CN105243047A - 一种服务器架构 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种服务器架构，包括：一台或一台以上云服务器；各云服务器分别由两个或两个以上托架(Tray)子柜组成；各Tray子柜之间相互连接形成用于资源分配的资源池。本发明通过Tray子柜进行资源池的构建，无需交换机进行互连，避免了交换机大规模使用，降低了云服务器的实现成本，使云服务技术便于应用推广。
Description
技术领域
本申请涉及云计算技术，尤指一种服务器架构。
背景技术
随着云计算、大数据等概念的兴起，云服务器也随之应运而生。云服务器将传统服务器的计算资源、输入输出端口(IO)资源和存储资源进行分解形成离散的资源单元，通过规模庞大且高效的数据网络建立离散的资源单元间的连接形成资源池——即资源池化。通过形成的资源池实现根据实际应用需求灵活的进行资源分配，达到资源的高效利用。
在资源池化过程中，超过75％的数据网络都被用于架设计算单元间的数据通路。为了实现超大规模计算单元间的网络互连，需要架设规模庞大交换机设备，为了保证数据网络的可靠性往往进行冗余交换机设备配置，使交换机的规模进一步加大；庞大的交换机设备配置使资源池化应用成本大大增加，影响了云服务器的使用推广。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种服务器架构，能够避免云服务器中大规模使用交换机进行网络互连。
为了达到本发明的目的，本申请提供一种服务器架构，包括：一台或一台以上云服务器；
各云服务器分别由两个或两个以上托架Tray子柜组成；
各Tray子柜之间相互连接形成用于资源分配的资源池。
进一步地，Tray子柜包含计算区、背板、及输入输出端IO单元和冗余管理区；
所述计算区包含一个或一个以上计算单元，各计算单元通过背板实现网络互连；
计算单元通过背板与IO单元和冗余管理区连接；
基于背板对计算区的各计算单元、IO单元和冗余管理区进行电源分配。
进一步地，计算单元板载有两个或两个处理器，各处理器互相连接，以实现缓存共享。
进一步地，处理器为CaviumThunderX处理器。
进一步地，各所述处理器分别输出信号到背板的连接器与输入输出柜IOBOX连接，进行IO扩展。
进一步地，各所述处理器均与所述计算单元板载的双列直插式内存模块DIMM插槽slot连接，实现内存连接。
进一步地，各Tray子柜通过处理器连接至所述计算单元的面板的四小型可插拔QSFP接口实现互连。
进一步地，Tray子柜中任一计算单元分别与其他各子柜中的一个计算单元互连，实现Tray子柜之间的互连。
进一步地，当所述服务器架构包含两台或两台以上云服务器时，各所述云服务器分别选择任一Tray子柜进行相互连接后，实现云服务器之间的互连。
进一步地，各所述处理器分别输出串行高级技术附件SATA信号到所述计算单元板载的微型串行高级技术附件mSATA接口进行本地操作系统OS安装。
进一步地，所述Tray子柜通过所述计算单元的面板的QSFP接口连接，实现其他设置的扩展。
进一步地，所述处理器通过前面板的SFP+接口进行外部设备或外部存储的连接。
进一步地，处理器连接至前面板后，通过所述计算单元板载的基板管理控制器BMC芯片输出通用输入输出接口GPIOs到前面板按钮和发光二极管LED，实现本地操作及状态指示；
处理器与所述计算单元板载的BMC芯片连接，进行本地监控管理；
处理器通过输出千兆以太网GbE管理网络到前面板，用于本地管理。
与现有技术相比，本发明提供的技术方案，包括：一台或一台以上云服务器；各云服务器分别由两个或两个以上托架Tray子柜组成；各Tray子柜之间相互连接形成用于资源分配的资源池。本发明通过Tray子柜进行资源池的构建，无需交换机进行互连，避免了交换机大规模使用，降低了云服务器的实现成本，使云服务技术便于应用推广。
附图说明
附图用来提供对本申请技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。
图1为本发明服务器架构的结构框图；
图2为本发明实施例云服务器的结构框图；
图3为本发明实施例Tray子柜计算单元互连的结构示意图；
图4为本发明实施例Tray子柜互连形成云服务器的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本申请的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
图1为本发明服务器架构的结构框图，如图1所示，包括：一台或一台以上云服务器；
各云服务器分别由两个或两个以上托架(Tray)子柜组成；
各Tray子柜之间相互连接形成用于资源分配的资源池。
进一步地，Tray子柜包含计算区、背板、及输入输出端IO单元和冗余管理区；
计算区包含一个或一个以上计算单元，各计算单元通过背板实现网络互连；
计算单元通过背板与IO单元和冗余管理区连接；
基于背板对计算区的各计算单元、IO单元和冗余管理区进行电源分配。
计算单元板载有两个或两个处理器，各处理器互相连接，以实现缓存共享。这里，处理器可以选择CaviumThunderX处理器。
需要说明的是，本发明处理器可以是其他型号和类别的处理器，CaviumThunderX处理器作为优选的实施例是因为其具备良好的计算能力、端口及扩展性能。CaviumThunderX处理器之间可以通过4组CCPI总线(CCPI总线是指CaviumCoherentProcessorInterconnect，Cavium是公司名称，全称是Cavium一致性处理器互连接口)进行互连，从而实现缓存共享。
各处理器分别输出信号到背板的连接器与输入输出柜(IOBOX)连接，进行IO扩展。
各处理器均与计算单元板载的双列直插式内存模块(DIMM)插槽(slot)连接，实现内存连接。
各Tray子柜通过处理器连接至计算单元的面板的四小型可插拔(QSFP)接口实现互连。这里，QSFP是计算单元的一部分，一般设置在计算单元板边，其接口位于计算单元面板的开口处。
Tray子柜中任一计算单元分别与其他各子柜中的一个计算单元互连，实现TRAY子柜之间的互连。
当服务器架构包含两台或两台以上云服务器时，各云服务器分别选择任一Tray子柜进行相互连接后，实现云服务器之间的互连。
各处理器分别输出串行高级技术附件(SATA)信号到计算单元板载的微型串行高级技术附件(mSATA)接口进行本地操作系统(OS)安装。mSATA属于通用部件安插在计算单元的mSATA接口
Tray子柜通过计算单元的面板的QSFP接口连接，实现其他设置的扩展。
处理器通过前面板的SFP+接口进行外部设备或外部存储的连接。这里，SFP+指增强型的(SmallForm-factorPluggables)接口模块，SFP+位于计算单元，属于计算单元的一部分。
处理器连接至前面板后，通过计算单元板载的基板管理控制器(BMC)芯片输出通用输入输出接口(GPIOs)到前面板按钮和发光二极管(LED)，实现本地操作及状态指示；
处理器与计算单元板载的BMC芯片连接，进行本地监控管理；
处理器通过输出千兆以太网GbE管理网络到前面板，用于本地管理。
以下通过具体实施例对本发明服务器架构进行清楚详细的说明，实施例仅用于陈述本发明，并不用于限定本发明的保护范围。
实施例
本实施例首先以单个云服务器的组成进行说明，云服务器由两个或两个一个Tray子柜构成；各Tray子柜之间相互连接形成用于资源分配的资源池。
Tray子柜一般包含计算区、背板、及输入输出端IO单元和冗余管理区；
计算区包含一个或一个以上计算单元，各计算单元通过背板实现网络互连；
计算单元通过背板与IO单元和冗余管理区连接；
基于背板对计算区的各计算单元、IO单元和冗余管理区进行电源分配。
图2为本发明实施例云服务器的结构框图，如图2所示，除了计算单元外，云服务器还包括：存储空间、存储模块、设置Tray子柜的空间和供电单元等；另外，一般Tray子柜还包括风扇区、与现有服务器风扇区设置原理相同。
需要说明的是，计算单元为现有的概念，一般的计算单元包括半宽或全宽、和/或半高或全高的型号。本发明方法，计算单元可以设置在云服务器的前端位置。通常一个Tray子柜最多支持8个计算单元。本发明云服务器可以采用后部左右两侧对称排布冗余的IO，中间上下两端排布风扇区，风扇区中间排布冗余管理区。
计算单元板载有两个或两个处理器，各处理器互相连接，以实现缓存共享。优选的，本实施例处理器为CaviumThunderX处理器。
需要说明的是，本发明处理器可以是其他型号和类别的处理器，CaviumThunderX处理器作为优选的实施例是因为其具备良好的计算能力、端口及扩展性能。CaviumThunderX处理器之间可以通过4组CCPI总线进行互连，从而实现缓存共享。
各处理器分别输出信号到背板的连接器与IOBOX连接，进行IO扩展。
需要说明的是，各处理器可以分别通过一组PCIEx8输出信号到背板连接器与IOBOX连接(PCIE是最新的总线和接口标准，它原来的名称为“3GIO”，是由英特尔在2001年提出的，很明显英特尔的意思是它代表着下一代I/O接口标准。)。
各处理器均与计算单元板载DIMMslot连接，实现内存连接。
需要说明的是，与板载DIMMslot连接可以通过各处理器分别输出4组双倍速率同步动态随机存储器(DDR)3或DDR4总线进行连接。
各Tray子柜通过处理器连接至计算单元的面板的四小型可插拔QSFP接口实现互连。
本实施例，处理器与面板的连接可以通过各处理器分别采用一组40GbE网络连接至面板的QSFP接口实现。
Tray子柜中任一计算单元分别与其他各子柜中的一个计算单元互连，实现Tray子柜之间的互连。
优选的，本实施例以6个TRAY子柜为例，各处理器通过3组ThunderX0和4组ThunderX1输出共7组10GbE至背板与TRAY子柜内的其他计算单元互连。假设Tray子柜内有8个计算单元，则8个计算单元之间通过28组10GbE网络实现了全互连。
Tray子柜通过计算单元的面板的QSFP接口连接，实现其他设置的扩展。
各处理器分别输出串行高级技术附件SATA信号到计算单元板载的mSATA接口进行本地OS安装。
另外，处理器通过ThunderX0输出一组10GbE网络到前面板的SFP+接口，以进行外部设备连接、包括外部存储。
处理器通过输出1组PCIEx1、1组I2C/UART/USB/GPIOs到计算单元板载BMC芯片，实现本地监控管理。
处理器通过Thunder1输出2组USB到前面板，计算单元板载BMC芯片输出1组GPIOs到前面板按钮和LED，用于实现本地操作及状态指示。
处理器通过输出1组GbE管理网络到前面板，用于本地管理。
优选的，图3为本发明实施例Tray子柜计算单元互连的结构示意图，如图3所示，Tray子柜中任一计算单元分别与其他各子柜中的一个计算单元互连，实现Tray子柜之间的互连；例如、Tray子柜中每个计算单元输出2组40GbE网络，每个Tray子柜包含8个计算单元共16组40GbE网络。由于同一个子柜内部计算单元为全互连拓扑，所以任一计算单元通过40GbE网络与不同Tray子柜的计算单元进行互连，即可实现2个Tray子柜内的任意计算单元至多经过3个跳步就可以与任意计算单元进行数据交换。每个Tray子柜包含16组40GbE网络，可实现17个Tray子柜间的网络全互连，Tray子柜间通过标准QSFP接口直接互连。
本实施例中，图4为本发明实施例Tray子柜互连形成云服务器的结构示意图，如图4所示，云服务器整机柜最大可配置6个Tray子柜，各云服务器分别选择任一Tray子柜进行相互连接后，实现云服务器之间的互连。
虽然本申请所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本申请而采用的实施方式，并非用以限定本申请，如本发明实施方式中的具体的实现方法。任何本申请所属领域内的技术人员，在不脱离本申请所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本申请的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (13)
1.一种服务器架构，其特征在于，包括：一台或一台以上云服务器；
各云服务器分别由两个或两个以上托架Tray子柜组成；
各Tray子柜之间相互连接形成用于资源分配的资源池。
2.根据权利要求1所述的服务器架构，其特征在于，所述Tray子柜包含计算区、背板、及输入输出端IO单元和冗余管理区；
所述计算区包含一个或一个以上计算单元，各计算单元通过背板实现网络互连；
计算单元通过背板与IO单元和冗余管理区连接；
基于背板对计算区的各计算单元、IO单元和冗余管理区进行电源分配。
3.根据权利要求2所述的服务器架构，其特征在于，所述计算单元板载有两个或两个处理器，各处理器互相连接，以实现缓存共享。
4.根据权利要求3所述的服务器架构，其特征在于，所述处理器为CaviumThunderX处理器。
5.根据权利要求3或4所述的服务器架构，其特征在于，各所述处理器分别输出信号到背板的连接器与输入输出柜IOBOX连接，进行IO扩展。
6.根据权利要求3或4所述的服务器架构，其特征在于，各所述处理器均与所述计算单元板载的双列直插式内存模块DIMM插槽slot连接，实现内存连接。
7.根据权利要求3或4所述的服务器架构，其特征在于，各Tray子柜通过处理器连接至所述计算单元的面板的四小型可插拔QSFP接口实现互连。
8.根据权利要求3或4所述的服务器架构，其特征在于，Tray子柜中任一计算单元分别与其他各子柜中的一个计算单元互连，实现Tray子柜之间的互连。
9.根据权利要求1～4任一项所述的服务器架构，其特征在于，当所述服务器架构包含两台或两台以上云服务器时，各所述云服务器分别选择任一Tray子柜进行相互连接后，实现云服务器之间的互连。
10.根据权利要求3或4所述的服务器架构，其特征在于，各所述处理器分别输出串行高级技术附件SATA信号到所述计算单元板载的微型串行高级技术附件mSATA接口进行本地操作系统OS安装。
11.根据权利要求1～4任一项所述的服务器架构，其特征在于，所述Tray子柜通过所述计算单元的面板的QSFP接口连接，实现其他设置的扩展。
12.根据权利要求3或4所述的服务器架构，其特征在于，所述处理器通过前面板的SFP+接口进行外部设备或外部存储的连接。
13.根据权利要求3或4所述的服务器架构，其特征在于，
所述处理器连接至前面板后，通过所述计算单元板载的基板管理控制器BMC芯片输出通用输入输出接口GPIOs到前面板按钮和发光二极管LED，实现本地操作及状态指示；
所述处理器与所述计算单元板载的BMC芯片连接，进行本地监控管理；
所述处理器通过输出千兆以太网GbE管理网络到前面板，用于本地管理。
Priority Applications (1)
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2020037608A1 (zh) * | 2018-08-23 | 2020-02-27 | 西门子股份公司 | 人工智能计算设备、控制方法及装置、工程师站及工业自动化系统 |
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