交换总线上实现转换。

发明内容

本发明的目的在于在刀片式服务器中实现统一的交换和互连架构，实现各个功能刀片的互连。

为了实现发明目的，本发明提供如下技术方案：

一种服务器，包括：

统一交换接口，用于数据交换；

多个处理器刀片，每个处理器刀片包括一个与统一交换接口相匹配的交换接口，与统一交换接口连接；

一个或一个以上外设刀片，每个外设刀片包括一个与统一交换接口相匹配的交换接口，与统一交换接口连接；

背板，用于连接处理器刀片和外设刀片。

该服务器中，所述统一交换接口位于所述背板上。

备选的，所述服务器还包括与背板相连接的统一交换刀片，所述统一交换接口位于所述统一交换刀片上。

该服务器中，所述统一交换接口与处理器刀片、外设刀片的连接方式为：全互连式、星型式、双星型式或者总线式的连接方式。

该服务器中，所述统一交换接口的交换方式为：报文交换或者分组交换。

该服务器中，所述外设刀片包括：交换桥接模块，所述交换桥接模块与外设刀片上的交换接口相连，实现处理器刀片代理功能。

所述交换桥接模块包括：与交换接口相连的多个处理器刀片代理，所述处理器刀片代理的数目与所述处理器刀片的数目相对应；所述处理器刀片代理为每个处理器刀片的代理。

所述外设刀片包括：接口桥接模块，所述接口桥接模块包括多个接口桥接模块，所述每个接口桥接模块对外提供一个外设接口。

所述外设接口包括：PCI-E接口、GE接口或SCSI接口。

该服务器中，所述外设刀片为：网络接口刀片或存储接口刀片。

本发明的有益效果如下：

由于采用同一交换接口，实现统一的互连和交换，服务器的每个刀片只要实现一种互连接口，降低刀片式服务器设计的复杂性，并可以减少交换互连的成本；

由于服务器采用统一互连接口，背板设计复杂程度降低，不需要根据不同需求实现多种互连拓扑，总线标准和交换结构；

由于刀片式服务器系统中只存在一套交换互连结构，管理难度大大降低；

采用同一交换接口后，系统的兼容性和扩展性好，可以很好地支持新型的功能需求。

附图说明

图1是现有技术中的刀片服务器架构图；

图2是本发明的第一实施例的刀片服务器框架图；

图3是本发明的第二实施例的刀片服务器框架图；

图4是本发明中的外设刀片的具体实现图。

具体实施方式

本发明的关键在于：在外设刀片上设计处理器刀片代理以及各种接口类型的转换模块，在刀片服务器中实现处理器刀片和外设刀片直接统一交换互连架构，每个处理器刀片仅需要提供一种接口就可实现互连。

本发明提供的刀片服务器，包括：

统一交换接口，用于数据交换；

多个处理器刀片，每个处理器刀片包括一个与统一交换接口相匹配的交换接口，所述处理器刀片通过所述交换接口与统一交换接口连接；

一个或一个以上外设刀片(IO刀片)，每个外设刀片包括一个与统一交换接口相匹配的交换接口，所述外设刀片通过所述交换接口与统一交换接口连接；

背板，用于连接处理器刀片和外设刀片。

下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步描述。

图2所示是本发明提供的第一实施例，该刀片服务器，包括：一个统一交换接口，多个处理器刀片，一个网络接口刀片，一个存储接口刀片，以及背板。所述网络接口刀片和存储接口刀片统称外设刀片。其中，所述统一交换接口位于所述背板上，其与处理器刀片、外设刀片的连接方式为星型式；所述每个处理器刀片包括一个与统一交换接口相匹配的交换接口，所述处理器刀片通过所述所述交换接口与统一交换接口连接；外设刀片包括一个与统一交换接口相匹配的交换接口，所述外设刀片通过所述交换接口与统一交换接口连接；所述背板用于连接所述处理器刀片、网络接口刀片和存储接口刀片。

所述统一交换接口的接口形式不限，现有的多种接口都可以实现统一交换接口的功能，其交换方式可以为：基于变长的报文交换，或者基于定长的分组交换。所述交换接口实现与统一交换接口的连接，包括实现协议、物理接口等。

图4所示是外设刀片的具体实现。所述外设刀片包括：交换桥接模块、多个接口桥接模块。所述交换桥接模块与统一交换接口相连，所述接口桥接模块实现交换桥接模块到各种特定IO接口的转接，对外可以提供多种外设接口，包括PCI-E接口、GE接口、SCSI接口。如图4所示，第一接口桥接模块与PCI-E接口相连，实现到PCI-E接口的转换；第二接口桥接模块与GE接口相连，实现到GE接口的转换；第三接口桥接模块与SISC接口相连，实现到SISC接口的转换；接口桥接模块所实现的接口可以根据外设刀片的类型做选择，因而不同的外设刀片包括的接口桥接模块也可以做调整，例如对于存储接口刀片，对外仅需提供SCSI接口，该存储接口刀片相应的也仅包含第三接口桥接模块和SCSI接口，其他外设刀片也可以根据需要做相应的选择。所述交换桥接模块，是本发明设计的关键，其包括多个处理器刀片代理，所述处理器刀片代理的数目与所述处理器刀片的数目相对应，即在服务器中有几个处理器刀片在外设刀片的交换桥接模块中就需设置几个处理器刀片代理，并一一对应。所述处理器刀片代理为每个处理器刀片的代理，存储一些处理器刀片的映射信息，对接口桥接模块中的外设接口而言呈现出处理器刀片的特点，代表相应的处理器刀片与所述外设接口通信，实现对外设接口的访问；对处理器刀片而言则等同于外设接口，被映射成为某部分内存地址空间或者外设地址空间。处理器刀片通过交换接口对这些空间进行访问。交换桥接模块为本发明的架构下外设刀片设计的关键，可以由通用处理器+软件的方法实现，也可以通过硬件的方法实现。

采用此方法设计的刀片服务器，由外设刀片对外提供不同的外设接口，处理器刀片通过统一的交换接口和各个外设刀片之间通讯。如图4中，当处理器刀片1#需要访问该外设刀片上的GE接口时，其首先通过统一交换接口与该外设刀片上的处理器刀片#1代理模块进行通讯，交换命令和数据；处理器刀片#1代理模块通过与GE相关的第二接口桥接模块与GE接口进行交互，从而实现处理器刀片#1对GE接口的访问。

图3所示是本发明提供的第二实施例，其与第一实施例的不同在于，该服务器还包括：统一交换刀片。所述统一交换接口位于所述统一交换刀片上，其通过背板与处理器刀片的交换接口、外设刀片的交换接口相连接。

在设计中，所述统一交换接口与处理器刀片、外设刀片的连接方式还可以为：全互连式或者双星型式，可以根据需求带宽以及工业级技术水平进行选择。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本领域普通技术人员在上述原理之内所做的任何改动都应该属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1、一种服务器，其特征在于，包括：

统一交换接口，用于数据交换；

多个处理器刀片，每个处理器刀片包括一个与统一交换接口相匹配的交换接口，与统一交换接口连接；

一个或一个以上外设刀片，每个外设刀片包括一个与统一交换接口相匹配的交换接口，与统一交换接口连接；

背板，用于连接处理器刀片和外设刀片。

2、如权利要求1所述的服务器，其特征在于，所述统一交换接口位于所述背板上。

3、如权利要求1所述的服务器，其特征在于，所述服务器还包括与背板相连接的统一交换刀片，所述统一交换接口位于所述统一交换刀片上。

4、如权利要求1所述的服务器，其特征在于，所述统一交换接口与处理器刀片、外设刀片的连接方式为：全互连式、星型式、双星型式或者总线式的连接方式。

5、如权利要求1所述的服务器，其特征在于，所述统一交换接口的交换方式为：报文交换或者分组交换。

6、如权利要求1所述的服务器，其特征在于，所述外设刀片包括：交换桥接模块，所述交换桥接模块与外设刀片上的交换接口相连，实现处理器刀片代理功能。

7、如权利要求6所述的服务器，其特征在于，所述交换桥接模块包括：与交换接口相连的多个处理器刀片代理，所述处理器刀片代理的数目与所述处理器刀片的数目相对应；所述处理器刀片代理为每个处理器刀片的代理。

8、如权利要求6或7所述的服务器，其特征在于，所述外设刀片包括：接口桥接模块，所述接口桥接模块包括多个对外提供一个外设接口的接口桥接模块。

9、如权利要求8所述的服务器，其特征在于，所述外设接口包括：PCI-E接口、GE接口或SCSI接口。

10、如权利要求1所述的服务器，其特征在于，所述外设刀片为：网络接口刀片或存储接口刀片。

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