CN112202600A - 一种多节点单主机与多主机通信自动切换装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种多节点单主机与多主机通信自动切换装置及方法，应用于多节点集群，所述多节点集群中包含一个主节点，多节点单主机与多主机通信自动切换装置包括板卡，所述板卡配置处理单元，所述处理单元连接所述主节点的基板管理控制器；所述处理单元连接每个节点的CPU，所述处理单元向所述CPU发送带宽信息；所述处理单元连接第二连接器的地址信道，所述处理单元连接至少两个网络接口卡；所述处理单元控制连接数据选择单元，所述数据选择单元的上行端口分别连接所述第二连接器，所述数据选择单元的下行端口分别连接所述网络接口卡。本发明公开一种多节点单主机与多主机通信自动切换装置及方法实现多节点多主机或者单主机自由切换，满足用户需求。

Description

一种多节点单主机与多主机通信自动切换装置及方法

技术领域

本发明涉及数据传输技术领域，尤其涉及一种多节点单主机与多主机通信自动切换装置及方法。

背景技术

随着大数据、云计算、工业4.0、物联网的发展，共享资源、池化、虚拟化等等概念的兴起，采用OCPNIC3.0(Open Compute Project开发的网络接口卡3.0，该网络接口卡能够实现分叉控制)实现多主机通信的方案，在服务器领域被应用的越来越广泛。多主机技术能够在多个CPU处理器的内核间平衡网络通信的性能，并且减少开销。

现有服务器系统设计方案主要将OCP NIC3.0连接器集成在主板上，CPU到将OCPNIC3.0连接器的PCIe走线设计完成之后无法更改，因此只能基于现有设计用于单主机通信，或者只能基于现有设计用于多主机通信，不能灵活应用。而且在多节点的情况下更是不能实现多主机的功能。

发明内容

本发明提供多节点单主机与多主机通信自动切换装置及方法，旨在解决现有技术中现有服务器系统设计方案主要将OCP NIC3.0连接器集成在主板上，CPU到将OCP NIC3.0连接器的PCIe走线设计完成之后无法更改，因此只能基于现有设计用于单主机通信，或者只能基于现有设计用于多主机通信，不能灵活应用。而且在多节点的情况下更是不能实现多主机通信的功能的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种多节点单主机与多主机通信自动切换装置，包括板卡，

所述板卡配置处理单元，所述处理单元连接所述主节点的基板管理控制器；

所述处理单元连接每个节点的CPU，所述处理单元向所述CPU发送带宽信息；

所述处理单元连接第二连接器的地址信道，所述处理单元连接至少两个网络接口卡；所述处理单元控制连接数据选择单元，所述数据选择单元的上行端口分别连接所述第二连接器，所述数据选择单元的下行端口分别连接所述网络接口卡。

优选地，所述板卡上配置第一连接器，所述处理单元通过总线连接所述第一连接器，所述第一连接器通过总线连接所述基板管理控制器和每个节点的所述CPU。

优选地，所述基板管理控制器配置管理web，所述管理web设置有单主机与多主机配置单元，所述单主机与多主机配置单元向所述基板管理控制器发送所述切换指令，所述基板管理控制器向所述处理单元发送所述切换指令。

优选地，所述数据选择单元包括数据选择器和PCIEswitch，所述数据选择器的输入端连接所述上行端口，所述数据选择器的输出端连接所述PCIEswitch的输入端口，所述PCIEswitch的输出端连接所述下行端口。

优选地，所述处理单元根据所述切换指令控制所述数据选择器进行数据选择切换。

优选地，每个所述网络接口卡通过两个GPIO口分别连接所述处理单元的两个GPIO口；所述网络接口卡通过其中一个GPIO口从所述处理单元接收通信节点数量信息，所述网络接口卡通过另一个GPIO口向所述处理单元传输在位信息。

优选地，所述处理单元根据接收到的所述地址信道传输的地址信息来获取所述多节点集群中正在通信的节点数量，所述网络接口卡接收并根据所述通信节点数量信息执行分叉控制。

优选地，所述处理单元根据所述在位信息生成相应的控制指令，所述处理单元向所述PCIEswtich发送所述控制指令，所述PCIEswitch执行所述控制指令来切换配置所述下行端口。

本发明还提供一种多节点单主机与多主机通信自动切换方法，

配置多节点集群的主节点，将所述多节点集群中每个节点连接多节点单主机与多主机自动切换装置；

通过所述主节点的基板管理控制器的管理web来配置节点的单主机与多主机策略并生成相应的切换指令，通过所述基板管理控制器将所述切换指令传输给所述多节点单主机与多主机自动切换装置；

所述多节点单主机与多主机自动切换装置执行所述切换指令实现节点的单主机与多主机策略。

优选地，节点的单主机与多主机策略包括以下方式中的任一种：为所述多节点集群中单一节点配置单主机；为所述多节点集群中若干节点配置多主机。

本申请提出的一种多节点单主机与多主机通信自动切换装置具体有以下有益效果：

(1)通过所述数据选择单元配合所述网络接口卡来实现多节点的多主机或者单主机。

(2)通过多节点集群中主节点的基板管理控制器的管理web配置节点的单主机与多主机策略并生成实现策略的切换指令，当需要用到某种策略时，将相应的切换指令通过所述基板管理控制器发送给所述处理单元，所述处理单元执行所述切换指令实现单主机与多主机策略。从而实现多节点的单主机与多主机切换。

从而实现多节点多主机或者单主机自由切换，满足用户需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1是本发明实施例中多节点单主机与多主机自动切换装置的架构示意图；

图2是本发明实施例中多节点单主机与多主机自动切换方法的流程图。

图中标号及含义如下：

100、板卡，200、处理单元，300、第一连接器，400、第二连接器，500、网络接口卡，600、数据选择单元。

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。

参阅图1所示，本发明提供一种多节点单主机与多主机通信自动切换装置，应用于包含八个节点NODE0-7的多节点集群，所述多节点集群中包含一个主节点NODE0，包括板卡100，所述板卡100上集成了处理单元200、第一连接器300、八个第二连接器400、两个网络接口卡500以及数据选择单元600。一种可行的所述网络接口卡500型号为OCPNIC3.0。

对于所述处理单元200，一种可行的处理单元200为复杂可编程逻辑器，所述处理单元200通过I2C总线连接所述第一连接器300，所述第一连接器300通过BMC_I2C总线连接主节点的所述基板管理控制器，所述第一连接器300通过NODE_I2C连接每个节点的CPU，使得所述处理单元200能与每个节点的所述CPU通信，使得所述处理单元200能与所述主节点的基板管理控制器通信。所述处理单元200通过I2C总线向所述CPU发送PCIE带宽信息，所述CPU接收所述PCIE带宽信息分配发送的PCIE带宽。所述主节点的基板管理控制器向所述处理单元200发送切换指令。

所述处理单元200连接所述第二连接器400的地址信道，所述第二连接器400参与通信，所述第二连接器400的地址信道向所述处理单元200发送地址信息，本实施例中配置了八个第二连接器400，为了区别每一个所述第二连接器400，所述地址信息为至少3位的二进制数，至少表征2^3共8种可能。一种可行的第二连接器400为X16的SLIMLINE高速连接器。

所述处理单元200连接两个网络接口卡500，一种可行的网络接口卡500为OCP3.0网卡且配置有连接器；所述OCP3.0网卡既能实现单主机又能实现多主机。具体实施过程中，每个所述网络接口卡500通过两个GPIO口分别连接所述处理单元200的两个GPIO口；所述网络接口卡500通过其中一个GPIO口从所述处理单元200接收通信节点数量信息，所述处理单元200根据接收到的所述地址信道传输的地址信息来获取所述多节点集群中正在通信的节点数量。所述网络接口卡500通过另一个GPIO口向所述处理单元200传输在位信息。所述处理单元200通过检测网络接口卡500发送的在位信号确定带宽信息，所述在位信息为至少4位的二进制数，至少表征2^4共16种不同的带宽信息，所述处理单元200将所述带宽信息通过NODE_I2C发送给所述CPU，所述CPU实现对节点PCIE的带宽分配。

所述处理单元200控制连接数据选择单元600，所述处理单元200通过MUX I2C连接所述数据选择单元600，所述处理单元200根据所述在位信息生成相应的控制指令，所述处理单元200向通过MUX I2C所述PCIEswtich发送所述控制指令，所述PCIEswitch执行所述控制指令来切换配置所述下行端口。所述数据选择单元600的上行端口分别连接所述第二连接器400，所述数据选择单元600的下行端口分别连接所述网络接口卡500。所述多节点集群中的每个节点设置第三连接器，所述第二连接器400通过接线连接所述第三连接器，对应所述第二连接器400，所述第三连接器为X16 SLIMLINE高速连接器。

具体实施过程中，所述数据选择单元600包括数据选择器和PCIEswitch，所述数据选择器的输入端连接所述上行端口，所述数据选择器的输出端连接所述PCIEswitch的输入端口，所述PCIEswitch的输出端连接所述下行端口。

所述基板管理控制器配置管理web，所述管理web设置有单主机与多主机配置单元，在所述单主机与多主机配置单元配置节点的单主机与多主机策略，所述单主机与多主机配置单元根据所述单主机与多主机策略生成相应的切换指令，具体的，所述单主机与多主机配置单元通过所述管理web的用户交互界面实现与用户的交互；所述用户交互界面配置有对应所述切换指令的选择按钮，用户激活所述选择按钮则所述管理web向所述主节点的基板管理控制器发送相应的切换指令。所述基板管理控制器向所述处理单元200发送所述切换指令，所述处理单元200执行所述切换指令控制所述数据选择单元600中所述数据选择器进行数据选择切换，以实现单主机或多主机的PCIE连接。

数据选择切换后，进行通信的节点所连接的所述第二连接器400通过各自的地址信道向所述处理单元200发送地址信息，所述处理单元200获取所述地址信息获取通信节点数量信息。所述处理单元200向所述网络接口卡500发送所述通信节点数量信息，所述网络接口卡500接收并根据所述通信节点数量信息执行分叉控制，具体的如果节点数量为1则所述网络接口卡500支持单主机，某个节点的PCIE信号连接到所述网络接口卡500，如果节点数量大于1则所述网络接口卡500支持多主机，所述所述网络接口卡500通过分叉控制使多个节点的PCIE信号连接到所述网络接口卡500。

参阅图2所示，本发明还提供一种多节点单主机与多主机自动切换方法，包括以下步骤，

S1，构建多节点集群，配置所述多节点集群的主节点，将所述多节点集群中每个节点连接多节点单主机与多主机自动切换装置。具体的，将每个所述节点的CPU通过NODE_I2C总线连接所述多节点单主机与多主机自动切换装置第一连接器。将所述主节点的基板管理控制器通过BMC_I2C连接所述第一连接器。

S2，用户通过所述主节点的基板管理控制器的管理web中的单主机与多主机配置单元来配置节点的单主机与多主机策略并生成相应的切换指令；具体的，节点的单主机与多主机策略包括以下方式中的任一种：为所述多节点集群中单一节点配置单主机，暨使某个单一节点的PCIE连接一个网络接口卡；为所述多节点集群中若干节点配置多主机，暨使若干个节点的PCIE共同连接一个网络接口卡。

S3，通过所述基板管理控制器将所述切换指令传输给所述多节点单主机与多主机自动切换装置；具体的，所述基板管理控制器将所述切换指令通过BMC_I2C传输给所述多节点单主机与多主机自动切换装置的处理单元。

S4，所述多节点单主机与多主机自动切换装置执行所述切换指令实现节点的单主机与多主机策略。具体的，所述处理单元检测所述网络接口卡的向所述处理单元传输的在位信息，获取带宽信息和网络接口卡的在位情况，所述处理单元根据带宽信息和网络接口卡的在位情况生成控制指令，所述处理单元向数据选择单元发送所述控制指令，来切换配置所述出具选择单元的下行端口。所述处理单元接收第二连接器的地址信道的传输的地址信息，根据所述地址信息获取参与单主机与多主机策略的节点的通信节点数量信息。所述处理单元将所述通信节点数量信息发送给所述网络接口卡，所述网络接口卡根据节点数量进行相应的分叉控制。所述处理单元向参与单主机与多主机策略的节点的CPU发送所述带宽信息。所述节点的CPU按所述带宽信息分配PCIE带宽，所述CPU分配完PCIE带宽后向所述处理单元发送DONE信息，所述处理单元将所述DONE信息发送给所述基板管理控制器。

应当注意的是，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本发明可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种多节点单主机与多主机通信自动切换装置，应用于多节点集群，所述多节点集群中包含一个主节点，其特征在于，包括板卡(100)，

所述板卡(100)配置处理单元(200)，所述处理单元(200)连接所述主节点的基板管理控制器；

所述处理单元(200)连接每个节点的CPU，所述处理单元(200)向所述CPU发送带宽信息；

所述处理单元(200)连接第二连接器(400)的地址信道，所述处理单元(200)连接至少两个网络接口卡(500)；所述处理单元(200)控制连接数据选择单元(600)，所述数据选择单元(600)的上行端口分别连接所述第二连接器(400)，所述数据选择单元(600)的下行端口分别连接所述网络接口卡(500)。

2.根据权利要求1所述的多节点单主机与多主机通信自动切换装置，其特征在于，所述板卡上配置第一连接器(300)，所述处理单元(200)通过总线连接所述第一连接器(300)，所述第一连接器(300)通过总线连接所述基板管理控制器和每个节点的所述CPU。

3.根据权利要求2所述的多节点单主机与多主机通信自动切换装置，其特征在于，所述基板管理控制器配置管理web，所述管理web设置有单主机与多主机配置单元，所述单主机与多主机配置单元向所述基板管理控制器发送所述切换指令，所述基板管理控制器向所述处理单元(200)发送所述切换指令。

4.根据权利要求3所述的多节点单主机与多主机通信自动切换装置，其特征在于，所述数据选择单元(600)包括数据选择器和PCIEswitch，所述数据选择器的输入端连接所述上行端口，所述数据选择器的输出端连接所述PCIEswitch的输入端口，所述PCIEswitch的输出端连接所述下行端口。

5.根据权利要求4所述的多节点单主机与多主机通信自动切换装置，其特征在于，所述处理单元(200)根据所述切换指令控制所述数据选择器进行数据选择切换。

6.根据权利要求4所述的多节点单主机与多主机通信自动切换装置，其特征在于，每个所述网络接口卡(500)通过两个GPIO口分别连接所述处理单元(200)的两个GPIO口；所述网络接口卡(500)通过其中一个GPIO口从所述处理单元(200)接收通信节点数量信息，所述网络接口卡(500)通过另一个GPIO口向所述处理单元(200)传输在位信息。

7.根据权利要求6所述的多节点单主机与多主机通信自动切换装置，其特征在于，所述处理单元(200)根据接收到的所述地址信道传输的地址信息来获取所述多节点集群中正在通信的节点数量，所述网络接口卡(500)接收并根据所述通信节点数量信息执行分叉控制。

8.根据权利要求6所述的多节点单主机与多主机通信自动切换装置，其特征在于，所述处理单元(200)根据所述在位信息生成相应的控制指令，所述处理单元(200)向所述PCIEswtich发送所述控制指令，所述PCIEswitch执行所述控制指令来切换配置所述下行端口。

9.一种多节点单主机与多主机通信自动切换方法，其特征在于，

配置多节点集群的主节点，将所述多节点集群中每个节点连接多节点单主机与多主机自动切换装置；

通过所述主节点的基板管理控制器的管理web来配置节点的单主机与多主机策略并生成相应的切换指令，通过所述基板管理控制器将所述切换指令传输给所述多节点单主机与多主机自动切换装置；

所述多节点单主机与多主机自动切换装置执行所述切换指令实现节点的单主机与多主机策略。

10.根据权利要9所述的多节点单主机与多主机通信自动切换方法，其特征在于，节点的单主机与多主机策略包括以下方式中的任一种：为所述多节点集群中单一节点配置单主机；为所述多节点集群中若干节点配置多主机。

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