CN1863081A - 基于智能平台管理接口的管理系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于智能平台管理接口的管理系统和实现基板管理控制器管理的方法，其核心均在于：采用总线型连接方式将至少一个BMC(基板管理控制器)、至少一个主节点单板通过基于差分传输方式的总线连接，BMC和主节点单板之间通过基于差分传输方式的总线传输IPMI管理信息，从而对BMC进行管理。本发明充分利用了基于差分传输方式的总线如CAN总线的各种优点，简化了本发明管理系统的软硬件设计复杂度；本发明的总线型连接方式简化了主节点单板、系统背板等的硬件设计，同时，简化了BMC节点的扩展过程；从而实现了提高管理系统可靠性、降低管理系统实现成本、提高管理系统可扩展性的目的。

Description

基于智能平台管理接口的管理系统和方法
技术领域
本发明涉及网络通讯技术领域，具体涉及一种基于智能平台管理接口的管理系统和方法。
背景技术
IPMI(Intelligent Platform Management Interface，智能平台管理接口)源于服务器领域，目的是为服务器提供设备管理、传感器/事件管理、用户管理、风扇框/电源框管理、远程维护等功能。
1998年9月，Intel、HP、NEC、Dell联合发布了IPMI V1.0规范。到2003年3月，采纳IPMI规范的厂家达到142个。2004年发布了IPMI V2.0版本。PICMG(PCI工业计算机制造组织)把IPMI规范定义为ATCA(advanced telecommunicationscompute architecture，先进通信计算机架构)平台的设备管理规范，进一步推动了该IPMI规范在电信设备管理领域的应用。
IPMI具有标准化、管理通道与业务通道分离、丰富的命令集、安全性高等特点。
IPMI的标准化特点使IPMI具有开放的硬件平台接口规范，使IPMI的可靠性、可扩展性、可移植性好，而且，IPMI的标准化缩短了IPMI的开发周期，降低了IPMI的开发成本。
IPMI的管理通道与业务通道分离的特点使IPMI具有HA(High Availability，高可用性)，使IPMI子系统的供电电源独立，使IPMI不依赖SMS(SeviceManagement System，业务管理系统)，OS-absent，使IPMI在业务系统故障时仍具有可操作性，而且，IPMI定义了基于LAN/Serial/Modem的带外维护通道。
由于IPMI源于服务器领域，所以，IPMI继承了ASF(Alert Standard Forum，告警标准论坛)规范中部分定义，IPMI V1.5包括七大类命令，共166条命令，且传感器/事件定义200多种。
IPMI的带外LAN/Modem/Serial通道支持用户/密码/权限管理、多用户登录等，使IPMI具有安全性高的优点。
IPMI的典型应用框图如附图1所示。
图1中，BMC(Baseboard Management Controller，基板管理控制器)是IPMI的核心，BMC位于系统总线与平台管理硬件之间，提供与系统总线的接口以及平台管理硬件的接口。IPMI通过IPMB(智能平台管理)总线支持平台管理的扩展，可以实现BMC和SMC(System Management Controller，系统管理控制器)的通讯。IPMB是基于I2C(集成电路间互连总线)的串行总线，最高速率可达400kbps。
在实际应用中，可以采用主备CMM(Chassis Management Module，机框管理模块)单板对机框进行控制，其他单板通过单板上的BMC模块与CMM进行通信，BMC与CMM之间采用IPMB总线连接。
BMC与CMM单板之间的IPMB总线可以采用双星型，也可以采用总线型结构。由于IPMB总线的驱动能力、总线速度、热插拔能力等都是有限的，所以，目前的设计多采用双星型结构，具体如附图2所示。
图2中，两块CMM1和CMM2单板分别有两条IPMB总线与每一个BMC连接，实现备份以及负荷分担的功能。两块CMM单板中有一块为备用，有一块为主用。
当采用双星型结构时，主用CMM单板与BMC的通信过程如附图3所示。
图3中，当主用CMM单板需要与指定节点的BMC通信时，主用CMM单板将IPMI消息封装到IPMI帧中，再通过IPMB总线发送到接收节点BMC。接收节点BMC首先识别节点号，如果是发送给本节点的，则接收IPMI帧并解析出IPMI消息给上层软件模块。
CMM与BMC之间通过IPMB总线、采用双星型连接方式时，使CMM板输出到背板的信号数量很多，如每个BMC节点对应4个信号，而且信号数量会随着BMC节点数量的增加不断增加，从而占用了CMM单板与背板之间很多的连接器管脚，使背板硬件走线的设计也较复杂。当扩展管理系统中BMC节点数量时，需要增加从CMM输出的IPMB总线数量，所以，需要同时修改系统背板以及CMM单板，使BMC节点的扩展很不方便。
CMM与BMC之间通过IPMB总线、采用双星型连接方式时，需要在CMM单板上实现IPMB控制器，该IPMB控制器需要输出很多IPMB总线，IPMB总线的数量是BMC节点数的2倍。IPMB控制器一般通过FPGA(现场可编程门阵列)逻辑来实现，导致IPMB控制器的实现硬件成本很高。由于IPMB总线在硬件上不具备自动错误检测和纠错能力，需要软件来实现，导致管理系统的软件实现成本高。
当CMM与BMC之间通过IPMB总线、采用总线型拓扑连接方式时，由于IPMB物理层是I2C总线，I2C总线的驱动能力有限，如I2C总线一般要求总线上的负载电容不超过400pf，因此，使系统支持的BMC节点数量有限。由于IPMB总线的带宽为100kbps或者400kbps，一般为100kbps，多个BMC节点共享100kbps的带宽，使管理系统的数据传输效率较低。同时，由于IPMB总线基于I2C总线，I2C总线基于TTL/CMOS电平，使管理系统的管理信息传输，尤其是时钟信号容易受干扰。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种基于智能平台管理接口的管理系统和方法，利用基于差分传输方式的总线、总线型连接方式，以克服现有技术方案设计复杂且成本高的问题。
为达到上述目的，本发明提供的一种基于智能平台管理接口的管理系统，包括：
至少一个设置有基板管理控制器的业务板和至少一个主节点单板，所述基板管理控制器和主节点单板都与总线连接，所述总线为基于差分传输方式的总线；所述基板管理控制器和主节点单板都分别与所述的基于差分传输方式的总线以总线型连接方式连接。
所述基于差分传输方式的总线具体为：控制器局域网总线。
所述基板管理控制器和主节点单板中还分别设置有CAN帧封装模块和CAN帧解析模块。
所述基于差分传输方式的总线为一条或多条，当所述基于差分传输方式的总线为多条时，所述的基板管理控制器和主节点单板分别与所述的多条基于差分传输方式的总线连接。
本发明还提供一种实现基板管理控制器管理的方法，包括步骤：
a、采用总线型连接方式的基板管理控制器和主节点单板之间通过基于差分传输方式的总线传输基于智能平台管理接口IPMI的管理信息，对基板管理控制器进行管理。
所述基于差分传输方式的总线包括：控制器局域网总线。
所述步骤a具体包括：
a1、主节点单板/基板管理控制器将IPMI消息封装为IPMI帧，并在将IPMI帧封装为控制器局域网总线帧后，将控制器局域网总线帧通过控制器局域网总线传输；
a2、主节点单板/基板管理控制器根据控制器局域网总线中传输的控制器局域网总线帧的目的节点信息确定需要接收的控制器局域网总线帧，并接收；
a3、接收控制器局域网总线帧的主节点单板/基板管理控制器将所述接收的控制器局域网总线帧解封装为IPMI帧，并从IPMI帧中解析出IPMI消息，根据IPMI消息进行基板管理控制器的管理。
所述基于差分传输方式的总线为一条或多条；当基于差分传输方式的总线为多条时，各基板管理控制器和主节点单板分别与多条基于差分传输方式的总线连接；多条基于差分传输方式的总线互为备份总线，或互为负载分担总线。
所述多条基于差分传输方式的总线互为备份总线；
且所述步骤a1中将控制器局域网总线帧通过控制器局域网总线传输的步骤具体包括：
主节点单板/基板管理控制器将控制器局域网总线帧通过处于正常状态的主用控制器局域网总线传输；或
主节点单板/基板管理控制器在主用控制器局域网总线处于异常状态时，将控制器局域网总线帧通过处于正常状态的备用控制器局域网总线传输。
所述多条基于差分传输方式的总线互为负载分担总线；
且所述步骤a1中将控制器局域网总线帧通过控制器局域网总线传输的步骤具体包括：主节点单板/基板管理控制器根据预定调度规则将需要发送的各控制器局域网总线帧发送到多条控制器局域网总线中传输。
通过上述技术方案的描述可知，本发明通过采用基于差分传输方式的总线如CAN总线，充分利用了CAN总线的优点，如抗干扰能力强，在硬件上提供丰富的错误检测、纠错功能，在挂接的节点出错严重的情况下的自动关闭该节点功能，传输带宽高等，增强了管理信息的传输可靠性，简化了本发明管理系统的软硬件设计复杂度；通过采用总线型连接方式来设计基于智能平台管理接口的管理系统，避免了IPMB控制器的设计过程，使背板以及主节点单板只有CAN总线数量2倍的信号线，如CAN总线为两条时，背板以及主节点单板只有4根信号线，进一步简化了管理系统的硬件设计；而且，在增加BMC节点数量时，直接将新增加的BMC节点挂接到背板上的CAN总线上即可，不会涉及到主节点单板的硬件改动，简化了BMC节点的扩展方法；通过采用多条CAN总线，使CAN总线能够互为备份或互为负载分担，使管理信息的传输可靠性好、传输速率高；从而通过本发明提供的技术方案实现了提高管理系统可靠性、降低管理系统实现成本、提高管理系统可扩展性的目的。
附图说明
图1是IPMI的典型应用框图示意图；
图2是现有技术中CMM和基板管理控制器的双星型结构示意图；
图3是现有技术中CMM和基板管理控制器的管理信息传输方法流程图；
图4是本发明的CMM和基板管理控制器的总线型结构示意图；
图5是本发明的CMM和基板管理控制器的管理信息传输方法流程图。
具体实施方式
本发明的系统和方法的核心均在于：采用总线型连接方式将至少一个BMC(基板管理控制器)、至少一个主节点单板通过基于差分传输方式的总线连接，BMC和主节点单板之间通过基于差分传输方式的总线传输IPMI管理信息，从而对BMC进行管理。
下面基于本发明的核心思想、结合附图对本发明提供的基于智能平台管理接口的管理系统、实现基板管理控制器管理的方法进行说明。
本发明采用基于差分传输方式的总线、并通过总线型连接方式来组建基于IPMI的管理系统，即本发明的管理系统中主节点单板和BMC采用基于差分传输方式的总线、通过总线型连接方式连接。基于差分传输方式的总线可以为CAN(控制器局域网络)总线。本发明中的主节点单板为对各个BMC节点进行管理的单板，如一些IPMI系统中的CMM(机框管理模块)单板、SMM(机框管理模块)单板、主控板等。
由于CAN总线基于差分传输方式，抗干扰能力强，使本发明的管理系统的管理信息传输可靠性好，同时，避免了IPMB总线时钟信号容易受干扰的现象。由于CAN总线在硬件上提供了很多的错误检测、纠错功能，而IPMB总线在硬件上不具备自动错误检测和纠错能力，需要软件来实现，所以，本发明简化了管理系统的软件设计复杂度，降低了管理系统的软件实现成本。
由于CAN总线具有在某个节点出错严重的情况下自动关闭的功能，从而，使本发明的管理系统在某个节点出现故障时，不会影响到CAN总线上的其它节点的正常操作，使本发明的管理系统具有良好的容错性。
本发明的管理系统中的基于差分传输方式的总线可以为一条，也可以为多条。当基于差分传输方式的总线为多条时，多条总线可以为互为备份，也可以为互为负载分担，增加了信号传输带宽，提高了信号传输效率。
当基于差分传输方式的总线为两条CAN总线、主节点单板为CMM时，本发明的管理系统的硬件拓扑结构如附图4所示。
图4中的管理系统包括：CMM1和CMM2两个CMM、多个BMC节点、CAN0和CAN1两条CAN总线。
CMM1、CMM2和每个BMC分别通过IPMI接口与CAN0和CAN1连接。
本发明管理系统的物理层使用CAN总线取代了IPMB总线，IPMB总线的传输带宽一般应用为100kbps，最高可以达到400kbps，CAN总线的传输带宽可以达到1Mbps，这样，当CAN0和CAN1总线互为负载分担总线时，两条CAN总线的传输带宽可以达到2Mbps，CAN0和CAN1总线上连接的CMM节点、BMC节点均共享2Mbps传输带宽，提高了各节点的信号传输带宽。在不出现各个节点同时突发传输的情况下，在理论上，CMM与BMC节点的数据传输速率可以达到2Mbps。
从图4中可明显看出，本发明的管理系统的硬件基于总线型拓扑结构，使管理系统的背板和CMM单板上均只需要走两条CAN总线，由于每条CAN总线有两根差分信号线，使背板以及CMM单板上只有4根信号线，即背板以及CMM单板上的信号线数量为CAN总线数量的两倍。当需要在管理系统中增加BMC节点时，只需要在CAN总线上挂接新增加的BMC节点即可，CMM单板中的CAN总线不会随着BMC节点数量的增加而增加，使管理系统的可扩展性好、且简化了背板硬件、CMM单板硬件的设计，降低了管理系统的硬件实现成本。
本发明的管理系统通过采用CAN总线，不需要在CMM单板中增加IPMB控制器，进一步降低了管理系统的硬件实现成本。
当本发明的管理系统采用CAN总线时，CMM1、CMM2和各BMC之间需要通过CAN帧来传输管理信息，所以，本发明的管理系统中设置有CAN帧封装模块和CAN帧解析模块。
CAN帧封装模块和CAN帧解析模块可设置在管理系统中的每个节点上，即CAN帧封装模块的数量和CAN帧解析模块的数量与管理系统中的节点数量相同，每个节点中都设置有一个CAN帧封装模块和一个CAN帧解析模块。
下面结合附图5对本发明的管理系统的管理信息传输过程进行说明。
图5中，当主节点单板如CMM单板需要将IPMI消息传输至某个BMC节点时，CMM单板中的IPMI封装模块将IPMI消息封装为IPMI帧，然后，CMM单板中的CAN帧封装模块将IPMI帧封装为CAN帧，并发送到CAN总线上，CAN总线上的各节点均判断CAN总线传输的CAN帧的目的节点号，如果确定CAN帧的目的节点号与其自身的节点号不相同，则不接收CAN总线上传输的CAN帧；如果确定CAN帧的目的节点号与其自身的节点号相同，则接收CAN总线上传输的CAN帧，并由接收CAN帧的目的节点上的CAN帧解析模块将接收的CAN帧解析为IPMI帧，同时，将IPMI帧交给上层的IPMI解析模块，由IPMI解析模块解析出IPMI消息。
当某个BMC节点需要将IPMI消息传输至CMM单板时，BMC节点中IPMI封装模块将IPMI消息封装为IPMI帧，然后，该BMC节点中的CAN帧封装模块将IPMI帧封装为CAN帧，并发送到CAN总线上，CAN总线上的各节点均判断CAN总线传输的CAN帧的目的节点号，如果确定CAN帧的目的节点号与其自身的节点号不相同，则不接收CAN总线上传输的CAN帧；如果确定CAN帧的目的节点号与其自身的节点号相同，则接收CAN总线上传输的CAN帧，并由接收CAN帧的目的节点上的CAN帧解析模块将接收的CAN帧解析为IPMI帧，同时，将IPMI帧交给上层的IPMI解析模块，由IPMI解析模块解析出IPMI消息。
上述对管理信息传输的描述过程中，如果CAN总线为多条，且多条CAN总线互为备份，则在CMM或BMC发送CAN帧时，需要将CAN帧发送到处于正常工作状态的主用CAN总线上，并且在主用CAN总线出现故障时，CMM或BMC需要将CAN帧发送到处于正常工作状态的备用CAN总线上，如当两条CAN总线互为备份、且一条CAN总线出现故障时，发送CAN帧的节点会自动将所有的CAN帧发送到处于正常状态的CAN总线上，从而有效提高了管理系统的IMPI管理信息的传输可靠性，进而提高了管理系统的管理可靠性。如果CAN总线为多条，且多条CAN总线互为负载分担，则在CMM或BMC发送CAN帧时，需要根据预定的调度规则将CAN调度到相应的CAN总线上发送，如CMM将需要发送的各CAN帧按照顺序调度到不同的CAN总线上发送，有效保证了各CAN总线中的负荷均衡，有效保证了CAN总线上的各节点的传输带宽和IPMI管理信息传输速率。
通过上述管理信息的传输方法，使CMM能够将其对BMC节点的IPMI管理信息传输至对应的目的BMC节点，使目的BMC节点能够根据其接收的IPMI管理信息进行相应的操作，同时，BMC节点对CMM的IPMI管理信息的响应信息等能够传输至CMM，使CMM能够对各BMC节点进行有效的管理。
虽然通过实施例描绘了本发明，本领域普通技术人员知道，本发明有许多变形和变化而不脱离本发明的精神，本发明的申请文件的权利要求包括这些变形和变化。

Claims (10)

1、一种基于智能平台管理接口的管理系统，包括：
至少一个设置有基板管理控制器的业务板和至少一个主节点单板，所述基板管理控制器和主节点单板都与总线连接，其特征在于：
所述总线为基于差分传输方式的总线；
所述基板管理控制器和主节点单板都分别与所述的基于差分传输方式的总线以总线型连接方式连接。
2、如权利要求1所述的一种基于智能平台管理接口的管理系统，其特征在于，所述基于差分传输方式的总线具体为：控制器局域网总线。
3、如权利要求2所述的一种基于智能平台管理接口的管理系统，其特征在于：所述基板管理控制器和主节点单板中还分别设置有CAN帧封装模块和CAN帧解析模块。
4、如权利要求1、2或3所述的一种基于智能平台管理接口的管理系统，其特征在于，所述基于差分传输方式的总线为一条或多条，当所述基于差分传输方式的总线为多条时，所述的基板管理控制器和主节点单板分别与所述的多条基于差分传输方式的总线连接。
5、一种实现基板管理控制器管理的方法，其特征在于，所述方法包括步骤：
a、采用总线型连接方式的基板管理控制器和主节点单板之间通过基于差分传输方式的总线传输基于智能平台管理接口IPMI的管理信息，对基板管理控制器进行管理。
6、如权利要求5所述的一种实现基板管理控制器管理的方法，其特征在于，所述基于差分传输方式的总线包括：控制器局域网总线。
7、如权利要求6所述的一种实现基板管理控制器管理的方法，其特征在于，所述步骤a具体包括：
a1、主节点单板/基板管理控制器将IPMI消息封装为IPMI帧，并在将IPMI帧封装为控制器局域网总线帧后，将控制器局域网总线帧通过控制器局域网总线传输；
a2、主节点单板/基板管理控制器根据控制器局域网总线中传输的控制器局域网总线帧的目的节点信息确定需要接收的控制器局域网总线帧，并接收；
a3、接收控制器局域网总线帧的主节点单板/基板管理控制器将所述接收的控制器局域网总线帧解封装为IPMI帧，并从IPMI帧中解析出IPMI消息，根据IPMI消息进行基板管理控制器的管理。
8、如权利要求6或7所述的一种实现基板管理控制器管理的方法，其特征在于，所述基于差分传输方式的总线为一条或多条；
当基于差分传输方式的总线为多条时，各基板管理控制器和主节点单板分别与多条基于差分传输方式的总线连接；
多条基于差分传输方式的总线互为备份总线，或互为负载分担总线。
9、如权利要求8所述的一种实现基板管理控制器管理的方法，其特征在于，所述多条基于差分传输方式的总线互为备份总线；
且所述步骤a1中将控制器局域网总线帧通过控制器局域网总线传输的步骤具体包括：
主节点单板/基板管理控制器将控制器局域网总线帧通过处于正常状态的主用控制器局域网总线传输；或
主节点单板/基板管理控制器在主用控制器局域网总线处于异常状态时，将控制器局域网总线帧通过处于正常状态的备用控制器局域网总线传输。
10、如权利要求8所述的一种实现基板管理控制器管理的方法，其特征在于，所述多条基于差分传输方式的总线互为负载分担总线；
且所述步骤a1中将控制器局域网总线帧通过控制器局域网总线传输的步骤具体包括：
主节点单板/基板管理控制器根据预定调度规则将需要发送的各控制器局域网总线帧发送到多条控制器局域网总线中传输。
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