CN101160828A - 基于智能平台管理接口的管理系统和方法 - Google Patents

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CN101160828A CNA2006800122303A CN200680012230A CN101160828A CN 101160828 A CN101160828 A CN 101160828A CN A2006800122303 A CNA2006800122303 A CN A2006800122303A CN 200680012230 A CN200680012230 A CN 200680012230A CN 101160828 A CN101160828 A CN 101160828A
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Abstract

本发明提供一种基于智能平台管理接口的管理系统和实现基板管理控制器管理的方法，其核心均在于：采用总线型连接方式将至少一个BMC(基板管理控制器)、至少一个主节点单板通过基于差分传输方式的总线连接，BMC和主节点单板之间通过基于差分传输方式的总线传输IPMI管理信息，从而对BMC进行管理。本发明充分利用了基于差分传输方式的总线如CAN总线的各种优点，简化了本发明管理系统的软硬件设计复杂度；本发明的总线型连接方式简化了主节点单板、系统背板等的硬件设计，同时，简化了BMC节点的扩展过程；从而实现了提高管理系统可靠性、降低管理系统实现成本、提高管理系统可扩展性的目的。

Description

基于智能平台管理接口的管理系统和方法
技术领域
本发明涉及网络通讯技术领域， 具体涉及一种基于智能平台管理接口的管理系统和方法。 发明背景
IPMI (Intelligent Platform Management Interface, 智能平台管理接口）源于服务器领域， 目的是 为服务器提供设备管理、 传感器 /事件管理、 用户管理、 风扇框 /电源框管理、 远程维护等功能。
1998年 9月， Intek HP、 NEC, Dell联合发布了 IPMI VI.0规范。 到 2003年 3月， 采纳 IPMI规范的 厂家达到 142个。 2004年发布了 IPMI V2.0版本。 PICMG (PCI工业计算机制造组织）把 IPMI规范定义 为 ATCA (advanced telecommunications compute architecture, 先进通信计算机架构）平台的设备管理 规范， 进一步推动了该 IPMI规范在电信设备管理领域的应用。
IPMI具有标准化、 管理通道与业务通道分离、 丰富的命令集、 安全性髙等特点。
IPMI的标准化特点使 IPMI具有开放的硬件平台接口规范， 使 IPMI的可靠性、 可扩展性、 可移植 性好， 而且， IPMI的标准化缩短了 IPMI的开发周期， 降低了 IPMI的开发成本。
IPMI的管理通道与业务通道分离的特点使 IPMI具有 HA (High Availability, 髙可用性）， 使 IPMI 子系统的供电电源独立，使 IPMI不依赖 SMS (Sevice Management System,业务管理系统）， OS-absent, 使 IPMI在业务系统故障时仍具有可操作性， 而且， IPMI定义了基于 LAN/Serial/Modem的带外维护通 道。
由于 IPMI源于服务器领域， 所以， IPMI继承了 ASF (Alert Standard Forum, 告警标准论坛） 规 范中部分定义， IPMI VI.5包括七大类命令， 共 166条命令， 且传感器 /事件定义 200多种。
IPMI的带外 LAN/Modem/Serial通道支持用户 /密码 /权限管理、 多用户登录等， 使 IPMI具有安全 性高的优点。
IPMI的典型应用框图如附图 1所示。
图 1中， BMC (Baseboard Management Controller, 基板管理控制器） 是 IPMI的核心， BMC位于 系统总线与平台管理硬件之间， 提供与系统总线的接口以及平台管理硬件的接口。 IPMI通过 IPMB (智能平台管理）总线支持平台管理的扩展， 可以实现 BMC和 SMC ( System Maiaagement Controller, 系统管理控制器） 的通讯。 IPMB是基于 1 (集成电路间互连总线） 的串行总线， IPMB总线支持标 准模式和快速模式， 当 IPMB总线支持标准模式时， IPMB总线支持的最高速度为 100kbps; 当 IPMB 总线支持快速模式时， IPMB总线支持的最高速度为 400kbps。
在实际应用中， 可以采用主备 CMM (Chassis Management Module, 机框管理模块）单板对机框 进行控制， 其他单板通过单板上的 BMC模块与 CMM进行通信， BMC与 CMM之间采用 IPMB总 线连接。
BMC与 CMM单板之间的 IPMB总线可以采用双星型， 也可以采用总线型结构。 由于 IPMB总 线的驱动能力、 总线速度、 热插拔能力等都是有限的， 所以， 目前的设计多采用双星型结构， 具体 如附图 2所示。 图 2中，两块 CMM1和 CMM2单板分别有两条 IPMB总线与每一个 BMC连接，实现备份以及 负荷分担的功能。 两块 CMM单板中有一块为备用， 有一块为主用。
当釆用双星型结构时， 主用 CMM单板与 BMC的通信过程如附图 3所示。
图 3中， 当主用 CMM单板需要与指定节点的 BMC通信时， 主用 CMM单板将 IPMI消息封装 到 IPMI帧中， 再通过 IPMB总线发送到接收节点 BMC。 接收节点 BMC首先识别节点号， 如果是 发送给本节点的， 则接收 IPMI帧并解析出 IPMI消息给上层软件模块。
CMM与 BMC之间通过 IPMB总线、采用双星型连接方式时，使 CMM板输出到背板的信号数量很 多， 如每个 BMC节点对应 4个信号， 而且信号数量会随着 BMC节点数量的增加不断增加， 从而占用 了 CMM单板与背板之间很多的连接器管脚， 使背板硬件走线的设计也较复杂。 当扩展管理系统中 BMC节点数量时， 需要增加从 CMM输出的 IPMB总线数量， 所以， 需要同时修改系统背板以及 CMM 单板， 使 BMC节点的扩展很不方便。
CMM与 BMC之间通过 IPMB总线、 采用双星型连接方式时， 需要在 CMM单板上实现 IPMB控制 器， 该 EPMB控制器需要输出很多 IPMB总线， IPMB总线的数量是 BMC节点数的 2倍。 IPMB控制器一 般通过 FPGA (现场可编程门阵列)逻辑来实现， 导致 IPMB控制器的实现硬件成本很髙。 由于 IPMB 总线在硬件上不具备自动错误检测和纠错能力， 需要软件来实现， 导致管理系统的软件实现成本髙。
当 CMM与 BMC之间通过 IPMB总线、釆用总线型拓扑连接方式时， 由于 IPMB物理层是 1 总线， I2C总线的驱动能力有限， 如 I2C总线一般要求总线上的负载电容不超过 400pf, 因此， 使系统支持的 BMC节点数量有限。 由于 BPMB总线的带宽为 100kbps或者 400kbps, —般为 100kbps, 多个 BMC节点 共享 100kbps的带宽， 使管理系统的数据传输效率较低。 同时， 由于 IPMB总线基于 I2C总线， I2C总线 基于 TTL/CMOS电平， 使管理系统的管理信息传输， 尤其是时钟信号容易受干扰。 发明内容
本发明的目的在于， 提供一种基于智能平台管理接口的管理系统和方法， 利用基于差分传输方 式的总线、 总线型连接方式， 以克服现有技术方案设计复杂且成本髙的问题。
为达到上述目的， 本发明提供的一种基于智能平台管理接口的管理系统， 包括：
至少一个设置有基板管理控制器的业务板和至少一个主节点单板， 所述基板管理控制器和主节 点单板都与总线连接， 所述总线为基于差分传输方式的总线； 所述基板管理控制器和主节点单板都 分别与所述的基于差分传输方式的总线以总线型连接方式连接。
下面描述的管理系统的技术方案为可选技术方案。
所述基于差分传输方式的总线具体为： 控制器局域网总线。
所述基板管理控制器和主节点单板中还分别设置有 CAN帧封装模块和 CAN帧解析模块。 所述基于差分传输方式的总线为一条或多条， 当所述基于差分传输方式的总线为多条时， 所述 的基板管理控制器和主节点单板分别与所述的多条基于差分传输方式的总线连接。
本发明还提供一种实现基板管理控制器管理的方法， 包括步骤- a、采用总线型连接方式的基板管理控制器和主节点单板之间通过基于差分传输方式的总线传输 基于智能平台管理接口 IPMI的管理信息， 对基板管理控制器进行管理。
所述基于差分传输方式的总线包括： 控制器局域网总线。
所述步骤 a具体包括：
al、 主节点单板 /基板管理控制器将 IPMI消息封装为 IPMI帧， 并在将 IPMI帧封装为控制器局 域网总线帧后， 将控制器局域网总线帧通过控制器局域网总线传输；
a2、 主节点单板 /基板管理控制器根据控制器周域网总线中传输的控制器局域网总线帧的目的节 点信息确定需要接收的控制器局域网总线帧， 并接收；
a3、 接收控制器局域网总线帧的主节点单板 /基板管理控制器将所述接收的控制器局域网总线帧 解封装为 IPMI帧， 并从 IPMI帧中解析出 IPMI消息， 根据 IPMI消息进行基板管理控制器的管理。
所述基于差分传输方式的总线为一条或多条； 当基于差分传输方式的总线为多条时， 各基板管 理控制器和主节点单板分别与多条基于差分传输方式的总线连接； 多条基于差分传输方式的总线互 为备份总线， 或互为负载分担总线。
所述多条基于差分传输方式的总线互为备份总线；
且所述步骤 al中将控制器局域网总线帧通过控制器局域网总线传输的步骤具体包括： 主节点单板 /基板管理控制器将控制器局域网总线帧通过处于正常状态的主用控制器局域网总 线传输； 或
主节点单板 /基板管理控制器在主用控制器局域网总线处于异常状态时， 将控制器局域网总线帧 通过处于正常状态的备用控制器局域网总线传输。
所述多条基于差分传输方式的总线互为负载分担总线；
且所述步骤 al中将控制器局域网总线帧通过控制器局域网总线传输的步骤具体包括：主节点单 板 /基板管理控制器根据预定调度规则将需要发送的各控制器局域网总线帧发送到多条控制器局域 网总线中传输。
通过上述技术方案的描述可知， 本发明通过釆用基于差分传输方式的总线如 CAN总线， 充分利 用了 CAN总线的优点， 如抗干扰能力强， 在硬件上提供丰富的错误检测、 纠错功能， 在挂接的节点 出错严重的情况下的自动关闭该节点功能， 传输带宽高等， 增强了管理信息的传输可靠性， 简化了 本发明管理系统的软硬件设计复杂度； 通过采用总线型连接方式来设计基于智能平台管理接口的管 理系统， 避免了 IPMB控制器的设计过程， 使背板以及主节点单板只有 CAN总线数量 2倍的信号线， 如 CAN总线为两条时， 背板以及主节点单板只有 4根信号线， 进一步简化了管理系统的硬件设计； 而 且， 在增加 BMC节点数量时， 直接将新增加 BMC节点挂接到背板上的 CAN总线上即可， 不会涉及 到主节点单板的硬件改动， 简化了 BMC节点的扩展方法； 通过采用多条 CAN总线， 使 CAN总线能够 互为备份或互为负载分担， 使管理信息的传输可靠性好、 传输速率高； 从而通过本发明提供的技术 方案实现了提高管理系统可靠性、 降低管理系统实现成本、 提高管理系统可扩展性的目的。 附图简要说明 图 1是 IPMI的典型应用框图示意图；
图 2是现有技术中 CMM和基板管理控制器的双星型结构示意图；
图 3是现有技术中 CMM和基板管理控制器的管理信息传输方法流程图；
图 4是本发明的 CMM和基板管理控制器的总线型结构示意图；
图 5是本发明的 CMM和基板管理控制器的管理信息传输方法流程图。
实施本发明的方式
本发明的系统和方法的核心均在于： 采用总线型连接方式将至少一个 BMC (基板管理控制器)、 至少一个主节点单板通过基于差分传输方式的总线连接， BMC和主节点单板之间通过基于差分传输 方式的总线传输 IPMI管理信息， 从而对 BMC进行管理。
下面基于本发明的核心思想、 结合附图对本发明提供的基于智能平台管理接口的管理系统、 实 现基板管理控制器管理的方法进行说明。
本发明釆用基于差分传输方式的总线、 并通过总线型连接方式来组建基于 IPMI的管理系统， 即 本发明的管理系统中主节点单板和 BMC采用基于差分传输方式的总线、 通过总线型连接方式连接。 基于差分传输方式的总线可以为 CAN (控制器局域网络）总线。本发明中的主节点单板为对各个 BMC 节点进行管理的单板， 如一些 IPMI系统中的 CMM (机框管理模块） 单板、 SMM (机框管理模块） 单板、 主控板等。
由于 CAN总线基于差分传输方式， 抗干扰能力强， 使本发明的管理系统的管理信息传输可靠性 好， 同时， 避免了 IPMB总线时钟信号容易受干扰的现象。 由于 CAN总线在硬件上提供了很多的错误 检测、 纠错功能， 而 IPMB总线在硬件上不具备自动错误检测和纠错能力， 需要软件来实现， 所以， 本发明简化了管理系统的软件设计复杂度， 降低了管理系统的软件实现成本。
由于 CAN总线具有在某个节点出错严重的情况下自动关闭的功能， 从而， 使本发明的管理系统 在某个节点出现故障时， 不会影响到 CAN总线上的其它节点的正常操作， 使本发明的管理系统具有 良好的容错性。
本发明的管理系统中的基于差分传输方式的总线可以为一条， 也可以为多条。 当基于差分传输 方式的总线为多条时， 多条总线可以为互为备份， 也可以为互为负载分担， 增加了信号传输带宽， 提高了信号传输效率。
当基于差分传输方式的总线为两条 CAN总线、主节点单板为 CMM时， 本发明的管理系统的硬件 拓扑结构如附图 4所示。
图 4中的管理系统包括： CMM1和 CMM2两个 CMM、 多个 BMC节点、 CAN0和 CAN1两条 CAN总 线。
CMM1、 CMM2和每个 BMC分别通过 IPMI接口与 CAM)和 CAN1连接。
本发明管理系统的物理层使用 CAN总线取代了 IPMB总线， IPMB总线支持标准模式和快速模式， 当 BPMB总线支持标准模式时， IPMB总线支持的最高速度为 100kbps; 当 IPMB总线支持快速模式时， BPMB总线支持的最高速度为 400kbps。 CAN总线的传输带宽可以达到 1Mbps,这样，当 CAM)和 CAN1 总线互为负载分担总线时， 两条 CAN总线的传输带宽可以达到 2Mbps, CAN0和 CAN1总线上连接的 CMM节点、 BMC节点均共享 2Mbps传输带宽， 提髙了各节点的信号传输带宽。 在不出现各个节点同 时突发传输的情况下， 在理论上， CMM与 BMC节点的数据传输速率可以达到 2Mbps。
从图 4 中可明显看出， 本发明的管理系统的硬件基于总线型拓扑结构， 使管理系统的背板和 CMM单板上均只需要走两条 CAN总线， 由于每条 CAN总线有两根差分信号线，使背板以及 CMM 单板上只有 4根信号线， 即背板以及 CMM单板上的信号线数量为 CAN总线数 ϋ的两倍。当需耍在 管理系统中增加 BMC节点时， 只需耍在 CAN总线上挂接新增加的 BMC节点即可， CMM单板中 的 CAN总线不会随着 BMC节点数量的增加而增加，使管理系统的可扩展性好、且简化了背板硬件、 CMM单板硬件的设计， 降低了管理系统的硬件实现成本。
本发明的管理系统通过釆用 CAN总线， 不需耍在 CMM单板中增加 IPMB控制器， 进一步降低 了管理系统的硬件实现成本。
当本发明的管理系统釆用 CAN总线时， CMM1、 CMM2和各 BMC之间需要通过 CAN帧来传输管 理信息， 所以， 本发明的管理系统中设置有 CAN帧封装模块和 CAN帧解析模块。
CAN帧封装模块和 CAN帧解析模块可设置在管理系统中的每个节点上， 即 CAN帧封装模块的数 量和 CAN帧解析模块的数量与管理系统中的节点数量相同， 每个节点中都设置有一个 CAN帧封装模 块和一个 CAN帧解析模块。
下面结合附图 5对本发明的管理系统的管理信息传输过程进行说明。
图 5中，当主节点单板如 CMM单板需要将 IPMI消息传输至某个 BMC节点时， CMM单板中的 IPMI 封装模块将 IPMI消息封装为 IPMI帧， 然后， CMM单板中的 CAN帧封装模块将 IPMI帧封装为 CAN帧， 并发送到 CAN总线上， CAN总线上的各节点均判断 CAN总线传输的 CAN帧的目的节点号， 如果确定 CAN帧的目的节点号与其自身的节点号不相同， 则不接收 CAN总线上传输的 CAN帧； 如果确定 CAN 帧的目的节点号与其自身的节点号相同， 则接收 CAN总线上传输的 CAN帧， 并由接收 CAN帧的目的 节点上的 CAN帧解析模块将接收的 CAN帧解析为 IPM顺，同时,将 IPMI帧交给上层的 DPMI解析模块， 由 IPMI解析模块解析出 IPMI消息。
当某个 BMC节点需要将 IPMI消息传输至 CMM单板时， BMC节点中 IPMI封装模块将 IPMI消息封 装为 IPMI帧， 然后， 该 BMC节点中的 CAN帧封装模块将 IPMI帧封装为 CAN帧， 并发送到 CAN总线 上， CAN总线上的各节点均判断 CAN总线传输的 CAN帧的目的节点号， 如果确定 CAN帧的目的节点 号与其自身的节点号不相同， 则不接收 CAN总线上传输的 CAN帧； 如果确定 CAN帧的目的节点号与 其自身的节点号相同， 则接收 CAN总线上传输的 CAN帧， 并由接收 CAN帧的目的节点上的 CAN帧解 析模块将接收的 CAN帧解析为 IPMI帧， 同时， 将 IPMI帧交给上层的 IPMI解析模块， 由 IPMI解析模块 解析出 IPMI消息。
上述对管理信息传输的描述过程中， 如果 CAN总线为多条， 且多条 CAN总线互为备份， 贝 IJ在 CMM或 BMC发送 CAN帧时， 需要将 CAN帧发送到处于正常工作状态的主用 CAN总线上， 并且 在主用 CAN总线出现故障时， CMM或 BMC需要将 CAN帧发送到处于正常工作状态的备用 CAN 总线上， 如当两条 CAN总线互为备份、 且一条 CAN总线出现故障时， 发送 CAN帧的节点会自动 将所有的 CAN帧发送到处于正常状态的 CAN总线上， 从而有效提髙了管理系统的 PI管理信息 的传输可靠性， 进而提高了管理系统的管理可靠性。 如果 CAN总线为多条， 且多条 CAN总线互为 负载分担，则在 CMM或 BMC发送 CAN帧时,需耍根据预定的调度规则将 CAN调度到相应的 CAN 总线上发送， 如 CMM将需要发送的各 CAN帧按照顺序调度到不同的 CAN总线上发送， 有效保证 了各 CAN总线中的负荷均衡， 有效保证了 CAN总线上的各节点的传输带宽和 IPMI管理信息传输 速率。
通过上述管理信息的传输方法， 使 CMM能够将其对 BMC节点的 IPMI管理信息传输至对应的 目的 BMC节点， 使目的 BMC节点能够根据其接收的 IPMI管理信息进行相应的操作， 同时， BMC 节点对 CMM的 IPMI管理信息的响应信息等能够传输至 CMM, 使 CMM能够对各 BMC节点进行 有效的管理。
虽然通过实施例描绘了本发明， 本领域普通技术人员知道， 本发明有许多变形和变化而不脱离 本发明的精神， 本发明的申请文件的权利要求包括这些变形和变化。

Claims (1)

  1. 权利要求
    1、 一种基于智能平台管理接口的管理系统， 包括：
    至少一个设置有基板管理控制器的业务板和至少一个主节点单板， 所述基板管理控制器和主节 点单板都与总线连接， 其特征在于：
    所述总线为基于差分传输方式的总线；
    所述基板管理控制器和主节点单板都分别与所述的基于差分传输方式的总线以总线型连接方式 连接。
    2、 如权利要求 1所述的管理系统， 其特征在于， 所述基于差分传输方式的总线具体为. · 控制器 局域网总线。
    3、 如权利要求 2所述的管理系统， 其特征在于： 所述基板管理控制器和主节点单板中还分别设 置有 CAN帧封装模块和 CAN帧解析模块。 .
    4、 如权利要求 1、 2或 3所述的管理系统， 其特征在于， 所述基于差分传输方式的总线为一条 或多条， 当所述基于差分传输方式的总线为多条时， 所述的基板管理控制器和主节点单板分别与所 述的多条基于差分传输方式的总线连接。
    5、 一种实现基板管理控制器管理的方法， 其特征在于， 所述方法包括步骤- a、釆用总线型连接方式的基板管理控制器和主节点单板之间通过基于差分传输方式的总线传输 基于智能平台管理接口 IPMI的管理信息， 对基板管理控制器进行管理。
    6、 如权利要求 5所述的方法， 其特征在于， 所述基于差分传输方式的总线包括： 控制器局域网 总线。
    . 7、 如权利要求 6所述的方法， 其特征在于， 所述步骤 a具体包括- al、 主节点单板 /基板管理控制器将 IPMI消息封装为 IPMI帧， 并在将 IPMI帧封装为控制器局 域网总线帧后， 将控制器局域网总线帧通过控制器局域网总线传输； ' a2、 主节点单板 /基板管理控制器根据控制器局域网总线中传输的控制器局域网总线帧的目的节 点信息确定需要接收的控制器局域网总线帧， 并接收；
    a3、 接收控制器局域网总线帧的主节点单板 /基板管理控制器将所述接收的控制器局域网总线帧 解封装为 IPMI帧， 并从 IPMI帧中解析出 IPMI消息， 根据 IPMI消息进行基板管理控制器的管理。
    8、 如权利要求 6或 7所述的方法， 其特征在于， 所述基于差分传输方式的总线为一条或多条； 当基于差分传输方式的总线为多条时， 各基板管理控制器和主节点单板分别与多条基于差分传 输方式的总线连接；
    多条基于差分传输方式的总线互为备份总线， 或互为负载分担总线。
    9、 如权利要求 8所述的方法， 其特征在于， 所述多条基于差分传输方式的总线互为备份总线； 且所述步骤 al中将控制器局域网总线帧通过控制器局域网总线传输的步骤具体包括： 主节点单板 /基板管理控制器将控制器局域网总线帧通过处于正常状态的主用控制器周域网总 线传输； 或
    主节点单板 /基板管理控制器在主用控制器周域网总线处于异常状态时， 将控制器局域网总线帧 通过处于正常状态的备用控制器局域网总线传输。
    10、 如权利要求 8所述的方法， 其特征在于， 所述多条基于差分传输方式的总线互为负载分担 总线；
    且所述步骤 al中将控制器局域网总线帧通过控制器局域网总线传输的步骤具体包括- 主节点单板 /基板管理控制器根据预定调度规则将需要发送的各控制器局域网总线帧发送到多 条控制器局域网总线中传输。
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