CN104331130A - 一种基于整机柜服务器超大规模部署的系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于整机柜服务器超大规模部署的系统，属于整机柜服务器超大规模部署的技术领域。本发明采用模块化的设计方式，分为机柜模块、网络模块、供电模块、服务器节点模块、集中风扇散热模块模块、集中管理模块六大部分。符合大型互联网应用与数据中心建设需求，通过模块化的设计在更大范围内做到标准化，以保证客户得到更低的采购成本、更高的采购效率以及更快的部署效率。

Description

一种基于整机柜服务器超大规模部署的系统

技术领域

本发明涉及整机柜服务器超大规模部署的技术领域，具体地说是一种基于整机柜服务器超大规模部署的系统。

背景技术

随着云计算、大数据等新型技术的发展，无论是全球还是中国，巨型的互联网企业，由于其IT设备采购规模巨大，且自身应用高度自主开发的特点，越来越不满足于传统的标准化硬件架构——由硬件厂商提供的标准化设计的Box与相应的基础设施解决方案。虽然各大IT厂商均成立了IPDC（Internet Portal Data Center，互联网门户数据中心）产品事业部以应对互联网市场的迅猛发展，并开发出了一系列更高密度的产品（比如2in1、3in1、4in1等多节点服务器），但是仍然不能满足所有的要求，尤其是巨型互联网企业的需求——他们需要更特殊的设计与服务。

发明内容

为满足这些巨型互联网企业的自身业务成长与庞大的采购需求，而需要提供这样大规模快速部署的设计系统。这样做的好处：一方面能最大限度提高数据中心运行效率，另一方面也能进一步降低成本，提高单位面积的数据中心利用率。

本发明通过模块化的设计颠覆了目前的机架式服务器设计理念，采用原本放在标准化Box里的机架式服务器全拿出来，再在更大尺寸的物理框架（机柜）进行重新整合，而这个新的物理框架就是原来的机柜——原本用来装载标准化Box的大型“机箱”，这样设备也将以机柜为单位进行横向扩展（Scale-Out）。采用标准化的设计方式，将保证客户得到更低的采购成本、更高的采购效率以及更快的部署效率。

为了保证整机柜服务器超大规模部署，本发明提出了一种“模块化”的设计系统，该系统分为机柜模块、网络模块、供电模块、服务器节点模块、集中风扇散热模块模块、集中管理模块六大部分。

机柜模块采用了当前流行的标准机架尺寸，高度为 2100mm、宽度 600mm、深度1200mm。机柜实际可用空间44U，分为上、中、下三部分，最上面 20U、最下面 20U为服务器空间，可部署 1U1、1U2、1U3 形态的服务器节点，最多可部署120台。中间4U空间用于部署交换机、PSU、和 RMC 单元，交换机和 PSU 采用同平面部署的紧凑设计。

网络模块，采用交换机冗余性供电；交换机风流管理，前进后出或侧进后出。交换机插拔时不应受到网线干扰，且交换机电源线也应能跟随交换机一起顺畅出入。网络布线模式，全部网线在理线槽中统一走线到机柜中部后，再分别连接到交换机相应端口中。

供电模块由PDU、电源框、电源模块、铜排（busbar）、背板组成。机柜接入电路方式，支持以下三种应用场景：双路三相交流，或双路单相交流、或 1 路三相交流加 2 路（32A 空开）高压直流。单路供电能力，通过配置不同功率的电源模块，使机柜单路提供 7KW~12KW 的供电能力，并使电源工作在最佳转换效率。集中 PSU 占 3U 空间，采用模块化设计方案，可提供 N+N 的电源接入和模块冗余，支持 7~12KVA 的供电容量。电源支持 220VAC、380VAC、240VDC 输入，集中输出至 12VDC 铜排，机柜内铜排设计分为上下两段，最大设计电流为 600 安培。服务器节点通过背板或母排直接取电。

服务器节点模块由前面板、节点、节点中板，组成。节点维护方式，完全前维护。包括节点拔插、网络走线、指示灯、连接外设和可选的硬盘热拔插都需要在前方完成。保留 BMC 和 BMC 的独立网络端口，支持 NC-SI，IPMI2.0，SNMP trap。节点通过专用信道与 RMC 进行通信。节点中板用于与背板进行可热拔插连接，包括供电、ID 赋值，信号传输等。

集中风扇散热模块，采用了风扇墙共享设计，由 RMC 实现独立风扇控制。采用了N+1 冗余设计，可以实现独立维护，对节点透明。

集中管理模块对风扇监控，风扇控制板监控，节点信息监控，节点控制，RMC 监控，电源模块监控监控，电源框监控等。

按照该发明的设计方式，所有的整机柜产品全部采用模块化设计，供电、散热等辅助模块可自动化调配，在部署速度、部署密度、能耗、管理和总体成本等各方面都具有革命性的意义。这一方式的最大特点就是以整个机柜为定制化的模块化的标准单位，而非目前的的单台机架式服务器定制。这一机架拓展架构的设计优势就在于成本更低、管理和能效更高、部署更方便。而这种更大规模的设计方式更适合中国这样网民基数更高的国家使用。

该设计方式采用了集中供电、集中散热的模式，辅助模块的功耗大幅降低。并且不同于传统服务器供电设计方案，以机柜为整体单元将供电单元资源池化，使得电源模块数量由80个减少到8个。同时，该产品全部搭载白金牌电源模块，可按需灵活配置电源模块数量，保证所有电源模块工作在其半载附近，从而达到或接近其最佳输出效率点，实际上线测试整个电源模组转换效率高达93.8%，相比传统服务器供电架构和方案，效率提升5~10%。此外，整机柜采用智能风扇墙散热，使得散热功耗降低60%以上。

另外采用该系统的大规模部署是新的服务器形态必将在中国走向大规模应用。

本发明提出的这种解决方案能解决上述巨型互联网企业所面临的问题。将原本放在标准化Box里的机架式服务器全拿出来，再在更大尺寸的物理框架（机柜）进行重新整合，而这个新的物理框架就是原来的机柜——原本用来装载标准化Box的大型“机箱”，这样设备也将以机柜为单位进行横向扩展（Scale-Out），就符合大型互联网应用与数据中心建设需求，通过模块化的设计在更大范围内做到标准化，以保证客户得到更低的采购成本、更高的采购效率以及更快的部署效率。

附图说明

图1是系统前视图。

图2是系统后视图。

图3是数据中心空气流向通道示意图。

图4是供电拓扑图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明做进一步地详细描述。

该设计方案采用模块化的设计方式，分为机柜模块、网络模块、供电模块、服务器节点模块、集中风扇散热模块模块、集中管理模块六大部分。

机柜模块采用了当前流行的标准机架尺寸。分为上、中、下三部分，最上面 20U、最下面20U为服务器空间，可部署1U1、1U2、1U3 形态的服务器节点，最多可部署120台。中间4U空间用于部署交换机、PSU、和RMC 单元，交换机和 PSU 采用同平面部署的紧凑设计。 

机柜前端离线槽单边空间可容纳六类网线；服务器从数据中心冷通道侧进行维护，依靠BusBar取电；BusBar位置在机柜后部左侧；200mm深度空间为机柜散热空间，后部为多组风扇模组，每组风扇模组占4U高度空间，其中每组风扇模组含3个风扇进行机柜散热。

网络模块，采用交换机冗余性供电；交换机风流管理，前进后出或侧进后出。交换机插拔时不应受到网线干扰，且交换机电源线也应能跟随交换机一起顺畅出入。网络布线模式，全部网线在理线槽中统一走线到机柜中部后，再分别连接到交换机相应端口中。

供电模块由PDU、电源框、电源模块、铜排（busbar）、背板组成。机柜接入电路方式，支持以下三种应用场景：双路三相交流，或双路单相交流、或 1 路三相交流加 2 路（32A 空开）高压直流。单路供电能力，通过配置不同功率的电源模块，使机柜单路提供 7KW~12KW 的供电能力，并使电源工作在最佳转换效率。集中 PSU 占 3U 空间，采用模块化设计方案，可提供 N+N 的电源接入和模块冗余，支持 15KVA 的供电容量。电源支持 220VAC、380VAC、240VDC 输入，集中输出至 12VDC 铜排，机柜内铜排设计分为上下两段，最大设计电流为 1000 安培。服务器节点通过背板或母排直接取电。

服务器节点模块由前面板、节点、节点中板，组成。节点维护方式，完全前维护。包括节点拔插、网络走线、指示灯、连接外设和可选的硬盘热拔插都需要在前方完成。保留 BMC 和 BMC 的独立网络端口，支持 NC-SI，IPMI2.0 ，SNMP trap 。节点通过专用信道与 RMC 进行通信。节点中板用于与背板进行可热拔插连接，包括供电、ID 赋值，信号传输等。

集中风扇散热模块，采用了风扇墙共享设计，由 RMC 实现独立风扇控制。采用了N+1 冗余设计， 可以实现独立维护，对节点透明。

集中管理模块对风扇监控，风扇控制板监控，节点信息监控，节点控制，RMC 监控，电源模块监控监控，电源框监控等。 

机柜管理模块（RMC）放置在电源模组中，固定在电源模组的左侧。

Claims (3)

1.一种基于整机柜服务器超大规模部署的系统，其特征在于该设计方案采用模块化的设计方式，分为机柜模块、网络模块、供电模块、服务器节点模块、集中风扇散热模块模块、集中管理模块六大部分；

     机柜模块，采用了当前流行的标准机架尺寸，高度为 2100mm、宽度 600mm、深度1200mm；机柜可用空间44U，分为上、中、下三部分，最上面 20U、最下面 20U为服务器空间，可部署 1U1、1U2、1U3 形态的服务器节点，最多可部署120台； 

 网络模块，采用交换机冗余性供电；交换机风流管理，前进后出或侧进后出；交换机插拔时不应受到网线干扰，且交换机电源线也应能跟随交换机一起顺畅出入；网络布线模式，全部网线在理线槽中统一走线到机柜中部后，再分别连接到交换机相应端口中；

    供电模块由PDU、电源框、电源模块、铜排（busbar）、背板组成；机柜接入电路方式，支持以下三种应用场景：双路三相交流，或双路单相交流、或 1 路三相交流加 2 路高压直流；单路供电能力，通过配置不同功率的电源模块，使机柜单路提供 7KW~12KW 的供电能力，并使电源工作在最佳转换效率；

服务器节点模块由前面板、节点、节点中板，组成；节点维护方式，完全前维护；包括节点拔插、网络走线、指示灯、连接外设和可选的硬盘热拔插都需要在前方完成；保留 BMC 和 BMC 的独立网络端口，支持 NC-SI，IPMI2.0，SNMP trap；节点通过专用信道与 RMC 进行通信；节点中板用于与背板进行可热拔插连接，包括供电、ID 赋值，信号传输；

集中风扇散热模块，采用了风扇墙共享设计，由 RMC 实现独立风扇控制；采用了N+1 冗余设计，可以实现独立维护，对节点透明；

集中管理模块对风扇监控，风扇控制板监控，节点信息监控，节点控制，RMC 监控，电源模块监控监控，电源框监控。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于所示机柜模块的中间4U空间用于部署交换机、PSU、和 RMC 单元，交换机和 PSU 采用同平面部署的紧凑设计。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于所述供电模块，集中 PSU 占 3U 空间，采用模块化设计方案，可提供 N+N 的电源接入和模块冗余，支持 7~12KVA 的供电容量；电源支持 220VAC、380VAC、240VDC 输入，集中输出至 12VDC 铜排，机柜内铜排设计分为上下两段，最大设计电流为 600 安培；服务器节点通过背板或母排直接取电。