CN108228087A - 用于超融合基础架构的装置 - Google Patents

Abstract

本公开的实施例提供了一种用于超融合基础架构的装置。该装置包括至少一个计算节点，该至少一个计算节点分别包括第一数目的存储盘。该装置还包括存储节点，存储节点包括第二数目的存储盘，第二数目的存储盘是该至少一个计算节点可用的，第二数目大于第一数目。本公开的实施例还提供了一种用于组装用于超融合基础架构的装置的方法。

Description

用于超融合基础架构的装置

技术领域

本公开一般性地涉及与计算机有关的技术领域，并且更特别地，涉及用于超融合基础架构的装置及其组装方法。

背景技术

超融合基础架构(HCI)将计算应用和存储应用组合到单个基础架构中，其获得了快速增长的客户吸引力。尽管市场上存在多种HCI硬件产品，但是2U4N(2U机架中的4个计算节点)使用最为广泛，并且类似的平台已经被主要的HCI供应商所采用。

发明内容

本公开的实施例提供了一种用于超融合基础架构的装置以及组装这种装置的方法。

在本公开的第一方面，提供了一种用于超融合基础架构的装置。该装置包括：至少一个计算节点，该至少一个计算节点分别包括第一数目的存储盘；以及存储节点，存储节点包括第二数目的存储盘，第二数目的存储盘是该至少一个计算节点可用的，第二数目大于第一数目。

在一些实施例中，存储节点还可以包括与该至少一个计算节点中相应计算节点相关联的存储盘控制器，存储盘控制器供相应计算节点用于控制第二数目的存储盘中被分配给相应计算节点的存储盘。

在一些实施例中，该至少一个计算节点可以包括多个计算节点，并且其中第二数目的存储盘可以被平均分配给该多个计算节点。

在一些实施例中，该至少一个计算节点还可以分别包括以下至少一项：中央处理单元、存储器以及第一接口；并且存储节点还可以包括第二接口。

在一些实施例中，该装置可以进一步包括中间背板，中间背板包括适于与第一接口和第二接口对接的接口，以实现该至少一个计算节点与存储节点之间的连接。

在一些实施例中，中间背板还可以将该至少一个计算节点与存储节点连接到该装置中的以下至少一项：电源模块、I/O模块以及管理模块。

在一些实施例中，第一接口与第二接口可以具有相同的规格。

在一些实施例中，该至少一个计算节点可以包括三个计算节点，第一数目的存储盘可以包括六个存储盘，并且第二数目的存储盘可以包括十五个存储盘。

在一些实施例中，该至少一个计算节点可以包括多个计算节点，并且该装置可以进一步包括：多层机架，至少包括第一层和第二层，该多个计算节点中的一部分被安置在第一层上，并且多个计算节点中的另一部分和存储节点被安置在第二层上。

在一些实施例中，多层机架可以是2U机架。

在一些实施例中，多个计算节点和存储节点可以具有相同的外形。

在一些实施例中，存储节点还可以包括风扇，存储盘、存储盘控制器和风扇可以被设置在可移动托盘上并且通过可伸缩电缆连接至存储节点内。

在本公开的第二方面，提供了一种用于组装上述装置的方法。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本公开的实施例的上述以及其他目的、特征和优点将变得容易理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本公开的若干实施例，其中：

图1示出了典型的超融合基础架构装置的示意图。

图2示出了根据本公开的实施例的用于超融合基础架构的装置的示意图。

图3示出了根据本公开的实施例的用于超融合基础架构的装置的模块化框图。

图4示出了典型的超融合基础架构装置和根据本公开的实施例的用于超融合基础架构的装置的机架安装前视图。

图5示出了根据本公开的实施例的用于超融合基础架构的装置的顶视图。

图6示出了根据本公开的实施例的用于超融合基础架构的装置中存储节点的服务模式的顶视图。

图7示出了根据本公开的实施例的组装用于超融合基础架构的装置的方法的流程图。

贯穿所有附图，相同或者相似的参考标号被用来表示相同或者相似的元件。

具体实施方式

下面将参考附图中所示出的若干示例性实施例来描述本公开的原理和精神。应当理解，描述这些具体的实施例仅是为了使本领域的技术人员能够更好地理解并实现本公开，而并非以任何方式限制本公开的范围。

图1示出了典型的超融合基础架构(Hyper Converged Infrastructure，HCI)装置100的示意图。如图1所示，装置100包括计算节点110、120、130和140用于向装置100提供计算能力和存储能力。通常，计算节点110、120、130和140可以分别包括中央处理单元(CPU)111、121、131和141、存储器112、122、132和142、存储盘113、123、133和143、以及接口114、124、134和144。尽管图1将计算节点110、120、130和140示出为具有相同的组件和结构，但是应当理解，在其他的可能场景中，计算节点110、120、130和140也可以具有不同的组件和结构。此外，应当理解，尽管图1将装置100示出为包括四个计算节点110、120、130和140，但是在其他可能的场景中，装置100也可以包括其他数目的计算节点。

在计算节点110、120、130和140中，CPU 111、121、131和141负责相应计算节点中的处理和控制功能以及其他适合由CPU进行的功能，主要用于向相应计算节点提供计算能力。存储器112、122、132和142一般性地指代CPU可以直接进行快速访问的存储设备，例如随机访问存储器(RAM)、双倍速率同步动态随机存储器(DDR)等等，它们一般具有较小的存储容量，主要用于辅助相应CPU向相应计算节点提供计算能力。相反，存储盘113、123、133和143一般指代向相应计算节点提供存储能力的存储设备，例如硬盘驱动器(HDD)等，它们比相应计算节点中的存储器具有更大的存储容量。接口114、124、134和144负责将相应计算节点与装置100中的其他模块或单元对接，诸如电源模块、管理模块、以及输入/输出(I/O)模块，等等。

图1出于示例的目的描绘了计算节点110、120、130和140包括特定数目的CPU、特定数目的存储器、特定数目的存储盘、以及特定数目的接口。但是，应当理解，在不同的应用环境和设计需求的情况下，计算节点110、120、130和140可以包括不同数目的CPU、存储器、存储盘、以及接口。此外，应当理解，计算节点110、120、130和140还可以包括各种其他的功能组件或单元，但是图1中为了简洁仅描绘了计算节点110、120、130和140中与本公开的实施例相关的功能组件或单元。

在装置100的一种典型的结构配置中，计算节点110、120、130和140可以按照2U4N系统架构的来进行装配，其中2U表示2U机架(1U＝1.75英寸)并且4N表示四个节点。在这种结构配置中，四个计算节点110、120、130和140被安置在2U机架中。在计算节点110、120、130和140之上，HCI应用软件可以跨每个计算节点对它们的资源进行整合并且向装置100的用户应用提供计算服务和存储服务。此外，可以使用三副本的复制算法来向装置100提供数据冗余和保护。

在图1所描绘示例中，每个计算节点110、120、130和140包括相应的六个存储盘113、123、133和143，以用于向装置100提供存储能力。应当理解，尽管图1中将计算节点110、120、130和140描绘为包括六个存储盘，但是根据不同的应用场景和设计需求，它们也可以包括更少或更多数目的存储盘。然而，由于计算节点110、120、130和140需要向装置100提供计算能力，所以它们仅能够向装置100提供有限的存储能力，即仅能够包括相对较小数目的存储盘。

因此，尽管采用2U4N架构的装置100可以提供强大的计算能力，但是它作为HCI构建块的还存在着各种缺陷。首先，装置100的存储容量不足。每个计算节点的六个存储盘(例如，2.5英寸硬盘)可能无法满足许多对存储容量要求较高的应用。其次，装置100的存储盘与CPU的比率被锁定。在存储盘数目为六并且CPU数目为二的情况下，该比率即为3:1。对于希望仅扩展存储容量而无需扩展计算能力的用户而言，他们也不得不通过添加带有CPU的计算节点来增加存储容量。第三，装置100作为入门级的HCI产品的成本开销较高。事实上，用于具有三副本复制的典型HCI装置的最低系统配置仅要求三节点的平台，而2U4N结构的装置100被装配有四个计算节点，这对于入门级产品而言增加了成本负担。

为了至少部分地解决上述以及其他潜在问题，本公开的实施例提出了一种针对HCI的经优化的具有弹性的存储平台，意图用作针对HCI产品的具有更大存储容量的经优化的且成本有效的构建块。根据本公开的实施例，提出了一种用于超融合基础架构的装置以及一种组装用于超融合基础架构的装置的方法，以便满足HCI应用的需要。在本公开的实施例中，设计了一种存储节点，其能够可选地替换相同机架中的计算节点并且具有更多数目的存储盘。这些附加的存储盘可以划分为存储盘组分别附接到每个计算节点以供计算节点使用。下面结合图2-7来具体地描述根据本公开的实施例的装置和方法。

图2示出了根据本公开的实施例的用于超融合基础架构的装置200的示意图。如图2所示，装置200包括计算节点110、120和130、以及存储节点210。计算节点110、120和130分别包括第一数目的存储盘113、123和133。存储节点210包括第二数目的存储盘211(存储盘组211-1、211-2、211-3统称为存储盘211)，第二数目大于第一数目，这是因为存储节点210中无需像计算节点110、120和130那样包括CPU 111、121、131和/或存储器112、122、132等组件，因此可以包括更多数目的存储盘。

尽管在图2中将计算节点110、120和130示出为分别包括六个存储盘113、123和133，并且将存储节点210示出为包括十五个存储盘211，但是应当理解这仅是一种示例。在其他实施例中，计算节点110、120和130以及存储节点210可以包括更多或更少的存储盘。此外，虽然图2将装置200示出为包括三个计算节点110、120和130，但是应当理解这仅是一种示例。在其他实施例中，装置200可以包括更多或更少的计算节点。类似地，在本文中描述的所有具体数字都仅仅是为了让本领域技术人员更好地理解本公开实施例的思想和原理，而无意以任何方式限制本公开的范围。

存储节点210中的第二数目的存储盘211是由计算节点110、120和130可用的，以便于扩展它们的存储能力。为此，装置200还可以包括分别与相应计算节点110、120、130相关联的存储盘控制器212-1、212-2、212-3(统称为存储盘控制器212)。存储盘控制器212-1、212-2、212-3可以供相应计算节点110、120、130用于控制被分配给相应计算节点110、120、130的存储盘。在图2的示例中，存储节点210中的十五个存储盘211在逻辑上被划分为三个存储盘组211-1、211-2、211-3以分配给相应计算节点110、120、130。应当理解，尽管在图2中将存储盘211平均地分配给计算节点110、120、130，但是这仅是一种示例。在其他的实施例中，存储盘211也可以不平均地分配给各个计算节点110、120、130。

通过这样的方式，装置200可以允许用户从四个计算节点每个具有六个存储盘(图1)提升到三个计算节点每个平均具有十一(6+5)个存储盘(图2)。在CPU数目为二的实施例中，这可以将存储盘与CPU的比率从3增加到5.5，实现了超过80％的提升。这非常有助于针对不同的平台来扩展装置200的应用场景，尤其是扩展到入门级别的高容量需求的应用。注意，这些数字都仅仅是示例性的，无意以任何方式限制本公开的范围。

继续参考图2，装置200可以进一步包括中间背板220。中间背板220包括适于与计算节点110、120、130的接口114、124、134以及存储节点210的接口213对接的接口，以实现计算节点110、120、130与存储节点210之间的连接。在一些实施例中，接口114、124、134与接口213可以具有相同的规格，从而中间背板220的用于与存储节点210对接的接口也可以与计算节点(例如，图1中的计算节点140)进行对接。在一些实施例中，每个存储盘组211-1、211-2、211-3可以经由中间背板220上的PCIe连接而连接到相应的主控计算节点110、120、130。下面结合图3来描述关于装置200的若干示例实现，尤其是与中间背板220有关的示例细节。

图3示出了根据本公开的实施例的用于超融合基础架构的装置200的模块化框图。应当理解，图3中为了简洁仅示出了与本公开的实施例相关的各种模块或单元。在具体的实施方式中，计算节点110、120、130、存储节点210和中间背板220还可以包括各种其他的功能模块或单元。

如图3所示，计算节点110、120、130通过各自的接口114、124、134分别与中间背板220的接口221、222、223对接，而存储节点210通过接口213与中间背板220的接口224对接。在中间背板220中，通过实现接口221、222、223、224之间的连接，从而实现了计算节点110、120、130与存储节点210之间的连接。

此外，中间背板220还分别通过接口221、222、223、224将计算节点110、120、130和存储节点210连接到装置200中的其他模块或单元。例如，其他模块或单元可以包括但不限于电源模块230、管理模块240、以及I/O模块250等，从而可以为计算节点110、120、130和存储节点210实现电源控制、管理控制和输入/输出功能。应当理解，尽管图3中示出了特定数目的电源模块230、管理模块240、以及I/O模块250，但是这仅是示例性的。在其他的应用场景和设计需求中，可以设置更多或更少的这些模块。

上文通过图2和图3从装置200所包括的单元或组件的角度描绘了装置200的特征，下文结合图4-图6来描绘装置200在机械结构和布置方面可能具有的有利特性。图4示出了典型的超融合基础架构装置100和根据本公开的实施例的用于超融合基础架构的装置200的机架安装前视图。如图4的上部分所示，典型的超融合基础架构装置100的计算节点110-140可以分上下两层安置在两层机架160中，每层安置计算节点110-140中的两个计算节点。

如图4的下部分所示，与装置100的机架结构相类似，根据本公开的实施例的用于超融合基础架构的装置200可以包括多层机架260。多层机架260至少包括第一层261和第二层262，装置200的计算节点110和120可以被安置在第一层261上，并且装置200的计算节点130和存储节点210被安置在第二层262上。在一些实施例中，多层机架260可以是2U机架。

在一种实施方式中，可以直接使用装置100的两层机架160作为装置200的多层机架260。特别地，可以将两层机架160的右上角插槽按需地配置为计算节点140或者存储节点210。当被配置为存储节点210时，存储节点210可以向计算节点110、120、130提供附加的存储盘扩展能力。为此，计算节点110、120、130、140和存储节点210可以具有相同的外形，以便能够在高存储需求的HCI配置中被用来替换装置100中的某个插槽中的计算节点。

下面结合图5和图6来描述存储节点210中的各种组件及其示例布置。图5示出了根据本公开的实施例的用于超融合基础架构的装置200的顶视图。在图5中，提供了装置200的透明顶视图以图示装置200中的每个组件的内部布局。

如图5所示，设置在多层机架260的第一层261中的计算节点130和存储节点210分别被示出在图5右侧部分的上方和下方，它们通过中间背板220连接到被示出在图5左侧的电源模块230、管理模块240和I/O模块240。为了简洁，图5中没有示出计算节点130和中间背板220的具体细节。

如图5中所描绘的，除了此前讨论的存储盘211和存储盘控制器212之外，存储节点210还可以包括一个或多个风扇214以在存储节点210内提供冷却。存储盘211、存储盘控制器212和风扇214可以被设置在可移动托盘(未示出)上并且通过可伸缩电缆215连接至存储节点210内。

在一种实施方式中，存储盘211可以分两层，每层两排设置在存储节点210中，存储盘控制器211背靠背地横向放置。作为示例，如果存储盘211的数目为十五，上方两排存储盘中每排包括四个存储盘，而对于下方的两排存储盘，一排包括四个存储盘并且另一排包括三个存储盘。此外，存储节点210可以按照高可用性方式被设计，每个组件可以拉动到机架260外部被操作(例如，维修、更换、设置等)并且同时保持存储节点210的运转。下面结合图6对此进行描述。

图6示出了根据本公开的实施例的用于超融合基础架构的装置200中存储节点210的服务模式的顶视图。如图6所示，现场可更换的所有活动的组件(存储盘211、存储盘控制器212、以及风扇214)被安装在可移动托盘(未示出)上，该托盘能够被拉出机架260之外。附接到托盘的可伸缩电缆215将在托盘运动时提供信号连接和电力递送而保持存储节点210完全运转。在一种实施方式中，存储盘211和存储盘控制器212可以从机架260的左侧或右侧滑出或滑入，而风扇214可以从机架260的顶部被操作。

图7示出了根据本公开的实施例的组装用于超融合基础架构的装置200的方法700的流程图。如图7所示，在710处，提供至少一个计算节点，该至少一个计算节点分别包括第一数目的存储盘。在720处，提供存储节点，存储节点包括第二数目的存储盘，第二数目的存储盘是该至少一个计算节点可用的，第二数目大于第一数目。

在一些实施例中，提供至少一个计算节点可以包括提供多个计算节点，并且方法700可以进一步包括：将第二数目的存储盘平均分配给该多个计算节点。在一些实施例中，提供该至少一个计算节点可以包括提供三个计算节点，第一数目的存储盘可以包括六个存储盘，并且第二数目的存储盘可以包括十五个存储盘。

在一些实施例中，方法700可以进一步包括：在存储节点中设置与该至少一个计算节点中相应计算节点相关联的存储盘控制器，存储盘控制器供相应计算节点用于控制第二数目的存储盘中被分配给相应计算节点的存储盘。在一些实施例中，该至少一个计算节点还可以分别包括以下至少一项：中央处理单元、存储器以及第一接口；并且存储节点还可以包括第二接口。

在一些实施例中，方法700可以进一步包括：提供中间背板，中间背板包括适于与第一接口和第二接口对接的接口，以实现该至少一个计算节点与存储节点之间的连接。在一些实施例中，方法700可以进一步包括：通过中间背板将该至少一个计算节点与存储节点连接到该装置中的以下至少一项：电源模块、I/O模块以及管理模块。在一些实施例中，方法700可以进一步包括：将第一接口与第二接口设置为具有相同的规格。

在一些实施例中，提供该至少一个计算节点可以包括提供多个计算节点，并且方法700可以进一步包括：提供多层机架，多层机架至少包括第一层和第二层；将该多个计算节点中的一部分安置在第一层上；以及将该多个计算节点中的另一部分和存储节点安置在第二层上。在一些实施例中，提供多层机架可以包括提供2U机架。在一些实施例中，方法700可以进一步包括：将该多个计算节点和存储节点设置为具有相同的外形。在一些实施例中，方法700可以进一步包括：在存储节点提供风扇；以及将存储盘、存储盘控制器和风扇设置在可移动托盘上并且通过可伸缩电缆连接至存储节点内。

如本文所使用的，术语“包括”及其类似用语应当理解为开放性包含，即“包括但不限于”。术语“基于”应当理解为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”或“该实施例”应当理解为“至少一个实施例”。如本文所使用的，术语“确定”涵盖各种各样的动作。例如，“确定”可以包括运算、计算、处理、导出、调查、查找(例如，在表格、数据库或另一数据结构中查找)、查明等。此外，“确定”可以包括接收(例如，接收信息)、访问(例如，访问存储器中的数据)等。此外，“确定”可以包括解析、选择、选取、建立等。

应当注意，本公开的实施例可以通过硬件、软件或者软件和硬件的结合来实现。硬件部分可以利用专用逻辑来实现；软件部分可以存储在存储器中，由适当的指令执行系统，例如微处理器或者专用设计硬件来执行。本领域的技术人员可以理解上述的设备和方法可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器控制代码中来实现，例如在可编程的存储器或者诸如光学或电子信号载体的数据载体上提供了这样的代码。

此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本公开的方法的操作，但是这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。相反，流程图中描绘的步骤可以改变执行顺序。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤组合为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。还应当注意，根据本公开的两个或更多装置的特征和功能可以在一个装置中具体化。反之，上文描述的一个装置的特征和功能可以进一步划分为由多个装置来具体化。

虽然已经参考若干具体实施例描述了本公开，但是应当理解，本公开不限于所公开的具体实施例。本公开旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等效布置。

Claims (13)

1.一种用于超融合基础架构的装置，包括：

至少一个计算节点，所述至少一个计算节点分别包括第一数目的存储盘；以及

存储节点，所述存储节点包括第二数目的存储盘，所述第二数目的存储盘是所述至少一个计算节点可用的，所述第二数目大于所述第一数目。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述存储节点还包括与所述至少一个计算节点中相应计算节点相关联的存储盘控制器，所述存储盘控制器供所述相应计算节点用于控制所述第二数目的存储盘中被分配给所述相应计算节点的存储盘。

3.根据权利要求1所述的装置，其中所述至少一个计算节点包括多个计算节点，并且其中所述第二数目的存储盘被平均分配给所述多个计算节点。

4.根据权利要求1所述的装置，其中所述至少一个计算节点还分别包括以下至少一项：中央处理单元、存储器以及第一接口；

并且所述存储节点还包括第二接口。

5.根据权利要求4所述的装置，进一步包括：

中间背板，包括适于与所述第一接口和所述第二接口对接的接口，以实现所述至少一个计算节点与所述存储节点之间的连接。

6.根据权利要求5所述的装置，其中所述中间背板还将所述至少一个计算节点与所述存储节点连接到所述装置中的以下至少一项：电源模块、I/O模块以及管理模块。

7.根据权利要求6所述的装置，其中所述第一接口与所述第二接口具有相同的规格。

8.根据权利要求1所述的装置，其中所述至少一个计算节点包括三个计算节点，所述第一数目的存储盘包括六个存储盘，并且所述第二数目的存储盘包括十五个存储盘。

9.根据权利要求1所述的装置，其中所述至少一个计算节点包括多个计算节点，并且所述装置进一步包括：

多层机架，至少包括第一层和第二层，所述多个计算节点中的一部分被安置在所述第一层上，并且所述多个计算节点中的另一部分和所述存储节点被安置在所述第二层上。

10.根据权利要求9所述的装置，其中所述多层机架是2U机架。

11.根据权利要求9所述的装置，其中所述多个计算节点和所述存储节点具有相同的外形。

12.根据权利要求2所述的装置，其中所述存储节点还包括风扇，所述存储盘、所述存储盘控制器和所述风扇被设置在可移动托盘上并且通过可伸缩电缆连接至所述存储节点内。

13.一种用于组装根据权利要求1-12任一项所述的用于超融合基础架构的装置的方法。