CN110618956B - 一种bmc云平台资源池化方法与系统 - Google Patents

一种bmc云平台资源池化方法与系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种BMC云平台资源池化方法与系统,通过设置多个BMC云平台内的加速卡通过MAC进行数据交互,组成BMC盘柜,将CPU中需要加速的应用通过PCIe或者MAC方式与BMC盘柜中的BMC加速卡进行数据传输,由BMC加速卡进行数据转发,从而实现BMC资源池化。本发明克服了传统机卡绑定模式下板卡之间通信需借助CPU进行转发而造成CPU资源大量被占用的问题,实现用户可划分的BMC资源不再受主机的限制,使BMC资源能够更加灵活分配和部署,且无缝对接现有的服务器云生态环境。

Description

一种BMC云平台资源池化方法与系统
技术领域
本发明涉及云服务器技术领域,特别是一种BMC云平台资源池化方法与系统。
背景技术
BMC异构加速卡是指利用BMC的高速计算能力,对CPU所发送的源操作数进行加速计算,并将计算后的结果返回CPU,从而实现高性能的计算能力,完成诸如视频编解码、深度学习、科学计算以及图形处理等对计算能力要求较高的功能。
随着BMC异构加速卡在云数据中心应用的展开,BMC加速卡开始大规模进行部署,现有的部署方式一般采用机卡绑定的方式,即每张BMC加速卡都通过PCIe插槽直接插到服务器的标准总线接口上,用户在申请使用BMC实例时,一般会为用户分配一套虚拟机的环境,用户在虚拟机下对板卡进行访问和使用。
目前国内BMC云服务厂商几乎都是采用的单机单卡、单机多卡的绑定模式,即一台服务器上插一张卡,或者一台服务器上插多张卡,在该机卡绑定方式模式下,BMC与CPU紧耦合,用户只能通过主机端的CPU对BMC卡进行访问和使用,并且每个用户可划分的BMC板卡受所绑定板卡个数的限制,板卡与板卡之间没有直接的数据通信链路,板卡间若有通信的需求,数据需经过CPU进行转发。
上述机卡绑定的架构,造成服务器与BMC卡紧耦合,板卡增加就需配套服务器,无法在脱离CPU的情景下,单独调度BMC板卡。由于板卡间无直接通信的链路,就无法满足业务弹性部署需求,更无法形成有效的分布式加速架构,上述机卡绑定的模式,本质上是BMC板卡之间相互分立,并没有形成BMC资源池化。板卡之间若有通信需求,BMC板卡需通过主机上的PCIe总线拓扑以软Switch的方式交换各BMC板卡数据,在该模式下将占用大量CPU资源,部分抵消BMC加速带来的效率增加。
发明内容
本发明的目的是提供一种BMC云平台资源池化方法与系统,旨在解决现有技术中机卡绑定模式下板卡之间通信需借助CPU进行转发而造成CPU资源大量被占用的问题,实现BMC资源能够更加灵活分配和部署,不再受主机的限制。
为达到上述技术目的,本发明提供了一种BMC云平台资源池化方法,所述方法包括以下操作:
多个BMC云平台内的加速卡通过MAC进行数据交互,组成BMC盘柜;
CPU中需要加速的应用通过PCIe或者MAC方式与BMC盘柜中的BMC加速卡进行数据传输,由BMC加速卡进行数据转发。
优选地,所述通过MAC方式与BMC盘柜中的BMC加速卡进行数据传输具体为:
通过MAC收发的数据,以其自有协议的帧格式,根据协议内容对数据包进行处理或转发。
优选地,所述通过PCIe方式与BMC盘柜中的BMC加速卡进行数据传输具体为:
当只使用一块板卡进行加速时,PCIe接收的数据不携带自定义协议,通过配置寄存器的方式进行使用;
当通过该板卡转发数据给其他板卡时,将采用以下两种方式:
需HOST端进行寄存器配置,FPGA进行组包转发;
BMC提供接口,使用RTL编写内核函数时,利用上述接口直接实现数据在板卡间的搬移。
优选地,所述CPU与BMC加速卡之间数据流转形式包括:
远端设备通过网络使用BMC板卡,接口形式为MAC到MAC;
远端设备通过网络使用BMC进行加速数据分发,接口形式为MAC到MAC再到MAC;
BMC板卡向远端设备发送运算结果,接口形式为MAC到MAC;
本地或通过虚拟机设备直接分配的方式使用BMC,接口形式为PCIe;
本地或通过虚拟机设备直接分配的方式使用本地BMC进行数据转发,接口形式为PCIe到MAC再到MAC;
BMC板卡向本地HOST返回运算结果,接口形式为PCIe;
BMC板卡将运算结果发送给启动BMC板卡,接口形式为MAC到MAC。
本发明还提供了一种BMC云平台资源池化系统,所述系统包括:
CPU端以及BMC盘柜;
所述BMC盘柜包括多个BMC云平台内的加速卡,各个加速卡之间通过MAC进行数据交互;
所述CPU端与BMC盘柜中的BMC加速卡通过PCIe方式或者MAC方式进行数据传输,并由BMC加速卡进行数据转发。
优选地,所述MAC方式为:
通过MAC收发的数据,以其自有协议的帧格式,根据协议内容对数据包进行处理或转发。
优选地,所述PCIe方式为:
当只使用一块板卡进行加速时,PCIe接收的数据不携带自定义协议,通过配置寄存器的方式进行使用;
当通过该板卡转发数据给其他板卡时,将采用以下两种方式:
需HOST端进行寄存器配置,FPGA进行组包转发;
BMC提供接口,使用RTL编写内核函数时,利用上述接口直接实现数据在板卡间的搬移。
优选地,所述CPU与BMC加速卡之间数据流转形式包括:
远端设备通过网络使用BMC板卡,接口形式为MAC到MAC;
远端设备通过网络使用BMC进行加速数据分发,接口形式为MAC到MAC再到MAC;
BMC板卡向远端设备发送运算结果,接口形式为MAC到MAC;
本地或通过虚拟机设备直接分配的方式使用BMC,接口形式为PCIe;
本地或通过虚拟机设备直接分配的方式使用本地BMC进行数据转发,接口形式为PCIe到MAC再到MAC;
BMC板卡向本地HOST返回运算结果,接口形式为PCIe;
BMC板卡将运算结果发送给启动BMC板卡,接口形式为MAC到MAC。
发明内容中提供的效果仅仅是实施例的效果,而不是发明所有的全部效果,上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果:
与现有技术相比,本发明提出了一种BMC云平台资源池化方法与系统,设置多个BMC云平台内的加速卡通过MAC进行数据交互,组成BMC盘柜,将CPU中需要加速的应用通过PCIe或者MAC方式与BMC盘柜中的BMC加速卡进行数据传输,由BMC加速卡进行数据转发,从而实现BMC资源池化。本发明克服了传统机卡绑定模式下板卡之间通信需借助CPU进行转发而造成CPU资源大量被占用的问题,实现用户可划分的BMC资源不再受主机的限制,使BMC资源能够更加灵活分配和部署,且无缝对接现有的服务器云生态环境。
附图说明
图1为本发明实施例中所提供的一种BMC加速卡数据传输接口示意图。
具体实施方式
为了能清楚说明本方案的技术特点,下面通过具体实施方式,并结合其附图,对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外,本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意,在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。
下面结合附图对本发明实施例所提供的一种BMC云平台资源池化方法与系统进行详细说明。
本发明实施例公开了一种BMC云平台资源池化方法,所述方法包括以下操作:
多个BMC云平台内的加速卡通过MAC进行数据交互,组成BMC盘柜;
CPU中需要加速的应用通过PCIe或者MAC方式与BMC盘柜中的BMC加速卡进行数据传输,由BMC加速卡进行数据转发。
如图1所示,本发明实施例一方面保留了机卡绑定的模式,另一方面引入了BMC盘柜模式,在BMC盘柜中设置各类型的BMC加速卡,包括Intel芯片和BMC厂商芯片,通过MAC接口进行数据交互,以此解耦BMC与CPU的紧耦合,BMC盘柜中的加速卡和其他的加速卡也可通过MAC接口进行互联。在上述架构下,需要进行加速的应用可通过PCIe或者MAC两种方式,将数据传输给加速卡,用户可划分的BMC资源不再受主机的限制,使BMC资源能够更加灵活分配和部署,并无缝对接现有的服务器云生态环境。
BMC板卡作为加速功能使用时,数据来源从接口形式上分为两种,分别为PCIe和MAC,通过MAC收发的数据,以其自有协议的帧格式,其根据协议内容对数据包进行处理或转发;PCIe接收的数据不携带自定义协议,通过配置寄存器的方式进行使用,为标准的RTL开发,当只使用一块板卡进行加速时,可按照上述方案进行,但若通过该板卡转发数据给其他板卡时,将采用以下两种方式:
1.需HOST端进行寄存器配置,FPGA进行组包转发;
2.BMC提供接口,使用RTL编写内核函数时,利用上述接口直接实现数据在板卡间的搬移。
本发明实施例中对于数据的流转形式可分为以下几种:
Remote-->BMC HOST_MAC-->MAC_BMC
上述为远端设备通过网络使用BMC板卡的形式,其接口形式为MAC到MAC,该场景下需要软件驱动,并按格式进行封包,BMC按格式进行解包,并匹配包类型;
Remote-->BMC-->BMC HOST_MAC-->MAC_BMC_MAC-->MAC_BMC
上述为远端设备通过网络使用BMC进行加速数据分发的形式,其接口形式为MAC到MAC再到MAC,该场景下需要软件驱动并按格式进行封包,BMC重新封MAC包并转发;
BMC-->Remote BMC_MAC-->MAC_HOST
上述为BMC板卡向远端设备发送运算结果的形式,其接口形式为MAC到MAC,该场景下需要BMC按格式进行封包,软件驱动按格式进行解包;
HOST-->BMC HOST_PCIe-->PCIe_BMC
上述为本地或通过虚拟机设备直接分配的方式使用BMC的形式,其接口形式为PCIe,该场景下需要软件驱动识别本地板卡,以配置寄存器的方式使用板卡,数据直接传输;
HOST-->BMC-->BMC HOST_PCIe-->PCIe_BMC_MAC-->MAC_BMC
上述为本地或通过虚拟机设备直接分配的方式使用本地BMC进行数据转发的形式,其接口形式为PCIe到MAC再到MAC,该场景下需要软件驱动识别本地板卡,以配置寄存器的方式控制BMC板卡进行数据转发,且BMC板卡需要按上述格式进行封包转发;
BMC-->HOST BMC_PCIe-->PCIe_HOST
上述为BMC板卡向本地HOST返回运算结果的形式,其接口形式为PCIe,该场景下需要BMC将结果直接返回HOST,软件驱动直接接收数据;
BMC-->BMC BMC_MAC-->MAC_BMC
上述为BMC板卡将运算结果发送给启动BMC板卡,其接口形式为MAC到MAC,该场景下需要BMC按格式封包并解包。
本发明实施例提出了一种BMC云平台资源池化方法,设置多个BMC云平台内的加速卡通过MAC进行数据交互,组成BMC盘柜,将CPU中需要加速的应用通过PCIe或者MAC方式与BMC盘柜中的BMC加速卡进行数据传输,由BMC加速卡进行数据转发,从而实现BMC资源池化。本发明克服了传统机卡绑定模式下板卡之间通信需借助CPU进行转发而造成CPU资源大量被占用的问题,实现用户可划分的BMC资源不再受主机的限制,使BMC资源能够更加灵活分配和部署,且无缝对接现有的服务器云生态环境。
本发明实施例还公开了一种BMC云平台资源池化系统,所述系统包括:
CPU端以及BMC盘柜;
所述BMC盘柜包括多个BMC云平台内的加速卡,各个加速卡之间通过MAC进行数据交互;
所述CPU端与BMC盘柜中的BMC加速卡通过PCIe方式或者MAC方式进行数据传输,并由BMC加速卡进行数据转发。
在BMC盘柜中设置各类型的BMC加速卡,包括Intel芯片和BMC厂商芯片,通过MAC接口进行数据交互,以此解耦BMC与CPU的紧耦合,BMC盘柜中的加速卡和其他的加速卡也可通过MAC接口进行互联。在上述架构下,需要进行加速的应用可通过PCIe或者MAC两种方式,将数据传输给加速卡,用户可划分的BMC资源不再受主机的限制,使BMC资源能够更加灵活分配和部署,并无缝对接现有的服务器云生态环境。
BMC板卡作为加速功能使用时,数据来源从接口形式上分为两种,分别为PCIe和MAC,通过MAC收发的数据,以其自有协议的帧格式,其根据协议内容对数据包进行处理或转发;PCIe接收的数据不携带自定义协议,通过配置寄存器的方式进行使用,为标准的RTL开发,当只使用一块板卡进行加速时,可按照上述方案进行,但若通过该板卡转发数据给其他板卡时,将采用以下两种方式:
1.需HOST端进行寄存器配置,FPGA进行组包转发;
2.BMC提供接口,使用RTL编写内核函数时,利用上述接口直接实现数据在板卡间的搬移。
在本系统中对于数据的流转形式可分为以下几种:
Remote-->BMC HOST_MAC-->MAC_BMC
上述为远端设备通过网络使用BMC板卡的形式,其接口形式为MAC到MAC,该场景下需要软件驱动,并按格式进行封包,BMC按格式进行解包,并匹配包类型;
Remote-->BMC-->BMC HOST_MAC-->MAC_BMC_MAC-->MAC_BMC
上述为远端设备通过网络使用BMC进行加速数据分发的形式,其接口形式为MAC到MAC再到MAC,该场景下需要软件驱动并按格式进行封包,BMC重新封MAC包并转发;
BMC-->Remote BMC_MAC-->MAC_HOST
上述为BMC板卡向远端设备发送运算结果的形式,其接口形式为MAC到MAC,该场景下需要BMC按格式进行封包,软件驱动按格式进行解包;
HOST-->BMC HOST_PCIe-->PCIe_BMC
上述为本地或通过虚拟机设备直接分配的方式使用BMC的形式,其接口形式为PCIe,该场景下需要软件驱动识别本地板卡,以配置寄存器的方式使用板卡,数据直接传输;
HOST-->BMC-->BMC HOST_PCIe-->PCIe_BMC_MAC-->MAC_BMC
上述为本地或通过虚拟机设备直接分配的方式使用本地BMC进行数据转发的形式,其接口形式为PCIe到MAC再到MAC,该场景下需要软件驱动识别本地板卡,以配置寄存器的方式控制BMC板卡进行数据转发,且BMC板卡需要按上述格式进行封包转发;
BMC-->HOST BMC_PCIe-->PCIe_HOST
上述为BMC板卡向本地HOST返回运算结果的形式,其接口形式为PCIe,该场景下需要BMC将结果直接返回HOST,软件驱动直接接收数据;
BMC-->BMC BMC_MAC-->MAC_BMC
上述为BMC板卡将运算结果发送给启动BMC板卡,其接口形式为MAC到MAC,该场景下需要BMC按格式封包并解包。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种BMC云平台资源池化方法,其特征在于,包括以下步骤:
所述方法包括以下操作:
多个BMC云平台内的加速卡通过MAC进行数据交互,组成BMC盘柜;
CPU中需要加速的应用通过PCIe或者MAC方式与BMC盘柜中的BMC加速卡进行数据传输,由BMC加速卡进行数据转发;
所述通过MAC方式与BMC盘柜中的BMC加速卡进行数据传输具体为:
通过MAC收发的数据,以其自有协议的帧格式,根据协议内容对数据包进行处理或转发;
所述通过PCIe方式与BMC盘柜中的BMC加速卡进行数据传输具体为:
当只使用一块板卡进行加速时,PCIe接收的数据不携带自定义协议,通过配置寄存器的方式进行使用;
当通过该板卡转发数据给其他板卡时,将采用以下两种方式:
一种方式为,当需要HOST端进行寄存器配置时,FPGA进行组包转发;
另一种方式为,当BMC提供接口并使用RTL编写内核函数时,利用上述接口直接实现数据在板卡间的搬移。
2.根据权利要求1所述的一种BMC云平台资源池化方法,其特征在于,所述CPU与BMC加速卡之间数据流转形式包括:
远端设备通过网络使用BMC板卡,接口形式为MAC到MAC;
远端设备通过网络使用BMC进行加速数据分发,接口形式为MAC到MAC再到MAC;
BMC板卡向远端设备发送运算结果,接口形式为MAC到MAC;
本地或通过虚拟机设备直接分配的方式使用BMC,接口形式为PCIe;
本地或通过虚拟机设备直接分配的方式使用本地BMC进行数据转发,接口形式为PCIe到MAC再到MAC;
BMC板卡向本地HOST返回运算结果,接口形式为PCIe;
BMC板卡将运算结果发送给启动BMC板卡,接口形式为MAC到MAC。
3.一种BMC云平台资源池化系统,其特征在于,所述系统包括:
CPU端以及BMC盘柜;
所述BMC盘柜包括多个BMC云平台内的加速卡,各个加速卡之间通过MAC进行数据交互;
所述CPU端与BMC盘柜中的BMC加速卡通过PCIe方式或者MAC方式进行数据传输,并由BMC加速卡进行数据转发;
所述通过MAC方式与BMC盘柜中的BMC加速卡进行数据传输具体为:
通过MAC收发的数据,以其自有协议的帧格式,根据协议内容对数据包进行处理或转发;
所述通过PCIe方式与BMC盘柜中的BMC加速卡进行数据传输具体为:
当只使用一块板卡进行加速时,PCIe接收的数据不携带自定义协议,通过配置寄存器的方式进行使用;
当通过该板卡转发数据给其他板卡时,将采用以下两种方式:
一种方式为,当需要HOST端进行寄存器配置时,FPGA进行组包转发;
另一种方式为,当BMC提供接口并使用RTL编写内核函数时,利用上述接口直接实现数据在板卡间的搬移。
4.根据权利要求3所述的一种BMC云平台资源池化系统,其特征在于,所述CPU与BMC加速卡之间数据流转形式包括:
远端设备通过网络使用BMC板卡,接口形式为MAC到MAC;
远端设备通过网络使用BMC进行加速数据分发,接口形式为MAC到MAC再到MAC;
BMC板卡向远端设备发送运算结果,接口形式为MAC到MAC;
本地或通过虚拟机设备直接分配的方式使用BMC,接口形式为PCIe;
本地或通过虚拟机设备直接分配的方式使用本地BMC进行数据转发,接口形式为PCIe到MAC再到MAC;
BMC板卡向本地HOST返回运算结果,接口形式为PCIe;
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