CN104063349B - 一种实现数据传输的系统中背板和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种实现数据传输的系统中背板和方法，包括：获取单元，用于根据系统各应用工作时所需的系统带宽，确定各应用相应的进行数据传输所需的差分对；计算单元，用于对各应用数据传输的差分对进行累加，确定系统数据传输所需的总差分对数；正交单元，用于根据总差分对数确定第一连接器和第二连接器的正交方式，以生成中背板的差分对分布；分配单元，用于根据差分对分布，为各应用分配用于数据传输的差分对。本发明通过确定多应用对系统带宽的需求，确定进行数据传输所需的差分对，通过系统中各应用所需的总的系统差分对确定第一和第二连接器的正交方式，生成中背板的差分对分布，满足了高速的数据传输需求，使系统灵活支持多应用的数据传输。
Description
技术领域
本发明涉及数据传输领域，尤指一种实现数据传输的系统中背板和方法。
背景技术
随着大数据、物联网应用的爆炸式增长，对设备的数据存储、处理能力，以及设备的扩展和维护能力均提出了空前的要求；刀片式服务器数据传输的中背板设计一般通过印制电路板(PCB)电路完成，在低于10Gb/S的传输速率的情况下，采用现有的中背板进行数据传输，信号衰减并不明显。而传输速率一旦超出10Gb/S的范围，采用PCB设计的中背板将对信号产生十分明显的衰减，而到达100Gb/S时，传统的PCB走线方式已经无法满足数据传输的要求。
采用PCB电路设计的中背板，在数据传输速度上受到一定的限制，使刀片式服务器往往仅支持单一的应用，无法满足近年来支持多并发链接的“转换线缆”技术(Infiniband)、40Gb/S以及100Gb/S以太网等多种高速交换应用传输速度上的同时支持。由于服务器架构设计相对固定，现有的系统无法实现对多种应用进行灵活的支持，如果需要使系统支持多个应用的数据传输，则需要对整个系统进行重新设计，设计成本十分高昂，并不利于刀片式服务器的稳定成长。
综上，采用PCB设计的中背板已经无法满足刀片式服务器支持多应用的数据传输速率的要求；且仅支持单一应用的刀片式服务器无法实现对多种应用进行灵活的支持，影响了其应用和发展。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明公开了一种实现数据传输的系统中背板和方法，能够满足高速的数据传输需求，能够灵活的支持多应用的数据传输。
为了达到本发明的目的，本发明提供一种实现数据传输的系统中背板，包括：获取单元、计算单元、正交单元和分配单元；其中，
获取单元，用于根据系统各应用工作时所需的系统带宽，确定各应用相应的进行数据传输所需的差分对；
计算单元，用于对各应用数据传输的差分对进行累加，确定系统所有应用进行数据传输所需的总差分对数；
正交单元，用于根据数据传输所需的总差分对数确定第一连接器和第二连接器的正交方式，以生成中背板的差分对分布；
分配单元，用于根据中背板的差分对分布，为各应用分配用于数据传输的差分对，以进行数据传输。
进一步地，第一连接器与系统中计算节点的Mezz卡连接；
第二连接器与系统中的交换模块连接。
进一步地，第一连接器和第二连接器采用FCI Examax系列的连接器。
再一方面，本申请还提供一种实现数据传输的方法，包括：
根据系统各应用工作时所需的系统带宽，确定各应用相应的进行数据传输所需的差分对；
对各应用数据传输的差分对进行累加，得到系统所有应用进行数据传输所需的总差分对数；
根据数据传输所需的总差分对数确定第一连接器和第二连接器的正交方式，以生成中背板的差分对分布；
根据中背板的差分对分布，为各应用分配用于数据传输的差分对，以进行数据传输。
与现有技术相比，本发明提供的技术方案包括：获取单元、计算单元、正交单元和分配单元；其中，获取单元，用于根据系统各应用工作时所需的系统带宽，确定各应用相应的进行数据传输所需的差分对；计算单元，用于对各应用数据传输的差分对进行累加，确定系统所有应用进行数据传输所需的总差分对数；正交单元，用于根据数据传输所需的总差分对数确定第一连接器和第二连接器的正交方式，以生成中背板的差分对分布；分配单元，用于根据中背板的差分对分布，为各应用分配用于数据传输的差分对，以进行数据传输。本发明通过确定多应用对系统带宽的需求，确定进行数据传输所需的差分对，通过系统中各应用所需的总的系统差分对确定第一连接器和第二连接器的正交方式，实现了系统中背板的差分对分布，满足了高速的数据传输需求，使系统灵活支持多应用的数据传输。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实现数据传输的系统中背板的结构框图；
图2为本发明实现数据传输的正交连接器的正交原理示意图；
图3为本发明实现数据传输的系统中背板在系统中连接的结构示意图；
图4为本发明实现数据传输的方法的流程图。
具体实施方式
为了支持数据信息的高速传输，业界连接器厂家相继推出了各自的支持高数据传输的连接器产品，电路连接器的作用是在电路内被阻断处或孤立不通的电路之间，架起沟通的桥梁，使电流流通，实现电路预定的功能。连接器随后被应用于数据传输，成为数据高速传输过程的高效的电子元件。
图1为本发明实现数据传输的系统中背板的结构框图，如图1所示，包括：获取单元、计算单元、正交单元和分配单元；其中，
获取单元，用于根据系统各应用工作时所需的系统带宽，确定各应用相应的进行数据传输所需的差分对；
需要说明的是，系统各应用工作时所需的系统带宽，是本领域技术人员根据各应用实际工作过程确定的带宽。各系统带宽需求对应的所需的差分对的数量也是本领域技术人员熟知的公知常识。表1为应用的带宽类型与所需差分对的对应信息的统计表。
| 应用的带宽类型 | 所需差分对 |
| 100Gb/sInfiniband | 8 |
| 100Gb/s以太网 | 8 |
| 40Gb/s以太网 | 8 |
| 10Gb/s以太网 | 2 |
| 16Gb/s的光纤通道(FC) | 2 |
表1、应用的带宽类型与所需差分对对应信息
计算单元，用于对各应用数据传输的差分对进行累加，确定系统所有应用进行数据传输所需的总差分对数。
正交单元，用于根据数据传输所需的总差分对数确定第一连接器与第二连接器的正交方式，以生成中背板的差分对分布。
第一连接器与第二连接器的正交方式的确定属于本领域技术人员的惯用技术手段。为了清楚说明正交方式，对正交原理进行简要说明，图2为本发明实现数据传输的正交连接器的正交原理示意图，如图2所示，其中第一连接器的传输信号为6列空白的几何图案分布部分，第二连接器的传输信号分布为6列带竖线几的何图案分布部分；如果第一连接器采用4列正交的方法，即每纵列与第二连接器的4个差分信号相正交，则图2中，第一连接器的第1～第4列空白的几何图案分布与第二连接器的第3～第6列的带竖线几的何图案分布的重叠部分为本发明方法正交方式形成的正交分布(为了显示正交部分区域，示意图中第一连接器和第二连接器进行了交错显示，在实际过程中是不存在交错的，即第一连接器的第1～4和第二连接器的第6～3每一列是对应连接的)；该正交分布区域的差分对可以最大承载640Gb/s的传输带宽，第一连接器中的第1、2、3和4列和第二连接器的第3、4、5和6列中，每列4个差分对，共有16个差分对，设计用来支持100Gb传输速率Infiniband、32Gb/s的FC或以太网应用。根据使用需要，其余的第一连接器中的第5和第6列中，有4个差分对，可以设计用来支持40/10Gb传输速率以太网应用或16Gb光纤通道(FC)应用的信号，用于满足客户对低速率、多端口通讯的需求。第2连接器的第1和2列各有6个差分对，各列的前4个设计用来支持2组10Gb传输速率以太网应用，其余的2个用作系统保留。
分配单元，用于按照中背板的差分对分布，为各应用分配用于数据传输的差分对，以进行数据传输。
这里，为清楚的说明本发明的中背板在系统的连接，图3为本发明实现数据传输的系统中背板在系统中连接的结构示意图，如图3所示，正交连接器包含第一连接器和第二连接器；
第一连接器与系统中计算节点的Mezz卡连接；
第二连接器与系统中的交换模块连接。
需要说明的是，第一连接器主要用来连接刀片系统计算节点中的Mezz卡，Mezz卡是一种功能转换模块，可以将计算节点处理器的PCIe信号转换成多种客户需求的信号，比如以太网信号、光纤通道(FC)信号或者多并发链接的“转换线缆”技术的信号，除了连接Mezz卡的信号，第一连接器还用来接收计算节点的板载以太网络的信号。第二连接器主要用来连接系统中的交换模块，由于整个中背板支持全交换的冗余架构，因此第二连接器除了支持正交位置刀片的信号外，还接收隔排刀片服务器的通信信号。
进一步地，第一连接器和第二连接器采用FCI Examax系列的连接器。
图4为本发明实现数据传输的方法的流程图，如图4所示，包括：
步骤100、根据系统各应用工作时所需的系统带宽，确定各应用相应的进行数据传输所需的差分对。
步骤101、对各应用数据传输的差分对进行累加，确定系统所有应用进行数据传输所需的总差分对数。
步骤102、根据数据传输所需的总差分对数确定第一连接器和第二连接器的正交方式，以生成中背板的差分对分布；
FCI是从事高速I/O电缆组件和连接器系统的领先制造商，已通过使用全新的布线解决方案开发出传送速度达40Gb/s带宽能力Examax系列的连接器技术。当然，根据设计需要和成本要求，正交连接器也可以选择其他厂家和系类的连接器，这里选用FCI Examax系列连接器，只是优选的方案而已。
步骤103、中背板的差分对分布，为各应用分配用于数据传输的差分对，以进行数据传输。
通过本发明采用第一连接器和第二连接器的正交方式将信号直接通过连接器进行传输，从而达到了避免数据经过PCB高速传输造成的衰减、通过确定第一连接器和第二连接器的正交方式，可以对采用PCB进行数据传输时传输数据受限的困境，一般的刀片系统中背板可以支持单向传输带宽为100Gb/s，总交换容量可达1.28Tbit/s，支持960Mpps的转发性能。满足大数据时代来临对海量数据交换及处理的需求。
以上所述，仅为本发明的较佳实例而已，并非用于限定本发明的保护范围。对于本申请发明中涉及的链路连接标准，存储介质的类型，以上实施例只是针对优选方式来对本发明进行陈述。其实现手段，可以采用类似的方法进行替换等，根据实际情况可以做适当调整。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种实现数据传输的系统中背板，其特征在于，包括：获取单元、计算单元、正交单元和分配单元；其中，
获取单元，用于根据系统各应用工作时所需的系统带宽，确定各应用相应的进行数据传输所需的差分对；
计算单元，用于对各应用数据传输的差分对进行累加，确定系统所有应用进行数据传输所需的总差分对数；
正交单元，用于根据数据传输所需的总差分对数确定第一连接器和第二连接器的正交方式，以生成中背板的差分对分布；
分配单元，用于根据中背板的差分对分布，为各应用分配用于数据传输的差分对，以进行数据传输。
2.根据权利要求1所述的系统中背板，其特征在于，所述第一连接器与系统中计算节点的Mezz卡连接；
所述第二连接器与系统中的交换模块连接。
3.根据权利要求2所述的系统中背板，其特征在于，所述第一连接器和第二连接器采用FCI Examax系列的连接器。
4.一种实现数据传输的方法，其特征在于，包括：
根据系统各应用工作时所需的系统带宽，确定各应用相应的进行数据传输所需的差分对；
对各应用数据传输的差分对进行累加，得到系统所有应用进行数据传输所需的总差分对数；
根据数据传输所需的总差分对数确定第一连接器和第二连接器的正交方式，以生成中背板的差分对分布；
根据中背板的差分对分布，为各应用分配用于数据传输的差分对，以进行数据传输。
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