CN1786935A - 由多个处理器组成的高性能服务器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种采用标准化部件构建多处理器超级服务器的方法和装置。其中主机系统包括：多块主板系统，每个主板系统由标准的服务器主板及外围板卡构成，数据处理和核心运算在此完成；内部交换系统，实现多个主板系统间的数据通信及与外部IO设备间的通信；内部管理系统，实现对多个主板系统的信息采集和管理功能；控制面板，实现对多个主板系统的统一操作和状态监控；磁盘系统，实现主机系统内部统一的磁盘管理；电源系统，为主机系统内部部件提供统一供电。主机系统的对外接口包括外部IO通信接口、远程管理接口和电源接口等。利用本发明，可实现采用标准化服务器部件构建4路以上多处理器的超级服务器装置，用于高性能数据处理应用领域。
Description
技术领域
本发明涉及计算机通信领域，具体涉及一种构建多处理器超级服务器的方法以及采用此方法构建的服务器装置。
技术背景
随着计算机技术的发展，大量的应用对计算机系统的处理能力要求越来越高。提高计算机处理能力的手段通常可概括为纵向提升和横向提升两种，纵向提升主要是指通过提高单个处理器的主频速度及与之相连的总线带宽来实现，而横向提升主要是指通过提高单个系统内处理器的总数来实现，即构建多处理器超级服务器系统。
构建多处理器超级服务器系统的方法通常由构造服务器的处理器、内存、IO之间的体系结构来实现。现已实现的几种体系结构包括MPP(大规模并行处理器)、NUMA(不一致内存访问)、SMP(对称多处理器)、Cluster(集群)以及这几种体系结构间的相互组合。而MPP和NUMA体系结构相对封闭，需要专门的系统软件支持，目前这些技术及产品掌握在国际上几家大的服务器设备制造商中。
SMP结构为近年来应用比较广泛的服务器体系结构，这种体系结构主要为多个处理器通过系统总线共享系统内存资源。由于共享系统总线的冲突问题，这种体系结构支持的处理器个数通常在8个以下，限制了处理器数量的进一步增长。而Cluster结构通常是指把几个分离的服务器通过高速交换机系统连接起来，依靠上层管理或应用软件协调与支持，构建强大处理能力的超级服务器系统，这种结构适合部分科学计算应用和部分商业计算应用。
但Cluster这种松散耦合的体系结构有其自身的缺点，如系统硬件及系统管理相对复杂，对系统的操作和维护也比较麻烦，而且系统整体处理性能的发挥也受到一定的限制。基于这种Cluster体系结构，在利用这用体系结构的优势同时，如何减少或降低这种体系结构的缺点，简化系统复杂度，提高整体处理性能，从而构建具有实际应用前景的多处理器超级服务器系统，是本发明需要解决的主要问题。
发明内容
本发明旨在提出一种构建多处理器超级服务器的方法以及采用此方法构建的服务器装置。通过采用多个服务器标准化部件进行重新布局设计，并结合基于此系统开发的系统软件，构建4路以上多处理器的超级服务器系统。
相对应的装置系统包括主机系统以及主机对外接口系统。主机系统包括主板系统、内部交换系统、内部管理系统、控制面板、磁盘系统、电源系统。主机对外接口系统包括外部IO通信接口、远程管理接口和电源接口。
主板系统。由2块以上标准服务器主板及安装在主板之上的数据交换卡(DSC)和远程管理卡(RMC)等外围板卡系统构成，数据处理和核心运算在此完成。其中数据交换卡负责各个主板系统之间的数据传输和数据交换，以及通过内部交换系统与外部IO通信系统的数据传输和数据交换。远程管理卡负责收集主板系统的硬件信息，并通过内部管理系统传输给远程控制台，以及对远程控制台发出的监控及管理命令做出响应。主板系统的数量依赖于与主机系统内部其他部件系统的配合以及系统软件的支持。采用基于IA架构服务器部件，每个主板系统最多支持4颗处理器。
内部交换系统。负责数据交换卡间数据交换以及数据交换卡与外部IO通信系统间数据交换的交换机，通常数据交换系统可采用光纤交换机、以太网交换机、Infiniband交换机等。
内部管理系统。负责远程管理卡与远程控制台间数据交换的交换机，交换机类型由远程管理卡类型决定，如以太网交换机等。控制台是指PC或服务器等。
控制面板。其职责为对主机系统及主机对外接口系统进行硬件控制操作及状态监控，其上分布有服务器常用操作按钮及设备运行状态指示灯。
磁盘系统。其职责为提供主机系统的本地数据存储，由连接于各个主板系统的磁盘控制器及本地硬盘重新布局设计而成。本地硬盘数量为每个主板系统至少1块。
电源系统。提供对主机系统内各个部件的供电需求，并具有冗余供电特性。由于各部件系统采用标准化服务器部件，所以电源系统的供电规格与服务器供电规格一致。
主机对外接口系统包括外部IO通信接口，远程管理接口，电源接口等。外部IO通信接口为在主机系统上提供内部交换系统与外部IO通信系统的连接接口，接口标准由内部交换系统的接口标准确定。外部IO通信系统，是指标准IO交换机或存储设备，如光纤交换机、光纤存储设备、以太网交换机、IP存储设备等。
远程管理接口为在主机系统上提供内部管理系统与远程控制台的连接接口，接口标准由内部管理系统接口标准确定。
电源接口为在主机系统上提供电源系统与外部电源系统的连接接口，为1+1冗余电源接口设计，接口标准由电源系统的电源功耗需求确定。
本发明所提供解决方案的主要优点包括：实现了在单一服务器空间内，构建多处理器超级服务器的方法；减少了系统结构的复杂度，实现了对多个主板系统及其他部件系统的集中管理；实现了对服务器主机系统的单点操作控制、监控与管理以及与外部IO设备的通信功能。
附图说明
附图为包含4个服务器主板系统构建的多处理器超级服务器装置的系统结构示意图。
具体实施方式
附图中虚线内所示为此装置的主机系统，包括主板系统、内部交换系统、内部管理系统、控制面板、磁盘系统、电源系统等部件系统。虚线外为与主机系统连接的外部设备，包括外部IO通信系统、远程控制台、外部电源系统。而虚线与外部设备之间的交接部分为主机对外接口系统。
在主机系统内部，各个功能部件系统是以模块化方式实现的，这有利于装置的设计与实施。附图1所示的主机系统包含4个主板系统，各个主板系统有相应的线缆与其他部件连接。各个主板系统上安装有数据交换卡(DSC)，各数据交换卡通过对应的数据线缆连接到内部交换系统，实现各个主板系统之间的数据传输和数据交换，以及与外部IO通信系统的数据传输和数据交换。各个主板系统上也安装有远程管理卡(RMC)，各远程管理卡通过对应的管理线缆连接到内部管理系统上，实现对主板系统硬件信息的收集，并通过内部管理系统传输给远程控制台，以及对远程控制台发出的监控及管理命令做出响应等。
各主板系统通过其板卡上的控制接口，并通过相应的连接线缆、指示灯导光柱等连接到控制面板上。控制面板提供了对主机系统及主机对外接口系统的硬件控制操作及状态监控，其上分布有明确标识的服务器常用操作按钮及设备运行状态指示灯。
各主板系统通过磁盘控制器接口连接到磁盘系统上，实现对磁盘系统的控制与管理。磁盘系统经过统一布局设计与标识，其功能为对主机系统提供集中的本地化数据存储与管理。
主机系统内的电源系统具有和主板系统以及其他功能部件系统的电源连接，为主机内各功能部件提供供电需求，并设计具有冗余供电特性。由于各部件系统采用标准化服务器部件，所以电源系统的供电规格与服务器供电规格一致。
主机对外接口系统包括外部IO通信接口，远程管理接口，电源接口等。外部IO通信接口一端连接于内部交换系统，一端连接于外部IO通信系统，实现在主机系统上提供与外部IO通信设备的接口标准。远程管理接口一端连接于内部管理系统，一端连接于远程控制台，实现在主机系统上提供与远程控制台设备之间的接口标准。而电源接口为1+1冗余电源接口设计，实现在主机系统与外部电源系统的双电源供电接口标准。
Claims (1)
1、由多个处理器组成的高性能服务器，其特征在于该服务器是由主机系统以及主机对外接口系统组成，主机系统是由主板系统、内部交换系统、内部管理系统、控制面板、磁盘系统、电源系统组成，主机对外接口系统是由与内部交换系统连接的外部IO通信接口、与内部管理系统连接的远程管理接口和与电源系统连接的电源接口组成；其中主板系统由2块以上标准服务器主板及安装在主板之上的数据交换卡(DSC)和远程管理卡(RMC)构成，数据交换卡用于主板系统之间的数据传输和数据交换，并通过内部交换系统与外部IO通信系统进行数据传输和数据交换；远程管理卡用于收集主板系统的硬件信息，通过内部管理系统将硬件信息传输给远程控制台，并对远程控制台发出的监控及管理指令做出响应，其中：
(1)内部交换系统用于数据交换卡间的数据交换以及数据交换卡与外部IO通信系统交换机间的数据交换，外部IO通信接口是在主机系统上提供内部交换系统与外部IO通信系统的连接接口，接口标准由内部交换系统的接口标准确定；
(2)电源系统用于主机系统内各个部件的供电需求，并具有冗余供电特性；电源接口是在主机系统上提供电源系统与外部电源系统的连接接口，为1+1冗余电源接口设计，接口标准由电源系统的电源功耗需求确定；
(3)远程管理接口为在主机系统上提供内部管理系统与远程控制台的连接接口，接口标准由内部管理系统接口标准确定，远程控制台是对主机系统进行监控和管理的设备；
(4)磁盘系统提供主机系统的本地数据存储，由连接于各个主板系统的磁盘管理器及本地硬盘重新布局而成，本地硬盘数量为每个主板系统至少1块；
(5)控制面板上设置有服务器常用操作按钮及设备运行状态指示灯，用于对主机系统及主机对外接口系统进行硬件控制操作及状态监控。
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