CN113075976B - 一种服务器集群的备援散热系统、方法及介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种服务器集群的备援散热系统，包括：服务器集群、温度管理模块、温度感应模块及冷却模块；服务器集群设有若干服务器，且服务器均设有散热策略；服务器均设有温度管理模块、温度感应模块、冷却模块及交换模块；温度感应模块用于采样服务器的温度；温度管理模块用于读取温度感应模块采样的服务器的温度，并判断温度是否达到散热策略的温度阈值，若达到，则发送冷却指令至所述冷却模块并执行散热策略，通过上述方式，本发明能够实现温度管理模块在特定情况下如固件更新，板卡抽换维护，可由上一阶的温度管理模块来取代散热策略计算与控制，无须采取热风险最低而高耗能的散热策略，如此可达到服务器集群整体的省电、降噪及减震。

Description

一种服务器集群的备援散热系统、方法及介质

技术领域

本发明涉及服务器散热技术领域，特别是涉及一种服务器集群的备援散热系统、方法及介质。

背景技术

在服务器散热过程中，散热策略一般由专门的芯片提供，最常见的芯片为BMC，但是在某些情况下，BMC会暂时无法提供服务，比如更新服务器BMC固件、重启BMC等情况，这样导致BMC中的散热策略暂时失效，这种过程通常需持续数分钟，在BMC中的散热策略失效时，服务器的散热模块采用最安全的方式对服务器进行散热，通常散热模块采用最大功率执行散热过程，这种方式导致服务器整体产生高耗电、高噪声及高振动的问题。

发明内容

本发明主要解决的是BMC中的散热策略失效，服务器中的散热模块采用最大功耗进行工作，导致服务器产生高耗电、高噪声及高振动的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种服务器集群的备援散热系统，应用于服务器集群，所述系统包括：所述服务器集群设有若干服务器，且所述服务器设有散热策略；

所述服务器均设有温度感应模块、温度管理模块及冷却模块；

所述温度感应模块用于采样所述服务器的温度；

所述温度管理模块用于读取所述温度感应模块采样的所述服务器的温度，并判断所述温度是否达到所述散热策略的温度阈值，若达到，则发送冷却指令至所述冷却模块；

所述冷却模块根据所述冷却指令对所述服务器执行散热策略。

进一步，所述系统还包括交换模块；

所述交换模块用于桥接所述温度管理模块与所述温度感应模块；

所述交换模块用于桥接所温度管理模块与所述冷却模块。

进一步，所述服务器集群呈逻辑环状结构，所述服务器集群有至少两个服务器，第一服务器连接第二服务器，所述第一服务器为所述第二服务器的上级服务器，所述第二服务器为所述第一服务器的下级服务器。

进一步，所述第一服务器的温度管理模块用于控制本服务器的所述冷却模块及所述温度感应模块，还用于控制所述第二服务器的所述冷却模块及所述温度感应模块。

进一步，所述交换模块设有控制单元和状态单元；

所述状态单元用于获取所述服务器的所述冷却模块及所述温度感应模块的控制端的控制状态；

所述控制端为所述本服务器的所述温度管理模块或所述上级服务器的所述温度管理模块；

所述控制单元用于接收所述温度管理模块发送的封包，并对所述封包进行解析。

进一步，所述交换模块设有控制端口和受控端口，所述本服务器的所述交换模块的所述受控端口与所述上级服务器的所述交换模块的所述控制端口连接。

本发明还提供一种服务器集群的备援散热系统的使用方法，包括以下步骤：

控制单元接收所述温度管理模块的封包，并将所述封包进行解析，判断所述封包的地址；

若所述封包的地址为本服务器，则执行本机沟通操作；

若所述封包的地址为下级服务器，则执行上级服务器备援操作。

进一步，所述若所述封包的地址为本服务器，则执行本机沟通操作的步骤进一步包括：若所述封包的地址为所述本服务器的所述温度感应模块，则所述温度感应模块采样所述本服务器的温度，并将温度采样结果转发；

若所述封包的地址为所述本服务器的所述冷却模块，则所述冷却模块执行散热策略；

若所述封包的地址为所述本服务器的所述状态单元，则所述状态单元将所述冷却模块及所温度感应模块的控制权状况转发。

进一步，所述若所述封包地址为下级服务器，则执行上级服务器备援操作的步骤进一步包括：若所述封包地址为控制端口，则将所述封包地址替换为受控端口地址，所述本服务器的所述控制端口与所述下级服务器的受控端口连接，所述本服务器的温度管理模块替代所述下级服务器的所述温度管理模块控制所述下级服务器的温度感应模块及所述冷却模块。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现任一项所述的服务器集群的备援散热系统的使用方法。

本发明的有益效果是：

1、本发明所述的服务器集群的备援散热系统，可以实现温度管理模块在特定情况下如固件更新，板卡抽换维护，可由上一阶的温度管理模块来取代散热策略计算与控制，无须采取热风险最低而高耗能的散热策略，如此可达到服务器集群整体的省电、降噪及减震。

2、本发明所述的服务器集群的备援散热系统的使用方法，可以实现对封包进行判断，并根据判断结果进行上一级服务援备散热的过程。

3、本发明所述的服务器集群的备援散热系统的使用方法的介质，可以实现对温度感应模块对温度阈值的判断，并在服务器温度达到温度阈值时，对冷却模块执行散热策略。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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获得其他的附图。

图1是本发明实施例1所述的服务器集群的备援散热系统的结构拓扑图；

图2是本发明实施例1所述的服务器集群的备援散热系统的服务器集群的结构拓扑图；

图3是本发明实施例1所述的服务器集群的备援散热系统的交换模块的结构拓扑图；

图4是本发明实施例2所述的服务器集群的备援散热系统的使用方法的示意图；

图5是本发明实施例2所述的服务器集群的备援散热系统的使用方法的封包判别执行示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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做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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

需要说明的是，在本发明的描述中，

BMC（Baseboard Management Controller）是基板管理控制器、

CPU （Central Processing Unit）是中央处理器、

CPLD（Complex Programming logic device）是复杂可编程逻辑器件、

GPU（Graphics Processing Unit）是图形处理器、

I2C（Inter－Integrated Circuit）是串行总线、

FPGA（Field Programmable Gate Array）是现场可编程逻辑门阵列、

MCU（Micro Control Unit）是微控制单元、

Web（World Wide Web）是全球广域网。

实施例1

本发明一种服务器集群的备援散热系统，请参阅图1至图3，包括：特定的服务器集群、温度管理模块、温度感应模块、冷却模块及交换模块；

该特定的服务器集群为逻辑环装结构，该服务器集群有若干台服务器，每一台服务器的硬件规格相同，每一台服务器均与相邻的两个服务器相连，为了方便说明，将这三台服务器命名为第一服务器，第二服务器及第三服务器，该服务器的编号按照一定的规定进行编号，比如物理地址的大小，或者是人为规定的物理地址，但是如何规定并不是并发明需要讨论的问题，所以不再进行赘述，在该服务器集群中，第二服务器指向第三服务器，第二服务器被第一服务器指向，在该服务器集群中，每一台服务器都运行自身所设定的散热策略，当服务器出现散热故障时，位数小的服务器可以读取比它高一位的服务器的温度感应模块及调用比它高一位的服务器的温度感应模块及使用高一位的服务器的散热策略，比如第一服务器可以读取第二服务器的温度感应模块及散热策略，第二服务器可以读取第三服务器的温度感应模块及散热策略。

服务器与服务器之间可以通过I2C进行数据通信，也可以通过其他的通信线路进行数据通信，服务器集群中，排名最后的服务器与排名最前的服务器相连。

服务器集群中的每一个服务器内都设有温度管理模块、温度感应模块、冷却模块及交换模块。

温度管理模块用于读取本服务器的温度感应模块，当温度感应模块感应当前服务器的温度超过设定的温度阈值，至触发散热策略，根据散热策略控制冷却模块对服务器进行冷却，因为本发明的服务器集群具有上一级服务器可以控制与调用下一级服务器的优势，当第二服务器出现散热故障时，温度管理模块出现故障无法进行工作，第一服务器的温度管理模块即可掌握控制权，第一服务器的温度管理模块可以调用第二服务器的散热策略与控制第二服务器的冷却模块，第一服务器调取第二服务器的温度感应模块所感应的第二服务器的温度，当第二服务器的温度超过第二服务器设定的温度阈值，则触发第二服务器的散热策略，根据第二服务器的散热策略控制第二服务器的冷却模块对第二服务器进行冷却。

温度感应模块连接交换模块上，温度感应模块接收温度管理模块周期性的温度采样指令，温度管理模块下发的周期性的温度采样指令所设计的周期，本实施例为1S，但是根据服务器的CPU或者CPU的极限功率可以对此采样周期进行适当的调整，这个采样周期的设计主旨是防止在这一周期内，万一服务器发生过温现象，不会对服务器的组件造成不可逆的损坏，所以这个采样周期并没有规定的数值，实施人员可以根据服务器现场进行适当改善，但是具体过程并非本发明所要讨论的重点，所以不再赘述，每一个服务器内可以设有多个温度感应模块，即可每一个服务器组件设有一个温度感应模块，但是这样做会占用太多业务网络，所以本实施例对CPU及GPU的温度进行设定温度感应模块。

冷却模块用于对服务器进行冷却操作，冷却模块连接在交换模块上，且该模块收本服务器的温度管理模块控制，同样也受上一级的温度管理模块控制，例如，第二服务器的冷却模块受第二服务器的温度管理模块控制，也受第一服务器的温度管理模块控制，该冷却模块可以是风扇也可以是液冷，但是具体的根据设定服务器集群的人员的成本预估进行设定。

交换模块用于桥接温度管理模块与温度感应模块，还桥接温度管理模块与冷却模块，接收温度管理模块的数据控制冷却模块进行冷却，并且还用于记录本服务器的冷却模块是由本服务器的温度管理模块控制还是由上一级的温度管理模块进行控制，交换模块有两个端口，即第一端口与第二端口，第一端口为数据的控制端，第二端口为数据的受控端，例如第二服务器的第一端口连接第三服务器的第二端口，第二服务器的第二端口连接第一服务器的第一端口，该交换模块可以为CPLD、FPGA 或MCU；

在交换模块中分为两个单元，即控制单元和状态单元，状态单元主要用于记录本服务器的温度管理模块控制还是由上一级的温度管理模块进行控制；

控制单元主要用于接收温度管理模块发送的封包，并将封包进行解析，解析地址并根据地址执行动作。

实施例2

本发明实施例提供一种服务器集群的备援散热系统的使用方法，请参阅图4及图5，包括以下步骤：

S21、控制单元接收本机端温度管理模块的封包，解析封包地址，若解析封包地址为本机端的温度感应模块，则控制单元沟通本机端的温度管理模块与本机端的温度感应模块的数据，温度管理模块周期性的发送采样指令至温度感应模块，通知温度感应模块对服务器的温度进行采样，当温度超过温度阈值时，温度管理模块发出告警指示，将告警指示通过BMC web形式获取指示灯形式通知服务器集群管理人员，需要对该服务器进行检修。

S22、控制单元接收本机端的温度管理模块的封包，并解析封包地址，若封包地址为冷却模块，则通过当前服务器设定的散热策略执行散热操作，此过程是在温度管理模块检查到当前服务器的温度超过温度阈值，进行告警指示同步进行的操作，即通过冷却模块对当前的服务器进行散热，并在散热策略执行完成后，温度管理模块继续发出采样指令至温度感应模块，若服务器温度降低到温度阈值下，则停止冷却模块对服务器进行的散热操作，若服务器温度还在温度阈值之上，则停止该服务器的运行，并进行重大告警操作，通知服务器管理人员，此服务器出现重大异常，继续运行会导致服务器出现不可逆的损耗。

S23、控制单元接收本机端的温度管理模块的封包，并解析封包地址，若封包地址为本机端的状态单元，则转发本机端状态单元的数据，获取当前状态下本机的冷却模块的控制权是在本机的温度管理模块下，还是在上一级的服务器的温度管理模块下，转发本机端状态单元的数据可以通过web形式，也可以通过窗口化形式，即告知服务器集群管理人员当前服务器的状态即可，这样可以对服务器进行提前预警，以及故障后场景复现。

S24、控制单元接收本机端的温度管理模块的封包，并解析封包地址，若封包地址为控制端口，则将该封包地址替换为受控端口地址，此时说明当前第一服务器的下一级服务器第二服务器的温度管理模块出现异常，需要第一服务器的温度管理模块辅助进行温度管控，所以第一服务器的温度管理模块开始控制第二服务器，控制信息通过第一服务器的控制端口发送至第二服务器的受控端口；

第二服务器的控制单元解析第一服务器温度管理模块发送的封包，并进行解析，依照上述步骤S21至S23，实现第一服务器的温度管理模块读取第二服务器的温度感应模块，并代替第二服务器的温度管理模块执行散热策略。

基于与前述实施例中方法同样的发明构思，本说明书实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如前述公开的一种服务器集群的备援散热系统的使用方法的步骤。

上述本发明实施例公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明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，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种服务器集群的备援散热系统，其特征在于，应用于服务器集群，所述系统包括：所述服务器集群设有若干服务器，且所述服务器设有散热策略；

所述服务器均设有温度感应模块、温度管理模块及冷却模块；

所述温度感应模块用于采样所述服务器的温度；

所述温度管理模块用于读取所述温度感应模块采样的所述服务器的温度，并判断所述温度是否达到所述散热策略的温度阈值，若达到，则发送冷却指令至所述冷却模块；

所述冷却模块根据所述冷却指令对所述服务器执行散热策略；

所述系统还包括交换模块；所述交换模块用于桥接所述温度管理模块与所述温度感应模块；所述交换模块用于桥接所温度管理模块与所述冷却模块；

所述服务器集群呈逻辑环状结构，所述服务器集群有至少两个服务器，第一服务器连接第二服务器，所述第一服务器为所述第二服务器的上级服务器，所述第二服务器为所述第一服务器的下级服务器；

所述第一服务器的温度管理模块用于控制本服务器的所述冷却模块及所述温度感应模块，还用于控制所述第二服务器的所述冷却模块及所述温度感应模块；

所述交换模块设有控制单元和状态单元；

所述状态单元用于获取所述服务器的所述冷却模块及所述温度感应模块的控制端的控制状态；

所述控制端为所述本服务器的所述温度管理模块或所述上级服务器的所述温度管理模块；

所述控制单元用于接收所述温度管理模块发送的封包，并对所述封包进行解析。

2.根据权利要求1所述的服务器集群的备援散热系统，其特征在于：所述交换模块设有控制端口和受控端口，所述本服务器的所述交换模块的所述受控端口与所述上级服务器的所述交换模块的所述控制端口连接。

3.一种根据权利要求1或2所述的一种服务器集群的备援散热系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

控制单元接收所述温度管理模块的封包，并将所述封包进行解析，判断所述封包的地址；

若所述封包的地址为本服务器，则执行本机沟通操作；

若所述封包的地址为下级服务器，则执行上级服务器备援操作。

4.根据权利要求3所述的服务器集群的备援散热系统的使用方法，其特征在于：所述若所述封包的地址为本服务器，则执行本机沟通操作的步骤进一步包括：若所述封包的地址为所述本服务器的所述温度感应模块，则所述温度感应模块采样所述本服务器的温度，并将温度采样结果转发；

若所述封包的地址为所述本服务器的所述冷却模块，则所述冷却模块执行散热策略；

若所述封包的地址为所述本服务器的所述状态单元，则所述状态单元将所述冷却模块及所温度感应模块的控制权状况转发。

5.根据权利要求3所述的服务器集群的备援散热系统的使用方法，其特征在于：所述若所述封包地址为下级服务器，则执行上级服务器备援操作的步骤进一步包括：若所述封包地址为控制端口，则将所述封包地址替换为受控端口地址，所述本服务器的所述控制端口与所述下级服务器的受控端口连接，所述本服务器的温度管理模块替代所述下级服务器的所述温度管理模块控制所述下级服务器的温度感应模块及所述冷却模块。

6.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现权利要求3-5任一项所述的服务器集群的备援散热系统的使用方法步骤。

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