CN105718231A - 一种刀片式服务器kvm冗余管理系统及管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种刀片式服务器KVM冗余管理系统及管理方法，属于刀片式服务器的KVM切换管理，本发明要解决的技术问题为如何解决刀片式服务器的KVM管理控制问题，以方便用户灵活管理服务器下各计算单元。技术方案为：（1）一种刀片式服务器KVM冗余管理系统，包括主管理控制板、从管理控制板、背板以及若干计算刀片，所述主管理控制板和从管理控制板互为冗余，主管理控制板和从管理控制板上均设置有GPIO接口。（2）一种刀片式服务器KVM冗余管理方法，该方法的步骤如下：（1）主管理控制板和从管理控制板上的MCU进行接口及外围器件的初始化；（2）通过主管理控制板和从管理控制板上各自的GPIO接口监测所处通道为主通道还是从通道。

Description

一种刀片式服务器KVM冗余管理系统及管理方法

技术领域

本发明涉及刀片式服务器的KVM切换管理领域，具体地说是一种刀片式服务器KVM冗余管理系统及管理方法。

背景技术

KVM：就是KeyboardVideoMouse的缩写。KVM交换机通过直接连接键盘、视频和鼠标(KVM)端口，让您能够访问和控制计算机。KVM技术无需目标服务器修改软件。这就意味着可以在Windows的BIOS环境下，随时访问目标计算机。KVM提供真正的主板级别访问，并支持多平台服务器和串行设备。

随着科学技术的不断发展，当前服务器尤其是刀片式服务器使用量越来越多，刀片式服务器可以极大减少外部线缆的数量，降低因线缆连接故障带来的隐患，提高服务器的稳定性与可靠性。刀片式服务器还具有高密度集成特性，可以在有限的空间内容纳更多的服务器，但随之而来的服务器的管理控制方案也将更加复杂。随着计算单元的数量越来越多且计算单元的密度越来越高，传统服务器操作时多为每台服务器均配备一套键盘、鼠标及显示器，对于刀片式服务器，考虑到各种资源及空间问题不可能为各刀片配备一套键盘、鼠标及显示器，为有效解决该类刀片式服务器的KVM管理控制问题，方便用户灵活管理服务器下各计算单元，提高高密度刀片式服务器KVM管理控制系统的稳定性与可靠性，需要为高密度刀片式服务器提供一种功能完善的KVM切换管理方法。

发明内容

本发明的技术任务是针对以上不足之处，提供一种结构简单、生产成本低、对环境无污染的刀片式服务器KVM冗余管理方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种刀片式服务器KVM冗余管理系统，包括主管理控制板、从管理控制板、背板以及若干计算刀片，所述主管理控制板和从管理控制板互为冗余，主管理控制板和从管理控制板上均设置有GPIO接口，从管理控制板通过GPIO接口周期性的监测主管理控制板的在位状态；主管理控制板和从管理控制板通过I2C总线连接，通过I2C总线，主管理控制板和从管理控制板之间进行心跳交互；

每个计算刀片上引出两路USB信号和两路VGA信号，每个计算刀片上有一路USB信号和VGA信号经背板连接到主管理控制板上，另外一路USB信号和VGA信号经背板连接到从管理控制板上，实现从管理控制板自动接管刀片式服务器的KVM切换管理。

其中，GPIO（GeneralPurposeInputOutput），通用输入/输出或总线扩展器，利用工业标准I2C、SMBus或SPI接口简化了I/O口的扩展。当微控制器或芯片组没有足够的I/O端口，或当系统需要采用远端串行通信或控制时，GPIO产品能够提供额外的控制和监视功能。

GPIO的优点具有以下优点：（1）低功耗：GPIO具有更低的功率损耗(大约1μA，μC的工作电流则为100μA)；（2）集成IIC从机接口：GPIO内置IIC从机接口，即使在待机模式下也能够全速工作；（3）小封装：GPIO器件提供最小的封装尺寸―3mmx3mmQFN；（4）低成本；（5）快速上市：不需要编写额外的代码、文档，不需要任何维护工作；（6）灵活的灯光控制：内置多路高分辨率的PWM输出；（7）可预先确定响应时间：缩短或确定外部事件与中断之间的响应时间；（8）更好的灯光效果：匹配的电流输出确保均匀的显示亮度；（9）布线简单：仅需使用2条就可以组成IIC总线或3条组成SPI总线。

I2C（Inter－IntegratedCircuit）总线是由PHILIPS公司开发的两线式串行总线，用于连接微控制器及其外围设备。是微电子通信控制领域广泛采用的一种总线标准。它是同步通信的一种特殊形式，具有接口线少，控制方式简单，器件封装形式小，通信速率较高等优点。I2C总线支持任何IC生产过程(CMOS、双极性）。通过串行数据（SDA）线和串行时钟（SCL）线在连接到总线的器件间传递信息。每个器件都有一个唯一的地址识别（无论是微控制器——MCU、LCD驱动器、存储器或键盘接口），而且都可以作为一个发送器或接收器（由器件的功能决定）。LCD驱动器只能作为接收器，而存储器则既可以接收又可以发送数据。除了发送器和接收器外，器件在执行数据传输时也可以被看作是主机或从机。主机是初始化总线的数据传输并产生允许传输的时钟信号的器件。此时，任何被寻址的器件都被认为是从机。

作为优选，所述主管理控制板和从管理控制板上均设置有MCU。其中，MCU(MicrocontrollerUnit)，微控制单元，又称单片微型计算机(SingleChipMicrocomputer)或者单片机，是把中央处理器(CentralProcessUnit；CPU)的频率与规格做适当缩减，并将内存(memory)、计数器(Timer)、USB、A/D转换、UART、PLC、DMA等周边接口，甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。

一种刀片式服务器KVM冗余管理方法，该方法的步骤如下：

（1）主管理控制板和从管理控制板上的MCU进行接口及外围器件的初始化；

（2）通过主管理控制板和从管理控制板上各自的GPIO接口监测所处通道为主通道还是从通道：

（A）如果监测到自身处于主通道，步骤（1）完成后将执行相应的KVM切换管理，同时检测主管理控制板是否能接受到心跳包：

（a1）如果主管理控制板能接受到心跳包，则主管理控制板按要求回复心跳包；

（a2）如果主管理控制板不能接收到心跳包，则返回到步骤（A）；

（B）如果监测到自身处于从通道，步骤（1）完成后将通过GPIO接口周期性的监测主管理控制板的在位状态：

（b1）如果监测到主管理控制板不在位，则从管理控制板直接接管KVM的切换管理；

（b2）如果主管理控制板在位，则从管理控制板上的MCU会通过GPIO接口监测主管理控制板的在位状态，同时通过I2C总线进行心跳监测、并发送心跳包：

（b21）如果在规定时间内收到主管理控制板上MCU的心跳回复，则返回步骤（B）；

（b22）如果在规定时间内未收到主管理控制板上MCU的回应，从管理控制板上的MCU将重新发送心跳包并等待主管理控制板的MCU的响应：

（b221）如果在规定时间内收到主管理控制板上MCU的心跳回复，则返回步骤（B）；

（b222）如果依然未收到主管理控制板的MCU的应答信息，则从管理控制板将接管KVM的切换管理。

本发明的一种刀片式服务器KVM冗余管理系统及管理方法和现有技术相比，具有以下优点：

1、本发明在刀片式服务器内配备两块管理控制板，分别为主管理控制板和从管理控制板，主管理控制板和从管理控制板互为冗余；正常情况下，主管理控制板处于工作状态，从管理控制板处于待机状态，从管理控制板通过GPIO接口周期性的监测主管理控制板的在位状态，并通过心跳监测主管理控制板的状态，当监测到主管理控制板不在位或在规定时间内未收到主管理控制板的应答后，从管理控制板将自动接管刀片式服务器KVM的切换管理，从而简单有效地实现了刀片式服务器的KVM切换管理；

2、本发明有效解决了刀片式服务器的KVM管理控制问题，方便用户灵活管理服务器下各计算单元，提高高密度刀片式服务器KVM管理控制系统的稳定性与可靠性；而且该冗余管理方法可以灵活应用于类似产品或作为相关设计与应用开发的参考。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

附图1为一种刀片式服务器KVM冗余管理系统的结构框图；

附图2为一种刀片式服务器KVM冗余管理方法的流程图。

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。

实施例1

如附图1所示，本发明的一种刀片式服务器KVM冗余管理系统，包括主管理控制板、从管理控制板、背板以及若干计算刀片，所述主管理控制板和从管理控制板互为冗余，主管理控制板和从管理控制板上均设置有GPIO接口，从管理控制板通过GPIO接口周期性的监测主管理控制板的在位状态；主管理控制板和从管理控制板通过I2C总线连接，通过I2C总线，主管理控制板和从管理控制板之间进行心跳交互。每个计算刀片上引出两路USB信号和两路VGA信号，每个计算刀片上有一路USB信号和VGA信号经背板连接到主管理控制板上，另外一路USB信号和VGA信号经背板连接到从管理控制板上，实现从管理控制板自动接管刀片式服务器的KVM切换管理。主管理控制板和从管理控制板上均设置有MCU。

实施例2

如附图2所示，一种刀片式服务器KVM冗余管理方法，该方法的步骤如下：

（1）主管理控制板和从管理控制板上的MCU进行接口及外围器件的初始化；

（2）通过主管理控制板和从管理控制板上各自的GPIO接口监测所处通道为主通道还是从通道：

（A）如果监测到自身处于主通道，步骤（1）完成后将执行相应的KVM切换管理，同时检测主管理控制板是否能接受到心跳包：

（a1）如果主管理控制板能接受到心跳包，则主管理控制板按要求回复心跳包；

（a2）如果主管理控制板不能接收到心跳包，则返回到步骤（A）；

（B）如果监测到自身处于从通道，步骤（1）完成后将通过GPIO接口周期性的监测主管理控制板的在位状态：

（b1）如果监测到主管理控制板不在位，则从管理控制板直接接管KVM的切换管理；

（b2）如果主管理控制板在位，则从管理控制板上的MCU会通过GPIO接口监测主管理控制板的在位状态，同时通过I2C总线进行心跳监测、并发送心跳包：

（b21）如果在规定时间内收到主管理控制板上MCU的心跳回复，则返回步骤（B）；

（b22）如果在规定时间内未收到主管理控制板上MCU的回应，从管理控制板上的MCU将重新发送心跳包并等待主管理控制板的MCU的响应：

（b221）如果在规定时间内收到主管理控制板上MCU的心跳回复，则返回步骤（B）；

（b222）如果依然未收到主管理控制板的MCU的应答信息，则从管理控制板将接管KVM的切换管理。

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刀片式服务器KVM冗余管理系统及管理方法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。

通过上面具体实施方式，所述技术领域的技术人员可容易的实现本发明。但是应当理解，本发明并不限于上述的一种具体实施方式。在公开的实施方式的基础上，所述技术领域的技术人员可任意组合不同的技术特征，从而实现不同的技术方案。

除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

Claims (3)

1.一种刀片式服务器KVM冗余管理系统，其特征在于：包括主管理控制板、从管理控制板、背板以及若干计算刀片，所述主管理控制板和从管理控制板互为冗余，主管理控制板和从管理控制板上均设置有GPIO接口，从管理控制板通过GPIO接口周期性的监测主管理控制板的在位状态；主管理控制板和从管理控制板通过I2C总线连接，通过I2C总线，主管理控制板和从管理控制板之间进行心跳交互；

每个计算刀片上引出两路USB信号和两路VGA信号，每个计算刀片上有一路USB信号和VGA信号经背板连接到主管理控制板上，另外一路USB信号和VGA信号经背板连接到从管理控制板上，实现从管理控制板自动接管刀片式服务器的KVM切换管理。

2.根据权利要求1所述的一种刀片式服务器KVM冗余管理系统，其特征在于：所述主管理控制板和从管理控制板上均设置有MCU。

3.一种刀片式服务器KVM冗余管理方法，其特征在于：该方法的步骤如下：

（1）主管理控制板和从管理控制板上的MCU进行接口及外围器件的初始化；

（2）通过主管理控制板和从管理控制板上各自的GPIO接口监测所处通道为主通道还是从通道：

（A）如果监测到自身处于主通道，步骤（1）完成后将执行相应的KVM切换管理，同时检测主管理控制板是否能接受到心跳包：

（a1）如果主管理控制板能接受到心跳包，则主管理控制板按要求回复心跳包；

（a2）如果主管理控制板不能接收到心跳包，则返回到步骤（A）；

（B）如果监测到自身处于从通道，步骤（1）完成后将通过GPIO接口周期性的监测主管理控制板的在位状态：

（b1）如果监测到主管理控制板不在位，则从管理控制板直接接管KVM的切换管理；

（b2）如果主管理控制板在位，则从管理控制板上的MCU会通过GPIO接口监测主管理控制板的在位状态，同时通过I2C总线进行心跳监测、并发送心跳包：

（b21）如果在规定时间内收到主管理控制板上MCU的心跳回复，则返回步骤（B）；

（b22）如果在规定时间内未收到主管理控制板上MCU的回应，从管理控制板上的MCU将重新发送心跳包并等待主管理控制板的MCU的响应：

（b221）如果在规定时间内收到主管理控制板上MCU的心跳回复，则返回步骤（B）；

（b222）如果依然未收到主管理控制板的MCU的应答信息，则从管理控制板将接管KVM的切换管理。