CN103916280B

CN103916280B - 一种刀片服务器管理网络主动dhcp分配方法

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Publication number: CN103916280B
Application number: CN201410149788.2A
Authority: CN
Inventors: 陈刚
Original assignee: Inspur Electronic Information Industry Co Ltd
Current assignee: Inspur Electronic Information Industry Co Ltd
Priority date: 2014-04-15
Filing date: 2014-04-15
Publication date: 2019-03-08
Anticipated expiration: 2034-04-15
Also published as: CN103916280A

Abstract

本发明提出了一种刀片服务器管理网络主动DHCP分配方法，首先刀片服务器管理模块的网络通过上级DHCP服务器先配置，然后各刀片模块的网络由管理模块负责向上级DHCP服务器申请并配置；该分配方法主要包括：刀片服务器管理网对外访问方式、管理模块或刀片模块主动式DHCP分配的前提条件、管理网络主动式DHCP配置步骤。该分配方法能够避免过多的模块暴露给外部网络，改进了传统的服务器管理网DHCP配置安全性，能在以太网连接的形式下方便实现，既能快速地对大规模刀片服务器集群管理网络进行配置，又能降低大规模集群布置时的网络运行、管理和维护的成本。

Description

一种刀片服务器管理网络主动DHCP分配方法

技术领域

本发明设计一种服务器技术，具体地说是一种刀片服务器管理网络主动DHCP分配方法。

背景技术

刀片服务器以其高计算密度、优化部署、资源共享和便于集中管理的特点被大量应用在高性能计算和数据中心服务器集群等领域中，它已成为现今服务器发展的主要方向之一。刀片服务器系统通常可容纳几片至几十片刀片模块，多个电源模块及风扇模块、冗余备份管理模块、多种交换机模块。如果刀片服务器，乃至服务器集群的运行情况进行实时的系统监控和管理，必须接入互联网或者企业内网，所以对刀片服务器进行管理网配置就成了必要的工作。目前，对于刀片服务器内部管理网络配置通常有几种情况：

1.手动配置：该方法逐一对每个刀片服务器进行手动方式网络配置，这样做不仅生产效率很低，不适合大规模服务器布置和集中管理，而且由于配置数量越多，往往网络配置出错的概率也就越高，这样势必会给厂商带来非常大的麻烦。

2.DHCP配置：该方法往往将刀片服务器中管理模块、刀片模块、存储模块等需要网络管理的模块直接接入外部管理网，然后通过上级DHCP多个模块进行配置，这样做虽然可以提高配置效率，降低配合错误几率，但由于将各关键模块直接暴露给外部导致恶意修改、信息安全威胁等风险问题，而且不利于刀片服务器整机的集中管理。这里DHCP(DynamicHost Configuration Protocol)是一个局域网的动态主机配置协议。

因此，如何面向刀片服务器的众多应用场景提出，即可以高效配置管理网络，实现集中管理，又可以提高刀片服务器内部各模块的访问信息安全性就成了亟需解决的问题。

发明内容

针对如何既能在保证刀片服务器内部各模块访问安全的前提下，又能高效配置集群环境下刀片服务器管理网络配置效率，本发明提出了一种具备管理网络主动DHCP分配能力的刀片服务器网络配置技术及方法。

通常刀片服务器管理网络DHCP配置方式，是指通过上级DHCP服务器对本刀片服务器网络进行配置，但对DHCP服务器没有特殊要求；刀片服务器的部件类型包括：刀片模块及管理模块；所述管理模块包括主管理模块和备管理模块，所述刀片模块含有 BMC(Baseboard Management Controller，基板管理控制器)，所述管理模块含有SMC (systemmanagement center，系统管理中心)。

本发明公开了一种刀片服务器管理网络主动DHCP分配方法，其解决所述技术问题采用的技术方案如下：刀片服务器管理模块的网络通过上级DHCP服务器先配置，然后刀片服务器机箱内的各刀片模块的网络由管理模块负责向上级DHCP服务器申请并配置；所述刀片服务器管理网络主动DHCP分配方法主要包括：刀片服务器管理网对外访问方式、管理模块主动式DHCP分配的前提条件、刀片模块主动式DHCP分配的前提条件、管理网络主动式DHCP配置步骤。

进一步，所述刀片服务器管理网对外访问方式，要求管理模块作为管理网指定访问外部网络的途径，即管理模块作为管理网对外访问的途径，刀片模块管理网是无法直接访问外网的；管理模块的SMC可以直接连接外部网络，刀片模块的BMC必须通过SMC 才能访问外部。

进一步，所述管理模块主动式DHCP分配的前提条件是，管理模块上需要运行Linux系统，管理模块的网络配置要支持自动或动态DHCP分配方式；管理模块需要启动SMC DHCPServerProcess(SMC DHCP SP)进程和SMC DHCP ClientProcess(SMC DHCP CP)双进程，进程间通过信号量的方式通信，进程间通过共享内存同步；管理模块需建立网络配置缓存池作为SMC DHCP SP和SMC DHCP CP进程资源共享的缓存空间。

进一步，所述刀片模块主动式DHCP分配的前提条件是，刀片模块上需要运行Linux系统，并且刀片模块上需要启动BMC DHCP Client Process(BMC DHCP CP)进程。

进一步，所述管理模块和刀片模块间通过基于以太网的IPMI协议进行通信。

进一步，所述刀片服务器管理网络主动式DHCP配置步骤主要包括：

1.刀片服务器选择DHCP方式进行管理网络配置；

2.管理模块启动进程，并通过SMC DHCP CP向上级DHCP服务器获得IP地址；

3.刀片模块按照自身位置通过BMC DHCP CP向SMC DHCP SP发送获取IP的请求，其中请求信息包括模块的ID信息；

4.SMC DHCP CP通过网络配置缓存池获取发送到SMC DHCP SP的信息，并根据收到的刀片模块请求个数从DHCP服务器获取IP地址；

5.SMC DHCP CP进行获取的信息写入网络配置缓存池；

6.SMC DHCP SP将从SMC DHCP CP获得的配置信息发送到BMC DHCP CP完成对刀片模块的主动DHCP网络配置。

本发明公开的刀片服务器管理网络主动DHCP分配方法的有益效果是：

本发明的刀片服务器管理网络主动DHCP分配方法改进了传统的服务器管理网DHCP 配置安全性，传统的配置是管理模块、计算模块、交换模块等多模块都由上级DHCP服务器进行统一设置方式；而本发明提出的主动式DHCP管理网配置实施方法中，刀片服务器对外只有管理模块一个接口模块，管理模块的网络通过上级DHCP服务器先配置，然后本机箱内的各计算模块的网络由管理模块负责向上级DHCP服务器申请并配置，这个过程用户无需参与；能够避免过多的模块暴露给外部网络，这样从物理连接上保障了刀片服务器内部的访问安全性，同样该方法适合各模块突发性的插入和拔出等工作的场合。

通过该刀片服务器管理网络主动DHCP分配方法，可以在只有以太网连接的形式下方便实现，既可以快速地对大规模刀片服务器集群管理网络进行配置，而且又可以降低大规模集群布置时的网络运行、管理和维护的成本。

附图说明

附图1为本发明实施例的刀片服务器组成及连接图；

附图2为本发明实施例的管理模块主动式DHCP配置流程图；

附图3为本发明实施例的刀片模块主动式DHCP配置流程图。

具体实施方式

本发明提出的刀片服务器管理网络主动DHCP分配方法，进行设计时所涉及的内容主要包括：

1)刀片服务器管理网络DHCP配置方式；

2)刀片服务器各部件类型及连接方式；

3)管理模块主动式DHCP分配的前提条件；

4)刀片模块主动式DHCP分配的前提条件；

5)刀片服务器管理网络主动式DHCP配置方法和步骤；

下面分别对上述五个部分进行详细说明：

所述1)刀片服务器管理网络DHCP配置方式，是指通过上级DHCP服务器对本刀片服务器网络进行配置，但对DHCP服务器没有特殊要求；

所述2)刀片服务器各部件类型及连接方式中，所述刀片服务器的部件类型包括：刀片模块及管理模块；所述管理模块包括主管理模块和备管理模块，其中主管理模块必选，备管理模块可选；所述刀片模块含有BMC，所述管理模块含有SMC；这里BMC为基板管理控制器，SMC为系统管理中心；

所述服务器各部件连接方式：主管理模块的SMC与备管理模块的SMC间通过RS232串行总线和SMBus总线方式连接；管理模块的SMC可以直接连接外部网络，而刀片模块的BMC则必须通过SMC才能访问外部；

所述3)管理模块主动式DHCP分配的前提条件为：

1.管理模块上需要运行Linux系统，管理模块的网络配置要支持自动或动态DHCP分配方式；

2.管理模块需要启动SMC DHCP ServerProcess(SMC DHCP SP)进程和SMC DHCPClientProcess(SMC DHCP CP)进程，进程间通过信号量的方式通信，进程间通过共享内存同步；

3.管理模块需建立网络配置缓存池；

其中，所述SMC DHCP SP的主要作用包括：同BMC DHCP Client Process(BMC DHCPCP)通信、同SMC DHCP CP信息共享；所述SMC DHCP CP进程的主要作用包括：同上级 DHCP服务器通信、同SMC DHCP SP信息共享；并且，管理模块需建立网络配置缓存池作为SMC DHCPSP和SMC DHCP CP进程资源共享的缓存空间；

所述4)刀片模块主动式DHCP分配的前提条件：要求刀片模块上运行Linux系统，且刀片模块需要启动BMC DHCP CP进程；

并且所述管理模块和刀片模块间通过基于以太网的IPMI协议进行通信；

所述5)刀片服务器管理网络主动式DHCP配置方法是指刀片服务器管理模块的网络通过上级DHCP服务器先配置，然后本机箱内的各刀片模块的网络由管理模块负责向上级DHCP服务器申请并配置，这个过程用户无需参与；

所述刀片服务器管理网络主动式DHCP配置步骤主要包括：

1.刀片服务器选择DHCP方式进行管理网络配置；

5.SMC DHCP CP进行获取的信息写入网络配置缓存池；

综上所述可知，本发明提出的刀片服务器管理网络主动DHCP分配方法，首先，通过管理模块选定网络配置为DHCP 方式后，SMC会启动SMC DHCP SP和SMC DHCP CP双进程，然后，SMC DHCP CP会通过上级DHCP服务器获得IP地址并确定租约，接着SMC DHCP CP将该信息写入到网络配置缓存池中，并通知各刀片服务器节点BMC可进行网络配置，再然后，BMCDHCP CP会向SMC DHCP SP发送获取IP地址的请求，接着SMC DHCP SP将BMC DHCP CP的请求信息写入网络配置缓存池中，最后SMC DHCP CP获取该信息后上级DHCP服务器转发请求，在获取的DHCP ACK广播包信息后可写入网络配置缓存池，这样SMC DHCP SP就可以获取该信息并对各个刀片模块节点进行配置。

实施例

下面通过本发明的一个实施例及其附图，对本发明的设计方案进一步详细说明，并不构成对本发明的限制。

附图1为本发明实施例的刀片服务器组成及连接图，本发明所选实施例为一典型刀片服务器，如图1所示，该实施例中典型刀片服务器是标准的10U规格机箱，在机箱内包含20个标准4U规格的刀片模块；主备冗余的管理模块，以及若干系统电源和散热风扇。

本发明所述刀片服务器管理网络主动式DHCP配置包括管理模块主动式DHCP配置和刀片模块主动式DHCP配置，下面分别通过附图2和附图3来了解管理模块和刀片模块主动式DHCP配置流程。

附图2为本发明实施例的管理模块主动式DHCP配置流程图，如图2所示，本例采用具备主管理模块的SMC(主SMC)和备管理模块的SMC(从SMC)冗余管理的刀片服务器架构，主从SMC(主SMC、从SMC)间切换及信息同步机制不是本设计的要点，故本例同样适合只有单一管理模块的场合：

步骤1：将服务器加入到DHCP服务器配置的网络中；

步骤2：主SMC(主管理模块的SMC)初始化完成后，启动SMC DHCP SP和SMC DHCP CP双进程(主从SMC切换管理器判定主SMC对外正常工作)；

步骤3：主SMC的SMC DHCP CP进程从DHCP服务器获得自身网络配置信息；

步骤4：主SMC的SMC DHCP CP将自身网络配置信息通过管道写入到网络配置缓存池；

步骤5：主SMC的SMC DHCP SP进程从网络配置缓存池获取当前的网络配置信息。

附图3为本发明实施例的刀片模块主动式DHCP配置流程图，按照图1的说明本过程包括多个刀片模块需要进行网络配置，如图3所示：

步骤1：SMC通过IPMI命令通知BMC进行DHCP网络配置；

步骤2：BMC接收到指令后，启动BMC DHCP CP进程(如图2所示)；

步骤3：BMC按照自身位置通过BMC DHCP CP向SMC DHCP SP发送获取IP的请求，其中请求信息包括BMC ID信息；

步骤4：SMC DHCP SP接受BMC请求后，将BMC ID信息保存到网络配置缓存池内BMC信息区；

步骤5：SMC从网络配置缓存池获得所有请求网络配置的BMC的总个数；

步骤6：SMC DHCP CP从外部DHCP服务器获得符合BMC请求个数的网络配置，其配置信息中包含对应的BMC ID信息；

步骤7：SMC DHCP CP将上述信息写入网络配置缓存池，并通过信号量通知SMCDHCP SP；

步骤8：SMC DHCP SP从网络配置缓存池获取上述信息，并按照BMC ID将给各个BMC的BMC DHCP CP发送配置信息；

步骤9：BMC DHCP CP完成对刀片模块的网络配置。

利用本实施例刀片服务器管理网络主动DHCP分配方法，可以在大规模集群部署刀片服务器场合时对刀片服务器管理网络配置得到优化利用。通过本方法，不仅提高了刀片服务器管理网络配置效率，而且通过隔离外部网络与刀片节点的物理连接，提高了刀片服务器的访问安全性。除此之外，本发明也涉及刀片服务器管理网络配置快速恢复的设计，根据上述的实施流程，选择系统恢复选项就可使刀片服务器管理网络配置恢复出厂时的默认配置。

以上所述仅为本发明的实施例而已，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种刀片服务器管理网络主动DHCP分配方法，其特征在于，刀片服务器管理模块的网络通过上级DHCP服务器先配置，然后刀片服务器机箱内的各刀片模块的网络由管理模块负责向上级DHCP服务器申请并配置；

所述刀片服务器管理网络主动DHCP分配方法主要包括：刀片服务器管理网对外访问方式、管理模块主动式DHCP分配的前提条件、刀片模块主动式DHCP分配的前提条件、管理网络主动式DHCP配置步骤；

所述刀片服务器管理网对外访问方式，是指管理模块作为管理网访问外部网络的途径，管理模块的SMC能够直接连接外部网络，刀片模块的BMC通过SMC能访问外部；

所述管理模块主动式DHCP分配的前提条件是，管理模块上需要运行Linux系统，管理模块的网络配置要支持自动或动态DHCP分配方式；管理模块需要启动SMC DHCP SP和SMCDHCP CP双进程，进程间通过信号量的方式通信，进程间通过共享内存同步；管理模块需建立网络配置缓存池作为SMC DHCP SP和SMC DHCP CP双进程资源共享的缓存空间；

所述刀片模块主动式DHCP分配的前提条件是，刀片模块上需要运行Linux系统，并且刀片模块上需要启动BMC DHCP CP进程；

所述刀片服务器管理网络主动式DHCP配置步骤主要包括：

1)刀片服务器选择DHCP方式进行管理网络配置；

2)管理模块启动进程，并通过SMC DHCP CP向上级DHCP服务器获得IP地址；

3)刀片模块按照自身位置通过BMC DHCP CP向SMC DHCP SP发送获取IP的请求，其中请求信息包括模块的ID信息；

4)SMC DHCP CP通过网络配置缓存池获取发送到SMC DHCP SP的信息，并根据收到的刀片模块请求个数从DHCP服务器获取IP地址；

5)SMC DHCP CP进行获取的信息写入网络配置缓存池；

6)SMC DHCP SP将从SMC DHCP CP获得的配置信息发送到BMC DHCP CP完成对刀片模块的主动DHCP网络配置；

所述刀片服务器管理网络主动式DHCP配置包括管理模块主动式DHCP配置和刀片模块主动式DHCP配置；所述管理模块主动式DHCP配置步骤为：

步骤1：将服务器加入到DHCP服务器配置的网络中；

步骤2：SMC初始化完成后，启动SMC DHCP SP和SMC DHCP CP双进程；

步骤3：SMC的SMC DHCP CP进程从DHCP服务器获得自身网络配置信息；

步骤4：SMC的SMC DHCP CP将自身网络配置信息通过管道写入到网络配置缓存池；

步骤5：SMC的SMC DHCP SP进程从网络配置缓存池获取当前的网络配置信息；

所述刀片模块主动式DHCP配置步骤为：

步骤1：SMC通过IPMI命令通知BMC进行DHCP网络配置；

步骤2：BMC接收到指令后，启动BMC DHCP CP进程；

步骤7：SMC DHCP CP将上述信息写入网络配置缓存池，并通过信号量通知SMC DHCPSP；

步骤9：BMC DHCP CP完成对刀片模块的网络配置。

2.根据权利要求1所述的刀片服务器管理网络主动DHCP分配方法，其特征在于，所述管理模块和刀片模块间通过基于以太网的IPMI协议进行通信。