CN113840489A - 一种基于混合架构的刀片计算机系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于混合架构的刀片计算机系统，包括N+1个计算机节点、交换背板、交换模块、KVM模块、电源模块；所述N+1个计算机节点由N个计算节点和1个管理节点组成，分别与交换背板连接；所述交换模块与交换背板连接，对外通过上行网络总线与外部网络相连；所述KVM模块与交换背板连接，提供VGA与USB接口；所述电源模块与交换背板连接，为所有模块供电；所述交换背板用于各类信号以及电源的传输。本发明可以应在数据中心、计算机机房、车载、舰载等需要计算机处理以及网络通信等场合使用；兼容不同的计算机架构；各个模块可拔插模块化设计，易于更换和维护。
Description
技术领域
本发明涉及计算机领域，特别涉及一种基于混合架构的刀片计算机系统。
背景技术
在计算机应用领域，在数据中心、车载指挥中心等需要安装大量的服务器、交换机等设备，存在走线复杂、部署周期长、占用空间大等问题，这些问题很难解决。
同时随着国产化浪潮的推进，很多场合需要用到国产平台的计算机设备，但是由于兼容性问题以及性能的问题有的应用又必须要用到国外传统的计算机平台，这就要求同一个计算机平台即能兼容国产计算机系统又能够兼容国外的计算机系统。这一点目前还没有技术很够很好的实现。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，提供了一种基于混合架构的刀片计算机系统，能够可以在不统一现有主板的前提下，实现不同计算机平台的融合。
本发明采用的技术方案如下：一种基于混合架构的刀片计算机系统，包括N+1个计算机节点、交换背板、交换模块、KVM模块、电源模块；所述N+1个计算机节点由N个计算节点和1个管理节点组成，N+1个计算机节点分别与交换背板连接；所述交换模块与交换背板连接，对外通过上行网络总线与外部网络相连；所述KVM模块与交换背板连接，同时提供VGA与USB接口；所述电源模块与交换背板连接，接收外部输入的电源通过交换背板为所有模块供电。所述计算节点用于提供计算、存储功能，管理节点运行管理软件，用于管理和监控其他模块；所述交换背板用于千兆网络信号、万兆网络信号、VGA信号、USB信号以及电源的传输。
进一步的，包括N+1个接口板分别对应N个计算节点与1个管理节点，计算节点与管理节点通过接口板与交换背板连接。
进一步的，所述交换模块通过高速连接器与交换背板连接，采用1+1冗余模式实现，当其中一个损坏时不影响系统使用。
进一步的，所述电源模块采用N+N冗余模式实现，当其中两个损坏时不影响系统使用。
进一步的，所述电源模块采用2+2冗余模式实现。
进一步的，还包括机箱，N+1个计算机节点、交换背板、交换模块、KVM模块以及电源模块集成在机箱内部。
进一步的，所述机箱中还设有多个风扇，用于机箱内部散热，风扇与交换背板连接。
进一步的，所述计算机节点、交换模块、KVM模块、电源模块均为可拔插模块连接在交换背板上。
进一步的，所述计算机节点为刀片式可拔插架构，支持国产FT、KP主流架构计算机同时支持Intel X86架构。
与现有技术相比，采用上述技术方案的有益效果为：
1、本发明可以应在数据中心、计算机机房、车载、舰载等需要计算机处理以及网络通信等场合使用；
2、本发明兼容不同的计算机架构；
3、本发明中的各个模块可拔插模块化设计，易于更换和维护；
4、本发明能够实现一个机箱内包含多个计算节点、一个管理节点、两个交换模块、4个冗余电源模块。一台机器等同于传统的一个机架，大大减少了占用空间面积，节约的成本，同时这样的一体化设计减少了线缆连接和供电线路设计，提高了可靠性和稳定性。
附图说明
图1为本发明提出的一种基于混合架构的刀片计算机系统电气框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述。
本发明主要解决以下技术问题：
1、数据中心等应用场合中服务器、交换器等设备占用空间大的问题；
2、数据中心等应用场合中服务器、交换器等设备线缆连接复杂不可靠的问题；
3、数据中心等应用场合中服务器、交换器等设备数量多，供电复杂的问题；
4、国产计算机架构和国外X86计算机架构等不同计算机架构不兼容的问题；
5、多节点统一管理的问题；
6、传统服务器不易维护的问题。
具体方案如下：
如图1所示，一种基于混合架构的刀片计算机系统，其特征在于，包括N+1个计算机节点、交换背板、交换模块、KVM模块、电源模块；所述N+1个计算机节点由N个计算节点和1个管理节点组成，N+1个计算机节点分别与交换背板连接；所述交换模块与交换背板连接，对外通过上行网络总线与外部网络相连；所述KVM模块与交换背板连接，同时提供VGA与USB接口；所述电源模块与交换背板连接，接收外部输入的电源通过交换背板为所有模块供电。所述计算节点相当于传统计算机的主板，负责计算、存储等功能，其信号接口通过统一的高速连接器输出；管理节点包含计算机的基本功能，运行管理软件，通过IPMI等网络接口与接口板连接，负责管理和监控所有其他模块；所述交换背板用于千兆网络信号、万兆网络信号、VGA信号、USB信号以及电源的传输。并将VGA和USB信号连接至KVM模块，KVM模块用于对外连接显示器和鼠标键盘。
具体的，所述刀片计算机系统包括N+1个接口板分别对应N个计算节点与1个管理节点，计算节点与管理节点通过接口板与交换背板连接。通过设计标准的接口板，不更改原有主板的接口，应用通用标准接口(例如：VGA、USB、千兆网络、万兆网络、IPMI)，通过高速连接器和接口板将这些信号输出到统一的交换背板。
交换模块具有传统交换机功能，通过高速连接器与背板连接，从而使其下行网络接口与所有计算节点和管理节点相连接，上行输出高带宽网络接口，与外部专用网络接口相连。
在一个优选实施例中，所述交换模块通过高速连接器与交换背板连接，采用1+1冗余模式实现，当其中一个损坏时不影响系统使用，实现网络冗余备份功能
具体的，所述电源模块采用N+N冗余模式实现，当其中两个损坏时不影响系统使用，起到电源冗余防止掉电的功能。该电源模块支持外部输入220V交流电源或者特定的直流电源。
在一个优选实施例中，所述电源模块采用2+2冗余模式实现。
在一个优选实施例中，还包括机箱，N+1个计算机节点、交换背板、交换模块、KVM模块以及电源模块集成在机箱内部。外形尺寸符合上架计算机尺寸规范，系统整体可以按照具体需求配置外形尺寸，例如8U、12U等；
在一个优选实施例中，所述机箱中还设有多个风扇，用于机箱内部散热，风扇与交换背板连接。
在一个优选实施例中，所述计算机节点、交换模块、KVM模块、电源模块均为可拔插模块连接在交换背板上。
在一个优选实施例中，所述计算机节点为刀片式可拔插架构，支持国产FT、KP主流架构计算机同时支持Intel X86架构。
本发明提出的方案采用一个机箱集成N个计算机(服务器)、双交换机、KVM、电源的一体化设计；采用板到板高速连接器实现所有模块可以轻松拔插，实现多计算节点加1个管理节点设计；适用计算机、服务器、工作站、笔记本电脑、通信设备等所有需要防尘和防静电的设备。
利用现有通行的标准接口(例如VGA、USB、千兆网络、万兆网络、IPMI等)，按照特定的定义通过标准的高速连接器和接口板输出，在不统一现有主板的前提下，实现不同计算机平台的融合。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。如果本领域技术人员，在不脱离本发明的精神所做的非实质性改变或改进，都应该属于本发明权利要求保护的范围。
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
Claims (9)
1.一种基于混合架构的刀片计算机系统，其特征在于，包括N+1个计算机节点、交换背板、交换模块、KVM模块、电源模块；所述N+1个计算机节点由N个计算节点和1个管理节点组成，N+1个计算机节点分别与交换背板连接；所述交换模块与交换背板连接，对外通过上行网络总线与外部网络相连；所述KVM模块与交换背板连接，同时提供VGA与USB接口；所述电源模块与交换背板连接，接收外部输入的电源通过交换背板为所有模块供电。所述计算节点用于提供计算、存储功能，管理节点运行管理软件，用于管理和监控其他模块；所述交换背板用于千兆网络信号、万兆网络信号、VGA信号、USB信号以及电源的传输。
2.根据权利要求1所述的基于混合架构的刀片计算机系统，其特征在于，还包括N+1个接口板分别对应N个计算节点与1个管理节点，计算节点与管理节点通过接口板与交换背板连接。
3.根据权利要求1或2所述的基于混合架构的刀片计算机系统，其特征在于，所述交换模块通过高速连接器与交换背板连接，采用1+1冗余模式实现，当其中一个损坏时不影响系统使用。
4.根据权利要求1或2所述的基于混合架构的刀片计算机系统，其特征在于，所述电源模块采用N+N冗余模式实现，当其中两个损坏时不影响系统使用。
5.根据权利要求3所述的基于混合架构的刀片计算机系统，其特征在于，所述电源模块采用2+2冗余模式实现。
6.根据权利要求1所述的基于混合架构的刀片计算机系统，其特征在于，还包括机箱，N+1个计算机节点、交换背板、交换模块、KVM模块以及电源模块集成在机箱内部。
7.根据权利要求1所述的基于混合架构的刀片计算机系统，其特征在于，所述机箱中还设有多个风扇，用于机箱内部散热，风扇与交换背板连接。
8.根据权利要求1所述的基于混合架构的刀片计算机系统，其特征在于，所述计算机节点、交换模块、KVM模块、电源模块均为可拔插设计。
9.根据权利要求1所述的基于混合架构的刀片计算机系统，其特征在于，所述计算机节点为刀片式可拔插架构，支持国产FT、KP主流架构计算机同时支持Intel X86架构。
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