CN109257431B - 分布式服务器系统 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种分布式服务器系统,包括:广域网模块、服务器模块和PCIe网络;PCIe网络与广域网模块连接;服务器模块包括多个服务器,服务器包括PCIe设备、处理模块,处理模块与PCIe设备连接,PCIe网络与PCIe设备连接;PCIe设备包括存储介质,存储介质与PCIe网络连接;通过PCIe网络实现多个服务器之间的连接,构成了局域网,同时,设在服务器内的存储介质也通过PCIe网络连接,则PCIe网络也构成了存储网络。本发明的有益效果:PCIe交换机和PCIe网络来替代传统的局域网和存储区域网络,将高性能分布式服务器系统架构中的网络从三种网络简化为两种网络,使得高性能分布式服务器系统变得比较简单,监控、管理、维护和扩展也更容易,造价成本也大幅度下降。
Description
技术领域
本发明涉及到一种分布式系统架构,特别是一种高性能分布式服务器系统架构。
背景技术
在分布式服务器系统架构中,如果不考虑芯片内部的网络,一般存在三种网络:对外提供服务的广域网(WAN)、内部互联的局域网(LAN)和高性能存储的存储区域网络(SAN)。现有技术中,一般采用InfiniBand网络和 InfiniBand交换机作为服务器群集的局域网;存储网络SAN一般采用光纤信道(FC)和FC交换机。因此,高性能分布式服务器系统会存在着三种网络以及三种网络设备,在每台服务器中均需要插以太网卡、InfiniBand网卡和FC HBA卡等三种网卡,使得系统变得很复杂,监控、管理、维护和扩展也很困难,同时,由于InfiniBand设备和FC-SAN的设备均比较昂贵,高性能分布式服务器系统的造价也较高。
发明内容
本发明的主要目的为提供一种分布式服务器系统,旨在解决因存在三种网络而使得系统变得复杂,监控、管理、维护和扩展也很困难和造价成本高的问题。
为了实现上述发明目的,本发明提出一种分布式服务器系统,包括:广域网模块、服务器模块和PCIe网络;
所述PCIe网络与所述广域网模块连接;
所述服务器模块包括多个服务器,所述服务器包括PCIe设备、处理模块,所述处理模块与所述PCIe设备连接,所述PCIe网络与所述PCIe设备连接;
所述PCIe设备包括存储介质,所述存储介质与所述PCIe网络连接;
通过所述PCIe网络实现多个所述服务器之间的连接,构成了局域网,同时,设在所述服务器内的所述存储介质也通过所述PCIe网络连接,则所述PCIe 网络也构成了存储网络。
进一步地,所述PCIe设备还包括根组件,所述存储介质通过所述根组件与所述处理模块连接。
进一步地,所述根组件包括根组件本体和多个第一端口,所述处理模块通过所述第一端口与所述根组件本体连接。
进一步地,所述PCIe网络包括一个或者多个PCIe交换机,所述PCIe交换机包括多个第二端口,所述第二端口与所述第一端口连接,所述PCIe交换机用于扩展所述根组件的端口。
进一步地,所述广域网模块包括以太网控制器、以太网交换机和路由器,所述以太网交换机通过所述以太网控制器与所述根组件连接,所述路由器与所述以太网交换机连接。
进一步地,所述存储介质包括SSD或者HDD,所述SSD或者所述HDD 与所述根组件连接。
进一步地,所述处理模块包括CPU,所述CPU与所述根组件连接,所述 CPU用于处理接收到的数据。
进一步地,所述处理模块还包括内存,所述内存通过所述根组件与所述 CPU连接,所述内存用于运算所述CPU提供的数据。
本发明的有益效果:PCIe交换机和PCIe网络来替代传统的局域网和存储区域网络,将高性能分布式服务器系统架构中的网络从三种网络简化为两种网络,使得高性能分布式服务器系统变得比较简单,监控、管理、维护和扩展也更容易,造价成本也大幅度下降。
附图说明
图1为本申请一实施例的分布式服务器系统中一种服务器的内部结构示意图;
图2为本申请一实施例的分布式服务器系统中服务器之间的连接示意图;
图3为本申请一实施例的一种分布式服务器系统中PCIe交换机连接示意图;
图4为本申请一实施例的一种分布式服务器系统中PCIe交换机连接示意图;
图5为本申请一实施例的一种分布式服务器系统中PCIe交换机连接示意图;
图6为本申请一实施例的一种分布式服务器系统中一种服务器的内部结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本技术领域技术人员可以理解,除非特意声明,这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”“上述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是,本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件、单元、模块和/或组件,但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、单元、模块、组件和/或它们的组。应该理解,当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时,它可以直接连接或耦接到其他元件,或者也可以存在中间元件。此外,这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和 /或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解,除非另外定义,这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语),具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是,诸如通用字典中定义的那些术语,应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义,并且除非像这里一样被特定定义,否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
参见图1-2,提出一种分布式服务器系统,包括:广域网模块、服务器模块和 PCIe(peripheral component interconnect express)网络;
PCIe网络与广域网模块连接;
服务器模块包括多个服务器1,服务器1包括PCIe设备、处理模块,处理模块与PCIe设备连接,PCIe网络与PCIe设备连接;
PCIe设备包括存储介质11,存储介质11与PCIe网络连接;
通过PCIe网络实现多个服务器1之间的连接,构成了局域网,同时,设在服务器1内的存储介质11也通过PCIe网络连接,则PCIe网络也构成了存储网络。
本实施例中,PCIe设备还包括根组件13,存储介质11通过根组件13与处理模块连接。
本实施例中,通过PCIe交换机2和PCIe网络,将传统需要局域网(LAN)、存储区域网络(SAN)和广域网(WAN),替换为PCIe网络和广域网(WAN),减少了网络的种类和相应的设备,使系统变得简单,监控、管理、维护和扩展也变得简单,同时,为了实现高性能分布式服务器系统架构,传统的技术,一般采用InfiniBand(InfiniBand架构是一种支持多并发链接的“转换线缆”技术)网络和InfiniBand交换机作为服务器集群的局域网;采用光纤信道(FC) 和FC交换机作为服务器集群的存储网络(SAN),由于InfiniBand设备和光纤信道(FC)的设备均比较昂贵,而以PCIe网络作为服务器集群的存储网络和局域网络,不仅节省了一种网络,且PCIe的设备价格也较InfiniBand设备和光纤信道(FC)的设备偏移,因此,本发明还节约了相应的成本。
实施例1
本实施例中,根组件13包括根组件本体和多个第一端口,处理模块通过第一端口与根组件本体连接。
本实施例中,根组件13包括根组件本体和多个端口,多个端口均可以与终端设备或者是处理模块中的CPU15和内存连接,通过端口进行连接后,根组件本体可以将这些设备集成,即终端设备可以将数据通过根组件本体传递给CPU15或者是内存14,内存14和CPU15也能将处理后的数据通过根组件 13传递给终端设备。
本实施例中,PCIe网络包括一个或者多个PCIe交换机2,PCIe交换机2 包括多个第二端口,第二端口与第一端口连接,PCIe交换机2用于扩展根组件13的端口。
参见图3-5,本实施例中,PCIe网络包括一个或者多个PCIe交换机2, PCIe交换机2用于扩展根组件13的端口,即终端设备既可以直接接在根组件 13的端口上,也可以通过接在根组件13端口上的PCIe交换机2的端口上,具体地,PCIe交换机2的端口分为一个上游端口和多个下游端口,上游端口可以直接接在根组件13的端口上,也可以接在上一个PCIe交换机2的下游端口上,即第一PCIe交换机21的上游端口与根组件13的端口连接,第二PCIe交换机22的上游端口可以与根组件13的端口连接,也可以与第一PCIe交换机21的下游端口连接,第三PCIe交换机23的上游端口可以直接与根组件13 的端口连接,也可以与第一PCIe交换机21的下游端口连接,还可以与第二 PCIe交换机22的下游端口连接,可以理解,当第四PCIe交换机、第五PCIe 交换机或者更多的PCIe交换机2的上游端口均能与之前连接PCIe交换机2 的下游端口连接。
本实施例中,广域网模块包括以太网卡12和以太网交换机3,广域网以太网交换机通过以太网卡与根组件13连接。
本实施例中,以太网卡12包括与PCIe交换机2下游端口或者与根组件 13的端口连接的端口,还包括与以太网卡12连接的以太网端口,通过以太网卡12和以太网交换机3连接即可实现对外的广域网络,用户可以通过一定的终端设备与以太网连接,即可实现与该分布式服务器1的连接。
本实施例中,服务器1还包括EP(EndPiont,端点设备),EP与根组件 13连接,EP包括含有PCIe端口或者能转换为PCIe端口的设备,例如:存储介质11、GPU,PCIe显卡等,EP可以直接连接根组件13的端口或者连接PCIe 交换机2的下游端口。
本实施例中,存储介质11包括SSD或者HDD,SSD或者HDD与根组件13连接,存储介质11可以是SSD,也可以是HDD,用于存储CPU15接收的数据,或者开始设定的数据,HDD和SSD分别是两种不同性能的存储设备,SSD的优点是速度快,随机读写比HDD快几十倍乃至上百倍,缺点是单位成本高,不适合做大容量存储。HDD的优点是单位成本低,适合做大容量存储,但读写速度远不如SSD,存储介质11通过直接连接根组件13的端口或者连接PCIe交换机2的下游端口。
本实施例中,处理模块包括CPU15和内存14,CPU15和内存14与根组件13连接,根组件13可以直接连接EP,也可以通过PCIe交换机连接EP,换言之,EP通过通过根组件13才能与CPU15和内存连接。
本实施例中,各组件的连接方式不限定,凡可以用于实现本发明的连接方式均在本发明的保护范围内,例如可以通过印刷电路板(背板)连接或者通过光纤或线缆连接。
实施例2
参见图6,本实施例中,还可以通过PCIe控制器17来进行连接,其作用相当于实施例1中的根组件13,PCIe控制器17通过高速互联总线与CPU15 和内存连接,通过PCIe端口与EP或PCIe交换机连接。
本实施例中,PCIe控制器17包括PCIe控制器本体和多个端口,可以与 EP或者高速互联总线16(CoreNet)连接,高速互联总线16与CPU15和内存14连接,PCIe控制器的PCIe端口可以连接EP或者交换机。
本实施例中,PCIe网络包括一个或者多个PCIe交换机2,PCIe交换机2 包括多个第二端口,第二端口与第一端口连接,PCIe交换机2用于扩展PCIe 控制器17的端口。
参见图3-5,本实施例中,PCIe网络包括一个或者多个PCIe交换机2, PCIe交换机2用于扩展PCIe控制器17的端口,即终端设备既可以直接接在 PCIe控制器17的端口上,也可以通过接在PCIe控制器17端口上的PCIe交换机2的端口上,具体地,PCIe交换机2的端口分为一个上游端口和多个下游端口,上游端口可以直接接在PCIe控制器17的端口上,也可以接在上一个PCIe交换机2的下游端口上,即第一PCIe交换机21的上游端口与PCIe 控制器17的端口连接,第二PCIe交换机22的上游端口可以与PCIe控制器 17的端口连接,也可以与第一PCIe交换机21的下游端口连接,第三PCIe交换机23的上游端口可以直接与PCIe控制器17的端口连接,也可以与第一PCIe 交换机21的下游端口连接,还可以与第二PCIe交换机22的下游端口连接,可以理解,当第四PCIe交换机、第五PCIe交换机或者更多的PCIe交换机2 的上游端口均能与之前连接PCIe交换机2的下游端口连接。
本实施例中,广域网模块包括以太网卡12和以太网交换机3,广域网交换机通过以太网卡与PCIe控制器17连接。
本实施例中,以太网控制器或以太网卡12包括以太网端口,以太网控制器或以太网卡与高速互联总线16的端口连接,再通过以太网控制器或以太网卡12和以太网交换机3连接即可实现对外的广域网络。
本实施例中,服务器1还包括EP,EP与PCIe控制器17连接,EP包括含有PCIe端口,或者能转换为PCIe端口的设备,例如:存储介质11、GPU, PCIe显卡等EP,其也是通过直接连接PCIe控制器17的端口或者连接PCIe 交换机2的下游端口。
本实施例中,存储介质11包括SSD或者HDD,SSD或者HDD与PCIe 控制器17连接,存储介质11可以是SSD,也可以是HDD,用于存储CPU15 接收的数据,或者开始设定的数据,HDD和SSD分别是两种不同性能的存储设备,SSD的优点是速度快,随机读写比HDD快几十倍乃至上百倍,缺点是单位成本高,不适合做大容量存储。HDD的优点是单位成本低,适合做大容量存储,但读写速度远不如SSD,存储介质11通过直接连接PCIe控制器17 的端口或者连接PCIe交换机2的下游端口。
本实施例中,处理模块包括CPU15,CPU15与PCIe控制器17连接,CPU15 通过高速互联总线16与PCIe控制器17进行连接,CPU15用于处理接收到的数据,PCIe控制器17用于集成所有EP的信息,CPU15用于处理这些信息,换言之,EP通过PCIe控制器17才能与CPU15进行连接,处理模块还包括内存14,内存14通过高速互联总线16与CPU15连接,内存14用于运算CPU15 提供的数据,具体地,PCIe控制器17上含有CPU15与内存14的设定的端口, CPU15接收PCIe控制器17集成的信息,并把它再通过高速互联总线16传递给内存14,并在内存14中运算,再通过高速互联总线16和PCIe控制器17 传递给存储介质11,存储介质11进行了相应的保存,或者通过PCIe控制器 17、高速互联总线16和PCIe交换机2传递给相应的EP,执行相应的命令。
本实施例中,各组件的连接方式不限定,凡可以用于实现本发明的连接方式均在本发明的保护范围内,例如可以通过印刷电路板(背板)连接或者通过光纤连接和通过线缆连接。
本发明的有益效果:PCIe交换机2和PCIe网络来替代传统的局域网和存储区域网络,将高性能分布式服务器系统架构中的网络从三种网络简化为两种网络,使得高性能分布式服务器系统变得比较简单,监控、管理、维护和扩展也更容易,造价成本也大幅度下降。
以上所述仅为本申请的优选实施例,并非因此限制本申请的专利范围,凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本申请的专利保护范围内。
Claims (7)
1.一种分布式服务器系统,其特征在于,包括:广域网模块、服务器模块和PCIe网络;
所述PCIe网络与所述广域网模块连接;
所述服务器模块包括多个服务器,所述服务器包括PCIe设备、处理模块,所述处理模块与所述PCIe设备连接,所述PCIe网络与所述PCIe设备连接;
所述PCIe设备包括存储介质,所述存储介质与所述PCIe网络连接;
通过所述PCIe网络实现多个所述服务器之间的连接,构成了局域网,同时,设在所述服务器内的所述存储介质也通过所述PCIe网络连接,则所述PCIe网络也构成了存储网络。
2.根据权利要求1所述的分布式服务器系统,其特征在于,所述PCIe设备还包括根组件,所述存储介质通过所述根组件与所述处理模块连接。
3.根据权利要求2所述的分布式服务器系统,其特征在于,所述根组件包括根组件本体和多个第一端口,所述处理模块通过所述第一端口与所述根组件本体连接。
4.根据权利要求3所述的分布式服务器系统,其特征在于,所述PCIe网络包括一个或者多个PCIe交换机,所述PCIe交换机包括多个第二端口,所述第二端口与所述第一端口连接,所述PCIe交换机用于扩展所述根组件的端口。
5.根据权利要求2所述的分布式服务器系统,其特征在于,所述广域网模块包括以太网控制器、以太网交换机和路由器,所述以太网交换机通过所述以太网控制器与所述根组件连接,所述路由器与所述以太网交换机连接。
6.根据权利要求2所述的分布式服务器系统,其特征在于,所述存储介质包括SSD或者HDD,所述SSD或者所述HDD与所述根组件连接。
7.根据权利要求2所述的分布式服务器系统,其特征在于,所述处理模块包括CPU,所述CPU与所述根组件连接,所述CPU用于处理接收到的数据。
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