CN104360980A - 一种多平面分离式多分区计算机体系结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多平面分离式多分区计算机体系结构,提出了一种并行多节点计算机系统架构，包括计算资源池、存储资源池和网络资源池，其中计算资源池包括若干并行计算节点，存储资源池包含若干存储模块，各个计算节点和存储模块中均设置有网络模块，网络资源池的网络互连模块与各个网络模块连接通信；还包括电源子系统、散热子系统和管理子系统，管理子系统负责整体监控管理系统；该计算机系统架构通过分离的互连平面、信道平台、供电平面及管理平面实现一个系统多种耦合方式，同时也可通过互连平面及管理平面实现系统的统一管理、资源的统一分配、逻辑上的统一分区，并可实现物理上的灵活分区配置。

Description

一种多平面分离式多分区计算机体系结构

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，具体地说是一种多平面分离式多分区计算机体系结构。

背景技术

计算机体系结构（ComputerArchitecture）是程序员所看到的计算机的属性，即概念性结构与功能特性。通常计算机体系结构中包含多个计算机节点，目前通用的计算机体系结构处理节点间的互连可分为紧耦合和松耦合两类方法。使用松耦合方法时，松耦合系统通常基于消息，互连节点双方不知道对方如何实现，节点双方之间的通讯由消息的架构支配，只有消息符合协商的架构，则双方节点均可以根据需要进行更改，且不会破坏对方。松耦合通讯机制提供了紧耦合机制所没有的许多优点，同时降低互连节点之间的依赖性。使用紧耦合方法时，互连节点之间进行更为紧密的集成，互连节点关系紧密存在相互调用，然而紧耦合系统的缺点在于更新一个节点的结果会导致其他节点的结果变化，难以重用特定的关联节点。可见，这两类耦合关系在实际的系统应用中都存在一定的不足之处。

同时针对互连网应用的快速发展、数据爆炸式增长，互连网各类增值应用的大规模普及，服务器新增数量庞大，按照传统服务器在机房上架部署，每天可部署约300台服务器，传统的服务器的架构难以满足互连网公司规模日益庞大的服务器多种应用的需求。

发明内容

本方明针对现有技术存在的技术问题，提供一种多平面分离式多分区计算机体系结构。

本发明所述多平面分离式多分区计算机体系结构，其解决所述技术问题采用的技术方案是：提出了一种并行多节点计算机系统架构，所述计算机系统架构包括计算资源池、存储资源池和网络资源池，其中所述计算资源池包括若干并行计算节点，所述存储资源池包含若干为系统提供全局式共享存储的存储模块，各个计算节点和存储模块中均设置有网络模块；所述网络资源池由网络互连模块和所述网络模块组成，且所述网络互连模块与各个网络模块连接通信；所述计算节点、存储模块、网络模块和网络互连模块构成系统的功能模块；

所述并行多节点计算机系统架构还包括电源子系统、散热子系统和管理子系统，其中，所述电源子系统用于给系统供电连接系统中各个功能模块，所述散热子系统用于给系统散热，且所述网络互连模块连接散热子系统对其进行监控管理，所述管理子系统负责整体监控管理系统，且管理子系统连接所述网络互连模块管理对海量数据的并发处理。

优选的，所述网络互连模块为系统提供一个灵活、可变的网络配置方案，其结构包括数据互连单元、业务互连单元和控制互连单元，其中，通过数据互连单元系统支持对带宽、延迟敏感的大规模并发I/O访问、虚拟机迁移、进程间低延迟通信与数据同步；通过业务互连单元满足对海量数据并发处理的通信需求；通过控制互连单元实现对系统中各个功能模块的监控管理与资源调度通信。

优选的，所述网络互连模块的控制互连单元连接散热子系统对其进行监控管理。

优选的，所述管理子系统连接所述网络互连模块的业务互连单元管理对海量数据的并发处理。

优选的，所述并行多节点计算机系统架构还设置了处理单元，所述电源子系统连接处理单元给处理单元供电，所述管理子系统连接处理单元对处理单元进行监控管理；所述处理单元与系统的各个功能模块连接对有关数据进行计算处理。

优选的，所述处理单元包括通用处理单元、轻量处理单元和可重构处理单元三种类型，且所述通用处理单元、轻量处理单元和可重构处理单元构成层次式架构，所述通用处理单元与轻量处理单元交互通信，同时所述轻量处理单元与可重构处理单元交互通信。

优选的，所述存储资源池包括两块为系统提供全局式共享式存储的存储模块，这两块存储模块中设置了网络模块，所述网络模块与网络互连模块交互通信。

优选的，所述计算资源池包括并行的主计算机节点、CUP节点、高密度节点、四路节点和Micro Server节点，这些节点中均设置了网络模块，所述网络互连模块与所述网络模块交互通信。

本发明的多平面分离式多分区计算机体系结构和现有技术相比具有的有益效果是：该计算机体系结构的创新在于，通过分离的互连平面、信道平台、供电平面及管理平面实现一个系统多种耦合方式，同时也可通过互连平面及管理平面实现系统的统一管理、资源的统一分配、逻辑上的统一分区；实现了通过多平面分离式结构实现紧耦合和松耦合在一个系统中的平滑切换及有效的融合；

通过该计算机体系结构可以将多个并行的计算节点通过多个平面实现物理上的系统资源共享及IO资源的分配；并可实现物理上的灵活分区配置，从而将一台并行多节点计算机系统划分为多个或单个独立的多处理器系统；同时可以充分根据业务负载和业务类型，对系统的计算资源、管理、存储资源和IO资源进行划分和配置，从而达到系统资源的最优化配置。

附图说明

附图1为所述多平面分离式多分区计算机体系架构的逻辑结构图；

附图2 为所述多平面分离式多分区计算机体系架构的原理框图。

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明白，以下结合具体实施例，并参考附图，对本发明所述多平面分离式多分区计算机体系结构进一步详细说明。

本发明所述多平面分离式多分区计算机体系结构，是一种并行多节点计算机系统架构，所述计算机系统架构包括计算资源池、存储资源池和网络资源池，其中所述计算资源池包括并行的不同种类的计算节点，所述存储资源池中提供各种存储模块，可以为系统提供全局式的共享式存储，且，所述计算节点和存储模块中设置网络模块（NIC）；所述网络资源池由计算节点和存储模块中的网络模块（NIC）、网络互连模块组成，并且计算节点和存储模块中的网络模块（NIC）均与网络互连模块连接通信。

实施例1：

本实施例所述多平面分离式多分区计算机体系结构，提出的并行多节点计算机系统架构中，所述网络互连模块为系统提供一个灵活、可变的网络配置方案，其结构包括数据互连单元、业务互连单元和控制互连单元，其中，通过数据互连单元系统支持对带宽、延迟敏感的大规模并发I/O访问、虚拟机迁移、进程间低延迟通信与数据同步；通过业务互连单元满足对海量数据并发处理的通信需求；通过控制互连单元实现对系统中各个功能模块的监控管理与资源调度通信。该体系架构可以充分根据业务负载和业务类型，对计算机的计算资源、管理、存储资源和IO资源进行划分和配置，从而达到系统资源的最优化配置。

本实施所述并行多节点计算机系统架构中，所述并行多节点计算机系统架构还包括电源子系统、散热子系统和管理子系统，其中，所述电源子系统用于给系统供电连接系统中各个功能模块，所述散热子系统用于给系统散热，且所述控制互连单元连接散热子系统对其进行监控管理，所述管理子系统负责整体监控管理系统，且管理子系统连接所述业务互连单元管理对海量数据的并发处理。

此外，所述并行多节点计算机系统架构还可以设置处理单元，所述电源子系统连接处理单元给处理单元供电，所述管理子系统连接处理单元对处理单元进行监控管理；所述处理单元包括通用处理单元、轻量处理单元和可重构处理单元，且所述通用处理单元、轻量处理单元和可重构处理单元构成层次式架构，所述通用处理单元与轻量处理单元交互通信，同时所述轻量处理单元与可重构处理单元交互通信；如附图1所述。

本实施例所述并行多节点计算机系统架构中，所述计算资源池、存储资源池和网络资源池中的各种功能模块均采用独立的物理架构，所述计算机系统架构通过管理子系统采用集中式监控管理，通过电源子系统、散热子系统采用集中化供电、散热，并统一进行功耗和电源管理。

实施例2：

本实施例所述多平面分离式多分区计算机体系结构，在实施例1的基础上，所述并行多节点计算机系统架构的实现原理，如附图2所示，该计算机体系结构中，所述存储资源池包括两块存储模块（storage），通过存储模块可以为系统提供全局式的共享式存储，且这两块存储模块中设置了网络模块（NIC）；所述计算资源池包括并行的主计算机节点、CUP节点、高密度节点、四路节点和Micro Server节点，且这些节点中均设置了网络模块（NIC）；所述网络资源池的网络互连模块与上述存储模块和各个节点中的网络模块均互连通信。

从实施例2所述多平面分离式多分区计算机体系结构的技术方案可知，该计算机系统结构通过分离的互连平面、信道平面、供电平面及管理平面实现一个系统多种耦合方式，同时也可通过互连平面及管理平面实现系统的统一管理、资源的统一分配、逻辑上的统一分区。该体系架构可以将多个并行的计算节点通过多平面实现物理上的系统资源共享及IO资源的分配，并可实现物理上的灵活分区配置，从而将一台并行多节点计算机系统划分为多个或单个独立的多处理器系统；并通过多平面分离式结构实现紧耦合和松耦合在一个系统中的平滑切换及有效融合。

上述具体实施方式仅是本发明的具体个案，本发明的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式，任何符合本发明的权利要求书的且任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或替换，皆应落入本发明的专利保护范围。

Claims (8)

1.一种多平面分离式多分区计算机体系结构，提出了一种并行多节点计算机系统架构，其特征在于，所述计算机系统架构包括计算资源池、存储资源池和网络资源池，其中所述计算资源池包括若干并行计算节点，所述存储资源池包含若干为系统提供全局式共享存储的存储模块，各个计算节点和存储模块中均设置有网络模块；所述网络资源池由网络互连模块和所述网络模块组成，且所述网络互连模块与各个网络模块连接通信；所述计算节点、存储模块、网络模块和网络互连模块均称为系统的功能模块；

所述并行多节点计算机系统架构还包括电源子系统、散热子系统和管理子系统，其中所述电源子系统用于给系统供电连接系统中各个功能模块，所述散热子系统用于给系统散热，且所述网络互连模块连接散热子系统对其进行监控管理，所述管理子系统负责整体监控管理系统，且管理子系统连接所述网络互连模块管理对海量数据的并发处理。

2.根据权利要求1所述一种多平面分离式多分区计算机体系结构,其特征在于，所述网络互连模块包括数据互连单元、业务互连单元和控制互连单元，其中，通过数据互连单元系统支持对带宽、延迟敏感的大规模并发I/O访问、虚拟机迁移、进程间低延迟通信与数据同步；通过业务互连单元满足对海量数据并发处理的通信需求；通过控制互连单元实现对系统中各个功能模块的监控管理与资源调度通信。

3.根据权利要求2所述一种多平面分离式多分区计算机体系结构,其特征在于，所述网络互连模块的控制互连单元连接散热子系统对其进行监控管理。

4.根据权利要求2所述一种多平面分离式多分区计算机体系结构,其特征在于，所述管理子系统连接所述业务互连单元管理对海量数据的并发处理。

5.根据权利要求1至4任一所述一种多平面分离式多分区计算机体系结构,其特征在于，所述并行多节点计算机系统架构还设置了处理单元，所述电源子系统连接处理单元给处理单元供电，所述管理子系统连接处理单元对处理单元进行监控管理；所述处理单元与系统的各个功能模块连接对有关数据进行计算处理。

6.根据权利要求5所述一种多平面分离式多分区计算机体系结构,其特征在于，所述处理单元包括通用处理单元、轻量处理单元和可重构处理单元三种类型，且所述通用处理单元、轻量处理单元和可重构处理单元构成层次式架构，所述通用处理单元与轻量处理单元交互通信，同时所述轻量处理单元与可重构处理单元交互通信。

7.根据权利要求1所述一种多平面分离式多分区计算机体系结构,其特征在于，所述存储资源池包括两块为系统提供全局式共享式存储的存储模块，这两块存储模块中设置了网络模块，所述网络模块与网络互连模块交互通信。

8.根据权利要求1或7所述一种多平面分离式多分区计算机体系结构,其特征在于，所述计算资源池包括并行的主计算机节点、CUP节点、高密度节点、四路节点和Micro Server节点，这些节点中均设置了网络模块，所述网络互连模块与所述网络模块交互通信。