CN105005547A - 一种基于numa的多路服务器完全物理分区方法 - Google Patents

Abstract

本发明特别涉及一种基于NUMA的多路服务器完全物理分区方法。该基于NUMA的多路服务器完全物理分区方法，分为电源平面隔离和时钟信号隔离两部分，利用电气物理隔离的方式，通过隔离电源以及时钟等信号来达到物理分区的完全独立。该基于NUMA的多路服务器完全物理分区方法，可以实现多路服务器物理分区完全独立，从而使每个物理分区开机、关机、拔插节点互不影响。

Description

一种基于NUMA的多路服务器完全物理分区方法

技术领域

本发明涉及多路服务器研发技术领域，特别涉及一种基于NUMA的多路服务器完全物理分区方法。

背景技术

飞速发展的业务需求带动了服务器的巨大变革，同时也为多路服务器更能灵活应用带来新的挑战，多路服务器灵活实现多物理分区成为了服务器发展的趋势。多路服务器可以成为单一系统用于数据运算大的应用环境，而在数据运算量小的时候可以将多路服务器分区成路数较少的多个系统，从而既节省资源，更方便用户的管理。

传统多路服务器的物理分区都是电源层和时钟信号共用，虽然开机、关机之类的行为物理分区之间互不影响，但是如果出现某一物理分区需要插拔处理，或者出现短路等情况，会严重影响其他物理分区的正常工作。

NUMA（Non Uniform Memory Access Architecture，非统一内存访问）技术可以使众多服务器像单一系统那样运转，同时保留小系统便于编程和管理的优点。基于电子商务应用对内存访问提出的更高的要求，NUMA也向复杂的结构设计提出了挑战。

NUMA是一种用于多处理器的电脑记忆体设计，内存访问时间取决于处理器的内存位置。在NUMA下，处理器访问它自己的本地存储器的速度比非本地存储器（存储器的地方到另一个处理器之间共享的处理器或存储器）快一些。

NUMA-Q体系结构的优势在于：首先，NUMA的突破性技术彻底摆脱了传统的超大总线对多处理结构的束缚。它大大增强了单一操作系统可管理的处理器、内存和I/O插槽。

其次，NUMA设计的重点是让处理器快速的访问在同一单元的内存，NUMA-Q处理器访问同一单元上的内存的速度比一般SMP模式超出一倍。并且，NUMA-Q操作系统充分利用处理器缓存，能达到极高的寻址命中率。SMP模式虽然比NUMA简单，但是，所有的处理器访问内存的时间是一致且缓慢的。同时，基于SMP的总线存着在一个物理极限，令系统的扩充性逐步降低。此外，在基于SMP体系结构的大型系统中，平衡的增加处理器、I/O和内存变得更加困难。

此外，NUMA系统提供内存互连的硬件系统，这种技术可以开发新型动态的分区系统。系统分区的好处在于允许系统管理员在同一计算机内运行多个操作系统（如Unix和WindowsNT），并根据用户工作负荷的要求，在不同的操作系统环境间，简单的管理和使用CPU和内存资源，从而实现最佳的性能和最高的资源利用率。

不难看出，NUMA-Q的目标市场是那些解决“关键事务性”（Mission-Critical）的商业数据中心。这些商业数据中心的计算机系统具有一些共同的特征，如具有高可用性、高可靠性、能够适应与日俱增的性能需求的高可扩充性的特点。NUMA-Q体系结构可以帮助联机事务处理、决策支持系统和企业信息通讯系统设计人员创建这种大规模的“关键事务性”解决方案。

因此，NUMA-Q广泛的适用于具有大量I/O计算、商业智能、客户关系管理、企业资源规划的环境。它给企业提供利用同一组部件创建多种体系结构的灵活性，以及适用于多种解决方案的高可用性和高可管理性的工具集，同时可以支持多用户和更大的吞吐量，减少客户故障停机时间，提升了I/O功能，实现更大的联机存储与备份能力，并具有很强的扩展性，可以最大程度地保护客户的投资。

为规避上述传统多路服务器的物理分区相互影响的问题，本发明提出了一种基于NUMA的多路服务器完全物理分区方法。采用该方法，某一物理分区无论开机、关机，或者插拔、短路都不会影响其他物理分区的正常工作。

发明内容

本发明为了弥补现有技术的缺陷，提供了一种简单，合理，有效的基于NUMA的多路服务器完全物理分区方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种基于NUMA的多路服务器完全物理分区方法，其特征在于：分为电源平面隔离和时钟信号隔离两部分，利用电气物理隔离的方式，通过隔离电源以及时钟等信号来达到物理分区的完全独立；

所述电源平面隔离采用在电源背板上将输出给不同物理分区的电源平面隔离，参考平面共用，同时将电源适配器按照分区数目平均分配给不同物理分区的电源平面；

所述时钟信号隔离采用两种时钟板卡，一种时钟板卡上只有一个时钟芯片，用于单一系统使用，另外一种时钟板卡有n个时钟芯片分别为每个物理分区提供时钟。

所述有n个时钟芯片的时钟板卡上的每个时钟芯片使用的电源是隔离开的，并且使用的电源和对应的物理分区使用的是同一电源。

本发明基于NUMA的多路服务器完全物理分区方法，首先需要将电源背板PCB做成电源平面分离，即在电源平面上n个节点的电源平面是完全独立的，同时保证参考平面共用；然后n组独立的电源适配器通过独立的电源背板连接器分别连接到n个电源平面；

当关闭其中一个节点时，可以将对应的电源适配器彻底和服务器断开，并且不会影响另外一个节点的正常工作，开启其中一个节点的时候也不会影响其他节点的供电系统。

本发明的有益效果是：该基于NUMA的多路服务器完全物理分区方法，可以实现多路服务器物理分区完全独立，从而使每个物理分区开机、关机、拔插节点互不影响。

附图说明

附图1为本发明8路系统用做两个4路节点物理分区示意图；

附图2为本发明8路系统用做两个4路节点电源背板示意图；

附图3为本发明单一8路系统的时钟板卡示意图；

附图4为本发明8路系统用做两个4路节点时钟板卡示意图。。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明。

如附图2本发明高速互联终端匹配的逻辑结构示意图所示，该基于NUMA的多路服务器完全物理分区方法，分为电源平面隔离和时钟信号隔离两部分，利用电气物理隔离的方式，通过隔离电源以及时钟等信号来达到物理分区的完全独立；

所述电源平面隔离采用在电源背板上将输出给不同物理分区的电源平面隔离，参考平面共用，同时将电源适配器按照分区数目平均分配给不同物理分区的电源平面；

所述时钟信号隔离采用两种时钟板卡，一种时钟板卡上只有一个时钟芯片，用于单一系统使用，另外一种时钟板卡有n个时钟芯片分别为每个物理分区提供时钟。

所述有n个时钟芯片的时钟板卡上的每个时钟芯片使用的电源是隔离开的，并且使用的电源和对应的物理分区使用的是同一电源。

本发明基于NUMA的多路服务器完全物理分区方法，首先需要将电源背板PCB做成电源平面分离，即在电源平面上n个节点的电源平面是完全独立的，同时保证参考平面共用；然后n组独立的电源适配器通过独立的电源背板连接器分别连接到n个电源平面；

当关闭其中一个节点时，可以将对应的电源适配器彻底和服务器断开，并且不会影响另外一个节点的正常工作，开启其中一个节点的时候也不会影响其他节点的供电系统。

下面以8路系统用做两个4路物理分区使用为例进行说明，但本发明的应用范围不限于8路系统。

如附图1所示，首先需要将电源背板PCB做成电源平面分离，即在电源平面上上下两个4路节点的电源平面是完全独立的，同时保证参考平面共用。

如附图2所示，然后两组独立的电源适配器通过独立的电源背板连接器分别连接到上下两个4路的电源平面。

这样当关闭某一个4路节点，可以将对应的电源适配器彻底和服务器断开，并且不会影响另外一个四路的正常工作。开启某个节点的时候也不会影响另外一个节点的供电系统。

A，B两个电源连接器是用于给时钟板卡供电，其中A使用的是和上四路同一电源平面，而B使用的是和下四路同一电源平面。

对于时钟板卡需要根据是单一八路系统还是双四路系统来区分：

如附图3所示，当系统为单一八路系统时，上下两个节点可以共用同一个时钟；而当系统为双四路系统时，如附图4所示，每个四路系统都会有自己独立的电源系统和时钟系统，所以上下两个物理分区的工作互不影响，从达到完全的物理分区。

Claims (3)

1.一种基于NUMA的多路服务器完全物理分区方法，其特征在于：分为电源平面隔离和时钟信号隔离两部分，利用电气物理隔离的方式，通过隔离电源以及时钟等信号来达到物理分区的完全独立；

所述电源平面隔离采用在电源背板上将输出给不同物理分区的电源平面隔离，参考平面共用，同时将电源适配器按照分区数目平均分配给不同物理分区的电源平面；

所述时钟信号隔离采用两种时钟板卡，一种时钟板卡上只有一个时钟芯片，用于单一系统使用，另外一种时钟板卡有n个时钟芯片分别为每个物理分区提供时钟。

2.根据权利要求1所述的基于NUMA的多路服务器完全物理分区方法，其特征在于：所述有n个时钟芯片的时钟板卡上的每个时钟芯片使用的电源是隔离开的，并且使用的电源和对应的物理分区使用的是同一电源。

3.根据权利要求2所述的基于NUMA的多路服务器完全物理分区方法，其特征在于：首先需要将电源背板PCB做成电源平面分离，即在电源平面上n个节点的电源平面是完全独立的，同时保证参考平面共用；然后n组独立的电源适配器通过独立的电源背板连接器分别连接到n个电源平面；

当关闭其中一个节点时，可以将对应的电源适配器彻底和服务器断开，并且不会影响另外一个节点的正常工作，开启其中一个节点的时候也不会影响其他节点的供电系统。