CN104615201A - 一种集中管理存储系统架构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种集中管理存储系统架构，其具体结构包括：集中管理单元、存储单元和散热单元，该集中管理单元内置高速计算交换单元、通讯采集转换单元，高速计算交换单元，负责处理单元之间数据通信的数据包的高速交换、计算分析、分配指令，采用专用的管理交换协议来实现；通讯采集转换单元，通过线缆与高速计算交换单元连接，在高速计算交换单元与存储单元进行数据通信时，负责数据包的采集、转换，把采集的信号换成存储单元本地协议可识别的包格式。该一种集中管理存储系统架构与现有技术相比，弥补了传统的以机架式服务器为核心的高存储机柜式体系结构的不足，使其更适用于集中管理、高效应用的互联网、云计算数据中心。

Description

一种集中管理存储系统架构
技术领域
本发明涉及计算机服务器技术领域，具体地说是一种实用性强、集中管理存储系统架构。
背景技术
存储服务器计算技术的发展是伴随着计算机技术的发展而发展的，也就是说，从计算机技术诞生之日起，人们就在为追求更高计算能力的计算机系统而努力。在过去几十年间，可以说是存储计算机体系结构和通信技术不断创新的年代，出现了各种各样的体系结构及网络互联技术。尤其是最近几年，随着互联网、云计算存储、大数据技术发展迅速，集中管理高扩展存储产品已经成为互联网数据机房发展架构之一。在最近几年，谷歌、FaceBook的数据机房中已开始大量应用高存储的机柜式集成存储产品，其较高的扩展性、较低的功耗特性逐渐得到国内外互联网巨头的首选机房存储产品配，并在数量上仍有不断增加的趋势，可见高扩展存储体系产品在互联网计算领域有着旺盛的生命力和广阔的发展前景。
然而，现在存储服务器系统只是简单的在机柜上配置各种规格的机架式服务器，实现高容量存储数据的应用，还不能真正实现各存储、计算节点的即插即用、集中管理和集中散热，只能通过额外增加交换网络、管理PC电脑来实现管理功能；由于无法实现即插即用，存储节点的维护更换需要更长时间、更多部件配置操作来实现，大大影响应用效率；由于无法实现集中散热、调控，配置多大存储机架服务器的整个机柜系统功耗更高，长期应用成本更高。
通常我们构建传统的高扩展存储机柜系统科需要2套配套的互连网络来实现，它们分别是通讯交换网络、管理网络。这两套网络分别通过相应的交换机和联接线缆连接到计算资源上，通讯交换网络的作用是实现外部用户对系统内计算资源的访问，交换机一般采用千兆以太网交换机；管理网络一般直接通过线缆直接连接管理PC机上，进行存储节点的管理控制。
这种传统的拼凑式高扩展存储集成系统已成为制约大型互联网数据中心、云计算大数据中心应用的弱项，已无法满足互联网数据中心未来发展趋势。在快速增长的互联网、云计算数据时代，对存储系统的可用性、可管理性、可扩展性等系统资源的均衡配置等要求较高，在现有存储服务器系统体系结构的基础上，提出一种适用于互联网、云计算数据中心的即插即用、高扩展的集中管理存储系统设计架构就显得很必要了。
发明内容
本发明的技术任务是针对以上不足之处，提供一种实用性强、集中管理存储系统架构。
一种集中管理存储系统架构，其具体结构包括：
集中管理单元，该单元为整个系统架构的核心，负责各资源间的协调、管理控制，该集中管理单元内置高速计算交换单元、通讯采集转换单元，其中：高速计算交换单元，负责处理单元之间数据通信的数据包的高速交换、计算分析、分配指令，采用专用的管理交换协议来实现，协调、控制、处理各资源间的信息通信以及指令发出；通讯采集转换单元，通过线缆与高速计算交换单元连接，在高速计算交换单元与存储单元进行数据通信时，负责数据包的采集、转换，把采集的信号换成存储单元本地协议可识别的包格式；
存储单元，实现数据的高存储、高可用，通过信号转接板与通讯采集转换单元连接；
散热单元，为实现整体架构系统的散热，保障整体架构系统可靠稳定工作，通过风扇控制板与通讯采集转换单元相连接。
所述架构还包括供电单元，该供电单元直接与高速交换计算单元相连接。
所述通信采集转换单元采用PCIE及千兆网络设备，采集存储单元和散热单元的工作信号，经过信号转换传输到高速计算交换单元，高速计算交换单元通过管理软件的计算、分析，发出调整控制指令，协调控制存储单元和散热单元的协调工作。
所述供电单元安装在机柜的前侧中部，存储单元设置供电单元上下两侧的机柜内，散热单元和集中管理单元分别设置在机柜后侧的上部和下部，其中集中管理单元、存储单元、散热单元在设备端口范围内扩展，且在整个机柜内预留扩展槽位，扩展槽位控制在存储管理设备端口范围内。
本发明的一种集中管理存储系统架构，具有以下优点：
该发明的一种集中管理存储系统架构基于模块化部件灵活扩展、即插即用的特性，进行灵活的配置；在添加和删除某一模块时，基本不用或很少对其他模块进行复杂的配置工作，从而减少系统管理的复杂程度；即插即用、高扩展性，弥补了传统的以机架式服务器为核心的高存储机柜式体系结构的不足，使其体系结构所带来的资源均衡配置管理、灵活扩展、集中散热等诸多特性，使其更适用于集中管理、高效应用的互联网、云计算数据中心，实用性强，易于推广。
附图说明
附图1为本发明的系统架构示意图。
附图2为本发明的实例结构示意图。
附图中的标记分别表示：
1、集中管理单元，1.1、高速计算交换单元，1.2、通讯采集转换单元，2、散热单元，3、存储单元，4、机柜，5、供电单元。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
本发明提出一种集中管理存储系统架构，以系统集中管理模块为核心，通过整合存储资源、信息通讯资源、供电资源和散热资源及协调资源间的均衡配置，使体系架构发挥最大的效能。如附图1、图2所示，其具体结构包括：
集中管理单元1，该单元为整个系统架构的核心，负责各资源间的协调、管理控制，该集中管理单元1内置高速计算交换单元1.1、通讯采集转换单元1.2，其中：高速计算交换单元1.1，负责处理单元之间数据通信的数据包的高速交换、计算分析、分配指令，采用专用的管理交换协议来实现，协调、控制、处理各资源间的信息通信以及指令发出，由于这种新型的存储体系结构是以高速计算交换单元1.1为核心的，所有的存储单元3数据交换和散热单元2管理工作都需要通过此模块来完成，因而需要此模块具有较高的通信可靠性和较低的通信延迟等物理特性。通讯采集转换单元1.2，通过线缆与高速计算交换单元1.1连接，在高速计算交换单元1.1与存储单元3进行数据通信时，负责数据包的采集、转换，把采集的信号换成存储单元3本地协议可识别的包格式。
存储单元3，实现数据的高存储、高可用，通过信号转接板与通讯采集转换单元1.2连接。
散热单元2，为实现整体架构系统的散热，保障整体架构系统可靠稳定工作，通过风扇控制板与通讯采集转换单元1.2相连接。
所述架构还包括供电单元5，该供电单元5直接与高速交换计算单元相连接。
在一个典型的配置环境中，我们可以采用4台存储模块、一台散热模块作为存储、散热单元2，1台通信采集转换模块作为作为通讯采集转换单元1.2。通信采集转换单元采用PCIE及千兆网络设备，采集存储单元3和散热单元2的工作信号，经过信号转换传输到高速计算交换单元1.1，高速计算交换单元1.1通过相应管理软件的计算、分析，发出调整控制指令，来协调控制存储单元3和散热单元2的协调工作。同时，此存储体系架构可以根据需求灵活配置存储及散热模块，通过相应的管理软件的支持来实现对各个资源的灵活协调和控制，从而构建出适用于互联网数据应用特点的高扩展存储服务器应用系统。
所述供电单元5安装在机柜4的前侧中部，存储单元3设置供电单元5上下两侧的机柜4内，散热单元2和集中管理单元1分别设置在机柜4后侧的上部和下部，其中集中管理单元1、存储单元3、散热单元2在设备端口范围内扩展，且在整个机柜4内预留扩展槽位，扩展槽位控制在存储管理设备端口范围内。
这种即插即用、高可扩展的集中管理存储系统架，弥补了传统的以机架式服务器为核心的高存储机柜4式体系结构的不足，使其集中管理体系架构所带来的资源均衡配置管理、灵活扩展、集中散热等诸多特性，使其更适用于集中管理、高效应用的互联网、云计算数据中心。
其中，即插即用的实现方式描述如下：在这种新型体系结构中，高速计算交换单元1.1、通讯采集转换单元1.2、存储单元3、散热单元2及供电单元5在各自的物料架构中通过创新机构设计、PCIE信号板卡设计和大电流信号转化设计，实现各单元具有热插拔功能，满足即插即用的应用要求。
高扩展的实现方式描述如下：在这种新型体系架构中，集中管理单元1、存储单元3、散热单元2在设备端口范围内高度扩展，体系结构预留扩展槽位，扩展槽位控制在存储管理设备端口范围内。
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，任何符合本发明的一种集中管理存储系统架构的权利要求书的且任何所述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 (4)

1.一种集中管理存储系统架构，其特征在于，其具体结构包括：
集中管理单元，该单元为整个系统架构的核心，负责各资源间的协调、管理控制，该集中管理单元内置高速计算交换单元、通讯采集转换单元，其中：高速计算交换单元，负责处理单元之间数据通信的数据包的高速交换、计算分析、分配指令，采用专用的管理交换协议来实现，协调、控制、处理各资源间的信息通信以及指令发出；通讯采集转换单元，通过线缆与高速计算交换单元连接，在高速计算交换单元与存储单元进行数据通信时，负责数据包的采集、转换，把采集的信号换成存储单元本地协议可识别的包格式；
存储单元，实现数据的高存储、高可用，通过信号转接板与通讯采集转换单元连接；
散热单元，为实现整体架构系统的散热，保障整体架构系统可靠稳定工作，通过风扇控制板与通讯采集转换单元相连接。
2.根据权利要求1所述的一种集中管理存储系统架构，其特征在于，所述架构还包括供电单元，该供电单元直接与高速交换计算单元相连接。
3.根据权利要求2所述的一种集中管理存储系统架构，其特征在于，所述通信采集转换单元采用PCIE及千兆网络设备，采集存储单元和散热单元的工作信号，经过信号转换传输到高速计算交换单元，高速计算交换单元通过管理软件的计算、分析，发出调整控制指令，协调控制存储单元和散热单元的协调工作。
4.根据权利要求2所述的一种集中管理存储系统架构，其特征在于，所述供电单元安装在机柜的前侧中部，存储单元设置供电单元上下两侧的机柜内，散热单元和集中管理单元分别设置在机柜后侧的上部和下部，其中集中管理单元、存储单元、散热单元在设备端口范围内扩展，且在整个机柜内预留扩展槽位，扩展槽位控制在存储管理设备端口范围内。
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