CN102346503B - 一种机柜及机柜系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种机柜及机柜系统，其中，机柜能够安装至少一个可操作的计算系统，该机柜包括网控设备，所述网控设备包括：至少一个第一接口，与所述至少一个可操作的计算系统一一对应连接，用于接收所述计算系统发送的数据或者将数据发送至所述计算系统；具有多个控制单元的网络控制模块，与所述至少一个第一接口连接，其中，每个所述至少一个第一接口与至少一个所述控制单元连接，所述控制单元用于接收通过所述第一接口传输过来的所述计算系统发送的数据，或者将数据传输至所述第一接口，由所述第一接口将数据发送至所述计算系统。本发明的方案可以使机柜中的各服务器的网络连线简单，提高多个机架式服务器的设计密度。

Description

一种机柜及机柜系统

技术领域

本发明涉及服务器架构，特别是指一种机柜及机柜系统。

背景技术

在标准机架式(RACK)服务器中，网络设备(即网卡)是必不可少的部分，每台机架式服务器都会集成2个或者更多的网络设备。在一台标准机柜中，可以安装多达40台以上的标准机架式服务器(1U RACK)，这些高密度的RACK服务器堆叠在一起，每个机架式服务器的网络接口(即网卡上的网络接口)都要连接到交换机的对应端口，这样就会产生网络连线非常复杂，以及网络扩展困难的问题。

发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术中至少存在如下问题：

现有技术中，多台机架式服务器集中在一台机柜中时，网络连线复杂，网络扩展困难。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种机柜及机柜系统，使机柜中的各服务器的网络连线简单，提高多个机架式服务器的设计密度。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供技术方案如下：

一方面，提供一种机柜，所述机柜能够安装至少一个可操作的计算系统，所述机柜还包括：网控设备，所述网控设备包括：

至少一个第一接口，与所述至少一个可操作的计算系统一一对应连接，用于接收所述计算系统发送的数据或者将数据发送至所述计算系统；

具有多个控制单元的网络控制模块，与所述至少一个第一接口连接，其中，每个所述至少一个第一接口与至少一个所述控制单元连接，所述控制单元用于接收所述计算系统通过所述第一接口传输过来的数据，或者将数据传输至所述第一接口，由所述第一接口将数据发送至所述计算系统。

优选的，所述网控设备还包括：

具有至少一个通讯端口的网络交换模块，所述多个控制单元与所述至少一个通讯端口一一对应连接，所述网络交换模块用于通过所述通讯端口接收所述计算系统通过所述第一接口和所述控制单元传输过来的数据，或者通过所述通讯端口将数据传输至所述控制单元，并由所述控制单元将数据传输至所述第一接口。

优选的，所述网控设备还具有至少一个与外部网络连接的第二接口，所述第二接口用于将所述计算系统通过所述第一接口，所述控制单元和所述网络交换模块传输过来的数据，传输至所述外部网络，或者将所述外部网络发送的数据传输至所述网络交换模块，并由所述网络交换模块通过所述通讯端口传输至所述网络控制模块中的控制单元。

优选的，所述网络控制模块还包括：

总控单元，与所述多个控制单元中的每一个控制单元连接，用于按照所述计算系统传输数据时所采用的控制单元的数量，动态地将至少一个所述控制单元连接至与所述计算系统对应的所述第一接口；或者按照远程服务器传输过来的分配指令，将至少一个所述控制单元连接至与所述计算系统对应的所述第一接口。

优选的，所述总控单元与所述多个控制单元中的每一个控制单元通过高速总线连接。

优选的，所述第一接口为高速串行总线接口，所述网络控制模块通过连接在所述第一接口上的高速串行总线线缆，与所述计算系统连接。

另一方面，本发明的实施例还提供一种机柜系统，包括：至少一个计算系统和机柜，所述机柜包括：网控设备，所述网控设备包括：

至少一个第一接口，与所述至少一个可操作的计算系统一一对应连接，用于接收所述计算系统发送的数据或者将数据发送至所述计算系统；

具有多个控制单元的网络控制模块，与所述至少一个第一接口连接，其中，每个所述至少一个第一接口与至少一个所述控制单元连接，所述控制单元用于接收所述计算系统通过所述第一接口传输过来的数据，或者将数据传输至所述第一接口，由所述第一接口将数据发送至所述计算系统。

优选的，所述网控设备还包括：

具有至少一个通讯端口的网络交换模块，所述多个控制单元与所述至少一个通讯端口一一对应连接，所述网络交换模块用于通过所述通讯端口接收所述计算系统通过所述第一接口和所述控制单元传输过来的数据，或者通过所述通讯端口将数据传输至所述控制单元，并由所述控制单元将数据传输至所述第一接口。

优选的，所述网控设备还具有至少一个与外部网络连接的第二接口，所述第二接口用于将所述计算系统通过所述第一接口，所述控制单元和所述网络交换模块传输过来的数据，传输至所述外部网络，或者将所述外部网络发送的数据传输至所述网络交换模块，并由所述网络交换模块通过所述通讯端口传输至所述网络控制模块中的控制单元。

优选的，所述网络控制模块还包括：

总控单元，与所述多个控制单元中的每一个控制单元连接，用于按照所述计算系统传输数据时所采用的控制单元的数量，动态地将至少一个所述控制单元连接至与所述计算系统对应的所述第一接口；或者按照远程服务器传输过来的分配指令，将至少一个所述控制单元连接至与所述计算系统对应的所述第一接口。

本发明的实施例具有以下有益效果：

上述方案，通过在机柜中设置网控设备，该网控设备是将每台计算系统(例如，服务器、节点机等等)的一个或多个网卡集成在一个设备当中，从而使每台服务器不再需要安装网卡，节省了计算系统自身的空间；

通过该网控设备的第一接口与安装在该机柜中的计算系统一一对应连接，该网控设备的网络控制模块中具有多个控制单元，至少一个控制单元可以与一个第一接口连接，即对于一个计算系统来讲，该计算系统可以通过与该计算系统连接的第一接口，使用至少一个控制单元；而这种连接方式下，计算系统通过一个连接线与网控设备的第一接口连接后就具有了至少一个控制单元。换言之，就是计算系统通过一个与网控设备的连接线就能够使自身具有多个控制单元相当于该计算系统(例如，服务器)具有了多个网卡的功能。与现有技术中计算系统若要用多个网络设备(多个网卡)，必须有多根线与网络交换设备相连的连接方式相比；本发明的上述实施例减少了机柜中从计算系统出来的连接线，使机柜中的布线简单，进而可以提高机柜中计算系统的设置密度。

另外，该网控设备中，还设置了总控单元用于根据预定的策略，动态地调整多个控制单元与第一接口的连接个数。由于至少一个第一接口是分别与不同的计算系统一一对应连接的。相比现有技术中，需要对一个计算系统(即服务器)进行扩展，例如，将服务器中加一块网卡，那么就必须将该服务器与机柜拆离，将网卡安装到服务器上，再将服务器安装会机柜内。本发明实施例提供对网控设备集成了总控单元能够动态地调整多个控制单元与第一接口的连接个数，增强了计算系统的可扩展性，也提高扩展时操作的便利性。相比现有技术中，一个计算系统(即服务器)具有多个网络设备(即网卡)的情况，例如，当服务器中一个网卡就足以完整数据的传输时，另外一个网卡闲置状态。本发明的实施例提供的网控设备集成了总控单元能够动态地调整多个控制单元与第一接口的连接个数，也就是说，可以与一个计算系统对应的多个控制单元中闲置的控制单元调整给其他有需求的计算系统，提高了网控设备中控制单元的利用率。

附图说明

图1为本发明的机柜系统的架构图。

具体实施方式

为使本发明的实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明的实施例针对现有技术中多台机架式服务器集中在一台机柜中，每一台服务器中具有多个网卡时，每个网卡都与交换设备有网络连线，导致网络连线复杂的问题；本发明提供一种网络连线简单，容易扩展的机柜及机柜系统。

如图1所示，本发明的实施例机柜10，能够安装至少一个可操作的计算系统21，其中，该可操作的计算系统21如可以是服务器或者节点机，该机柜还包括：网控设备11，所述网控设备11包括：至少一个第一接口111，与所述至少一个可操作的计算系统21一一对应连接，用于接收所述计算系统21发送的数据，或者将数据发送至所述计算系统；

具有多个控制单元1122的网络控制模块112，与所述第一接口111连接，其中，每个所述至少一个第一接口111与与至少一个所述控制单元1122连接，所述控制单元1122用于接收所述计算系统21通过所述第一接口111传输过来的数据，或者将数据传输至所述第一接口111，由所述第一接口111将数据发送至所述计算系统21。所述控制单元1122接收网络上的数据包，通过和自己本身的物理地址相比较决定是否为应接信息，解包后，将数据通过第一接口发送与其连接的计算系统，另一方面将机计算系统上的数据打包后送出网络。

本发明的该机柜实施例，通过在机柜10中设置网控设备11，并通过该网控设备11的第一接口111与安装在该机柜中的计算系统21一一对应连接，该网控设备11的网络控制模块112中具有多个控制单元1122，至少一个控制单元1122可以与一个第一接口111连接，即对于一个计算系统21来讲，该计算系统可以通过与该计算系统连接的第一接口，使用至少一个控制单元1122；而这种连接方式下，计算系统21通过一个连接线与网控设备11的第一接口连接后就具有了至少一个控制单元。换言之，就是计算系统通过一个与网控设备的连接线就能够使自身具有多个控制单元相当于该计算系统(例如，服务器)具有了多个网卡的功能。与现有技术中计算系统若要用多个网络控制模块(多个网卡)，必须有多根线与网络交换设备相连的连接方式相比；本发明的上述实施例减少了机柜中从计算系统出来的连接线，使机柜中的布线简单，进而可以提高机柜中计算系统的设置密度。

再如图1所示，上述机柜中的网控设备11还可以包括：

具有至少一个通讯端口1131的网络交换模块113，所述多个控制单元1122与所述至少一个通讯端口1131一一对应连接，所述网络交换模块113用于通过所述通讯端1131口接收所述计算系统21通过所述第一接口111和所述控制单元1122传输过来的数据，或者通过所述通讯端口1131将数据传输至所述控制单元1122，并由所述控制单元1122将数据传输至所述第一接口111。所述网络交换模块还可以为与其连接的控制单元分配动态的IP地址。同时所述网络交换模块物理编址、网络拓扑结构、错误校验、帧序列以及流控等功能。

这样，每个计算系统21便可以通过该网络控制模块112和该网络交换模块113与外部网络41通信，不需要再在每个计算系统中设置网络控制模块并连接至交换机，使机柜中的各计算系统的网络连线减少，并连线简单。

进一步的，在网络交换模块113与外部网络41通信时，如图1所示，所述网控设备11还具有至少一个与外部网络41连接的第二接口，所述第二接口用于将所述计算系统通过所述第一接口，所述控制单元和所述网络交换模块113传输过来的数据传输至所述外部网络41，或者将所述外部网络41发送的数据传输至所述网络交换模块113，并由所述网络交换模块113通过所述通讯端口1131将数据传输至所述网络控制模块112中的控制单元1122。

下面再结合图1说明，网络控制模块112是如何实现将至少一个控制单元1122连接至一个第一接口111上的，所述网络控制模块112还可包括：

总控单元1121，与所述多个控制单元中的每一个控制单元1122连接，用于按照预定的策略动态地调整所述至少一个所述控制单元连接至与所述第一接口的个数。该预定的策略可以为按照所述计算系统21传输数据时需要采用的所述控制单元的数量，动态地将至少一个所述控制单元1122连接至与所述计算系统21对应连接的所述第一接口111；

其中，这里的控制单元为网络设备的控制单元(换句话说，就是网卡的控制芯片)，如网卡，通常情况下，一个计算系统中会具有多个网卡，来满足该计算系统对数据传输的需求；在本发明的该实施例中，是将网卡从计算系统中独立出来集中设置于网络控制模块中，具体为，将多个网络设备(即网卡)的控制单元集成在网控设备11并通过高速总线与总控单元连接，同时控制单元分别与交换设备相连接；该网络控制模块可以按照每一个计算系统在数据传输时实际传输的数据量对控制单元的需求量，进行动态地为每一个计算系统分配相应数量的控制单元；

如计算系统1与第一个第一接口连接，此时计算系统1按照其传输的实际数据量，需要3个控制单元进行传输，则该网络控制模块112中的总控单元1121就会分配3个控制单元与所述第一个第一接口连接，这三个控制单元均参与计算系统1的数据传输；相当于计算系统1具有三个网卡的功能。

计算系统2与第二个第一接口连接，此时计算系统2按照其传输的实际数据量，需要2个控制单元进行传输，则该网络控制模块112中的总控单元1121就会分配2个控制单元与所述第二个第一接口连接，这两个控制单元均参与计算系统2的数据传输；

当然，本领域技术人员可以理解的是：若计算系统1和计算系统2同时进行数据传输时，上述与计算系统1对应的三个控制单元，与计算系统2对应的两个控制单元不冲突；

当然，若当前网络控制模块中只有一个空闲的控制单元，若计算系统1和计算系统2都需要该控制单元为其传输数据时，该总控单元可以分时地分配该控制单元为计算系统1和计算系统2传输数据；如该总控单元在第一时间段内将该控制单元连接至第一个第一接口，用于传输计算系统1的数据；在第二时间段内将该控制单元连接至第二个第一接口，用于传输计算系统2的数据。

通过上述总控单元1121对多个控制单元1122的动态分配，可以很好的满足机柜中多个计算系统传输数据时对控制单元的需求，且每个计算系统中又不用再分别设置网络设备，也就没有了各个网络设备与交换机的连接线，因此，大大减少了机柜中计算系统与交换机的连接线，使机柜中的计算系统与网控设备的连线简单；且这种动态分配的方式，对每个计算系统来讲，易扩展，即对于每个计算系统来讲，实际需要多少个控制单元，该总控单元就会分配相应的控制单元给该计算系统来用，不再需要在计算系统中实际安装一个控制单元(如网卡)，因此，计算系统的控制单元扩展更易实现。

相比现有技术中，需要对一个计算系统(即服务器)进行扩展，例如，将服务器中加一块网卡，那么就必须将该服务器与机柜拆离，将网卡安装到服务器上，再将服务器安装会机柜内。本发明实施例提供对网控设备集成了总控单元能够动态地调整多个控制单元与第一接口的连接个数，增强了计算系统的可扩展性，也提高扩展时操作的便利性。相比现有技术中，一个计算系统(即服务器)具有多个网络设备(即网卡)的情况，例如，当服务器中一个网卡就足以完整数据的传输时，另外一个网卡闲置状态。本发明的实施例提供的网控设备集成了总控单元能够动态地调整多个控制单元与第一接口的连接个数，也就是说，可以与一个计算系统对应的多个控制单元中闲置的控制单元调整给其他有需求的计算系统，提高了网控设备中控制单元的利用率。

另外，上述总控单元1121，还可以按照远程服务器传输过来的分配指令，将至少一个所述控制单元1122连接至与所述计算系统21对应连接的所述第一接口111。这样有利用管理员通过远程服务器对机柜中的各个计算系统进行控制。

优选的，总控单元1121与各个控制单元1122通过高速总线连接，该高速部线如可以是高速串行总线或者高速并行总线；

所述第一接口111优选为高速串行总线接口，所述网络控制模块112通过连接在所述第一接口111上的高速串行总线线缆31与安装在所述机柜中的计算系统21连接；具体来讲，该计算系统21也具有高速串行总线接口211，该网控设备11上的网络高速串行总线接口111通过高速串行总线线缆31与该计算系统21的高速串行总线接口211连接。

这样每个计算系统21通过高速串行总线线缆连接到网络控制模块112和网络交换模块113对应的网络控制单元端口，可以以即插即用方式实现网络通讯通道的分配；该机架式服务器21同时还具有CPU(中央处理器)和Memory(存储器)等模块。

进一步的，所述网控设备11为至少两个，至少两个网控设备11采用级联方式设置；通过在机柜中设计多个网控设备11，或者在网控设备中设计更多的网络控制模块112，且该多个网控设备11或者该多个网络控制模块112并采用多设备级联的方式设置，可以更容易的扩展网络接口数量。

再如图1所示，本发明的实施例还提供一种机柜系统，包括：至少一个计算系统21和机柜10，所述机柜10包括：网控设备11，所述网控设备11包括：

至少一个第一接口111，与所述至少一个可操作的计算系统21一一对应连接，用于接收所述计算系统21发送的数据或者将数据发送至所述计算系统；

具有多个控制单元1122的网络控制模块112，与所述至少一个第一接口111连接，其中，每个所述至少一个第一接口111与至少一个所述控制单元1122连接，所述控制单元1122用于接收所述计算系统21通过所述第一接口111传输过来的数据，或者将数据传输至所述第一接口111，由所述第一接口111将数据发送至所述计算系统21。

本发明的该机柜系统的实施例，同样通过在机柜10中设置网控设备11，并通过该网控设备11的第一接口111与安装在该机柜中的计算系统21一一对应连接，该网控设备11的网络控制模块112中具有多个控制单元1122，至少一个控制单元1122可以与一个第一接口111连接，即对于一个计算系统来讲，该计算系统可以通过与该计算系统连接的第一接口，使用至少一个控制单元；而这种连接方式下，计算系统与网控设备只有一个连接线，与现有技术中计算系统若要用多个控制单元，必须有多根线与网络交换设备相连的连接方式相比；本发明的上述实施例减少了机柜中从计算系统出来的连接线，使机柜中的布线简单，进而可以提高机柜中计算系统的设置密度。

进一步的，所述网控设备11还包括：

具有至少一个通讯端口1131的网络交换模块113，所述多个控制单元1122与所述至少一个通讯端口1131一一对应连接，所述网络交换模块113用于通过所述通讯端口1131接收所述计算系统21通过所述第一接口111和所述控制单元1122传输过来的数据，或者通过所述通讯端口1131将数据传输至所述控制单元1133，并由所述控制单元1133将数据传输至所述第一接口111。

所述网控设备11还具有至少一个与外部网络连接的第二接口，所述第二接口用于将所述计算系统通过所述第一接口，所述控制单元和所述网络交换模块传输过来的数据，传输至所述外部网络41，或者将所述外部网络41发送的数据传输至所述网络交换模块113，并由所述网络交换模块113通过所述通讯端口1131将数据传输至所述网络控制模块112中的控制单元1122。

所述网络控制模块112还包括：

总控单元1121，与所述多个控制单元中的每一个控制单元1122连接，用于按照所述计算系统传输数据时所采用的所述控制单元的数量，动态地将至少一个所述控制单元1122连接至与所述计算系统21对应的所述第一接口；或者按照远程服务器传输过来的分配指令，将至少一个所述控制单元连接至与所述计算系统对应的所述第一接口。

优选的，总控单元1121与各个控制单元1122通过高速总线连接，该高速总线可以为高速串行总线或者高速并行总线；

所述第一接口111为高速串行总线接口，所述网络控制模块112通过连接在所述第一接口111上的高速串行总线线缆31与安装在所述机柜中的计算系统21连接；具体来讲，该计算系统21也具有高速串行总线接口211，该网控设备11上的网络高速串行总线接口111通过高速串行总线线缆31与该计算系统21的高速串行总线接口211连接。

这样每个计算系统21通过高速串行总线线缆连接到网络控制模块112和网络交换模块113对应的网络控制芯片端口，可以以即插即用方式实现网络通讯通道的分配；该机架式服务器21同时还具有CPU(中央处理器)和Memory(存储器)等模块。

进一步的，所述网控设备11为至少两个，至少两个网控设备11采用级联方式设置；通过在机柜中设计多个网控设备11，或者在网控设备中设计更多的网络控制模块112，且该多个网控设备11或者该多个网络控制模块112并采用多设备级联的方式设置，可以更容易的扩展网络接口数量。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种机柜，所述机柜能够安装至少一个可操作的计算系统，其特征在于，所述机柜还包括：网控设备，所述网控设备包括： 

至少一个第一接口，与所述至少一个可操作的计算系统一一对应连接，用于接收所述计算系统发送的数据或者将数据发送至所述计算系统； 

具有多个控制单元的网络控制模块，与所述至少一个第一接口连接，其中，每个所述至少一个第一接口与至少一个所述控制单元连接，所述控制单元用于接收所述计算系统通过所述第一接口传输过来的数据，或者将数据传输至所述第一接口，由所述第一接口将数据发送至所述计算系统；所述网控设备还包括： 

具有至少一个通讯端口的网络交换模块，所述多个控制单元与所述至少一个通讯端口一一对应连接，所述网络交换模块用于通过所述通讯端口接收所述计算系统通过所述第一接口和所述控制单元传输过来的数据，或者通过所述通讯端口将数据传输至所述控制单元，并由所述控制单元将数据传输至所述第一接口。 

2.根据权利要求1所述的机柜，其特征在于，所述网控设备还具有至少一个与外部网络连接的第二接口，所述第二接口用于将所述计算系统通过所述第一接口、所述控制单元和所述网络交换模块传输过来的数据，传输至所述外部网络，或者将所述外部网络发送的数据传输至所述网络交换模块，并由所述网络交换模块通过所述通讯端口传输至所述网络控制模块中的控制单元。 

3.根据权利要求1所述的机柜，其特征在于，所述网络控制模块还包括： 

总控单元，与所述多个控制单元中的每一个控制单元连接，用于按照所述计算系统传输数据时所采用的控制单元的数量，动态地将至少一个所述控制单元连接至与所述计算系统对应的所述第一接口；或者按照远程服务器传输过来的分配指令，将至少一个所述控制单元连接至与所述计算系统对应的所述第一接口。 

4.根据权利要求3所述的机柜，其特征在于，所述总控单元与所述多个控制单元中的每一个控制单元通过高速总线连接。 

5.根据权利要求1所述的机柜，其特征在于，所述第一接口为高速串行 总线接口，所述网络控制模块通过连接在所述第一接口上的高速串行总线线缆，与所述计算系统连接。 

6.一种机柜系统，包括：至少一个计算系统和机柜，其特征在于，所述机柜包括：网控设备，所述网控设备包括： 

至少一个第一接口，与所述至少一个可操作的计算系统一一对应连接，用于接收所述计算系统发送的数据或者将数据发送至所述计算系统； 

具有多个控制单元的网络控制模块，与所述至少一个第一接口连接，其中，每个所述至少一个第一接口与至少一个所述控制单元连接，所述控制单元用于接收所述计算系统通过所述第一接口传输过来的数据，或者将数据传输至所述第一接口，由所述第一接口将数据发送至所述计算系统；所述网控设备还包括： 

具有至少一个通讯端口的网络交换模块，所述多个控制单元与所述至少一个通讯端口一一对应连接，所述网络交换模块用于通过所述通讯端口接收所述计算系统通过所述第一接口和所述控制单元传输过来的数据，或者通过所述通讯端口将数据传输至所述控制单元，并由所述控制单元将数据传输至所述第一接口。 

7.根据权利要求6所述的机柜系统，其特征在于，所述网控设备还具有至少一个与外部网络连接的第二接口，所述第二接口用于将所述计算系统通过所述第一接口、所述控制单元和所述网络交换模块传输过来的数据，传输至所述外部网络，或者将所述外部网络发送的数据传输至所述网络交换模块，并由所述网络交换模块通过所述通讯端口传输至所述网络控制模块中的控制单元。 

8.根据权利要求6所述的机柜系统，其特征在于，所述网络控制模块还包括： 

总控单元，与所述多个控制单元中的每一个控制单元连接，用于按照所述计算系统传输数据时所采用的控制单元的数量，动态地将至少一个所述控制单元连接至与所述计算系统对应的所述第一接口；或者按照远程服务器传输过来的分配指令，将至少一个所述控制单元连接至与所述计算系统对应的所述第一接口。