CN214098316U - 一种加固型便携式大容量双控存储服务器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种加固型便携式大容量双控存储服务器，包括机箱和主控模块，机箱包括内箱体和外箱体，内箱体位于外箱体内，主控模块位于内箱体内，主控模块包括两个主控板，各主控板均与内箱体连接导热，且两主控板之间通过非透明桥或网口互连；内箱体包括第一框体，第一框体的前侧和后侧分别对应连接有进风板和后面板，进风板的边沿开设有多个进风口，后面板上安装有至少一个风机；外箱体与内箱体之间形成风道，工作时，风机带动气流沿进风板的进风口进入并流经风道后由风机排出散热。本申请集成度高、体型小、密封散热性好、兼有大容量存储功能和双存储控制器，可靠性高，环境适应性和抗震性好，且便于携行。

Description

一种加固型便携式大容量双控存储服务器

技术领域

本实用新型属于服务器技术领域，具体涉及一种加固型便携式大容量双控存储服务器。

背景技术

随着信息化技术的飞速发展，为提高现代化作战能力，需大力发展信息化建设。目前在航空、航天、通信等军用领域中，数据存储服务器有着广泛的需求和应用，存储服务器不仅要满足大容量数据存储的功能需求，还要满足振动、冲击、湿热、霉菌、盐雾等恶劣环境使用需求。

现有技术一般采用加固机箱进行抗振隔冲、三防设计，保证环境适应性。同时，存储服务器要求可靠性高，采取冗余设计，具备容错能力，保证稳定性。现有加固存储服务器的结构形式如下：机箱采用19英寸上架结构，主控模块安装于模块架，位于机箱中后部，存储模块位于机箱前部，电源模块安装于机箱侧壁。此种结构形式存在如下缺陷：机箱深度一般需要400mm以上，机箱宽度需420mm，整机体积大，不便于搬运，无法满足野外携行等移动使用场景；现有加固存储服务器采用RAID磁盘阵列技术对存储盘做冗余设计，防止个别存储盘损坏导致数据丢失，但是，未对控制器做冗余设计，一旦控制器故障，整个存储服务器将失去存储服务功能；对核心模块的密封效果和散热效果不好，不利于恶劣环境的长期使用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对上述问题，提出一种加固型便携式大容量双控存储服务器，采用高集成度、小型化设计，兼有大容量数据存储服务功能，资源利用率高，密封散热性能好，并在RAID技术基础上采用双存储控制器设计，保证存储服务正常运行，可靠性高，同时适用于野外携行等移动使用场景，满足军用存储服务器的环境适应性与电磁兼容性要求，抗震性能好。

为实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案为：

本实用新型提出的一种加固型便携式大容量双控存储服务器，包括机箱和主控模块，机箱包括内箱体和外箱体，内箱体位于外箱体内，主控模块位于内箱体内，其中：

主控模块包括两个主控板，各主控板均与内箱体连接导热，且两主控板之间通过非透明桥或网口互连；

内箱体包括第一框体，第一框体的前侧和后侧分别对应连接有进风板和后面板，进风板的边沿开设有多个进风口，后面板上安装有至少一个风机；

外箱体与内箱体之间形成风道，工作时，风机带动气流沿进风板的进风口进入并流经风道后由风机排出散热。

优选地，第一框体包括上冷板、下冷板、后盖板和两个侧冷板，上冷板、下冷板与两个侧冷板拼接为方框结构且前后贯通，上冷板和下冷板上靠近风机的一侧开设有至少一个第一风口，侧冷板上靠近风机的一侧开设有至少一个第二风口，第一风口、第二风口均通过后盖板与主控模块封闭隔离，两个主控板分别与两个侧冷板对应连接，工作时，风机带动气流沿进风板的进风口进入并流经风道、第一风口和第二风口后由风机排出散热。

优选地，上冷板、侧冷板和下冷板的外侧均设有散热翅片，散热翅片垂直于进风板设置。

优选地，外箱体包括第二框体和门板，第二框体包括分别与上冷板、下冷板和两个侧冷板一一对应连接的上盖板、下盖板和两个第一侧板，进风板的中部开设有槽口，门板遮挡槽口并与进风板可拆卸连接。

优选地，侧冷板的内侧还设有相互连接的导热块和热管，导热块与主控板的发热芯片接触导热。

优选地，主控模块还包括存储背板和电源模块，存储背板还连接有多个硬盘，两个主控板均与存储背板连接，电源模块用于为主控板、存储背板、硬盘和风机供电。

优选地，主控板包括处理器、网卡、SAS芯片和PCIE交换芯片，处理器分别与网卡、SAS芯片和PCIE交换芯片通过PCIE接口连接，硬盘为SAS电子盘，SAS芯片与各硬盘通过SAS接口连接，网卡设有至少一个对外网口，两个主控板的PCIE交换芯片之间通过PCIE非透明桥互连。

优选地，后面板上还安装有接口模块，接口模块与主控板电连接。

优选地，外箱体的外侧还设有提手。

优选地，外箱体的外侧还设有减震垫。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

1)采用高集成度、小型化设计，可满足更多设备的数据存储服务，存储容量大，资源利用率高；

2)基于RAID技术采用双存储控制器，当其中一个控制器出现故障，另一个控制器将及时接管工作，保证存储服务正常运行，可靠性高；

3)采用双层箱体设计，对主控模块进行加固密封，并在双层箱体之间形成风道，散热性能好，使用寿命长；

4)适用于野外携行等移动使用场景，满足军用存储服务器的环境适应性与电磁兼容性要求，且抗震性能好。

附图说明

图1为本实用新型的服务器整体结构示意图；

图2为本实用新型的服务器内部结构示意图；

图3为本实用新型的内箱体和外箱体结构示意图；

图4为本实用新型的服务器的散热原理示意图；

图5为本实用新型的主控板散热结构示意图；

图6为本实用新型的主控模块电路原理图。

附图标记说明：1、主控模块；2、内箱体；3、外箱体；4、提手；5、风机；6、减震垫；7、接口模块；11、主控板；12、存储背板；13、硬盘；14、电源模块；21、第一框体；22、进风板；23、后面板；211、上冷板；212、侧冷板；213、下冷板；214、后盖板；211a、第一风口；212a、第二风口；212b、导热块；212c、热管；31、上盖板；32、第一侧板；33、下盖板；34、门板。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为与另一个组件“连接”时，它可以直接与另一个组件连接或者也可以存在居中的组件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是在于限制本申请。

如图1-6所示，一种加固型便携式大容量双控存储服务器，包括机箱和主控模块1，机箱包括内箱体2和外箱体3，内箱体2位于外箱体3内，主控模块1位于内箱体2内，其中：

主控模块1包括两个主控板11，各主控板11均与内箱体2连接导热，且两主控板11之间通过非透明桥或网口互连；

内箱体2包括第一框体21，第一框体21的前侧和后侧分别对应连接有进风板22和后面板23，进风板22的边沿开设有多个进风口，后面板23上安装有至少一个风机5；

外箱体3与内箱体2之间形成风道，工作时，风机5带动气流沿进风板22的进风口进入并流经风道后由风机5排出散热。

其中，本申请服务器包括由内而外依次套设的主控模块1、内箱体2和外箱体3，内箱体2包括第一框体21，第一框体21的前侧和后侧分别对应连接有进风板22和后面板23，进风板22的边沿开设有多个进风口，各进风口不与内箱体2的内腔互通，后面板23上安装有至少一个风机5，风机5的数量及位置可根据实际需求进行设计，如考虑安装空间、风机功率及最佳散热效果进行设计。

外箱体3与内箱体2之间形成风道，进风口设于外箱体3与内箱体2之间并与风道连通，风道优选流进发热高的区域，且当外箱体3与内箱体2各对应壁面之间均存在风道空间时，散热面积更大，可获得更好的散热效果。外箱体3与内箱体2的结构可根据实际需求进行设计。主控模块1采用两个主控板11，两个主控板11均与内箱体2连接并将发热芯片产生的热量传导至内箱体2上，工作时，风机5带动气流沿进风板22的进风口进入并流经风道后由风机5排出散热。两个主控板11之间通过非透明桥和网口互连。

该装置采用双存储控制器，实现控制器的冗余设计，当其中一个控制器出现故障，另一个控制器将及时接管工作，保证存储服务正常运行，可靠性高。同时采用双层箱体设计对主控模块进行加固密封，与外界环境进行物理隔离，可有效增强三防能力。并在双层箱体之间形成风道，散热性能好、使用寿命长，并可满足更多设备的数据存储服务，存储容量大、集成度高、结构紧凑体型小，有效提高资源利用率，满足军用存储服务器的环境适应性与电磁兼容性要求。

本实施例中参考图3方位，如风机5所在位置为后，则进风板22所在位置为前，上下左右依次对应。

在一实施例中，第一框体21包括上冷板211、下冷板213、后盖板214和两个侧冷板212，上冷板211、下冷板213与两个侧冷板212拼接为方框结构且前后贯通，上冷板211和下冷板213上靠近风机5的一侧开设有至少一个第一风口211a，侧冷板212上靠近风机5的一侧开设有至少一个第二风口212a，第一风口211a、第二风口212a均通过后盖板214与主控模块1封闭隔离，两个主控板11分别与两个侧冷板212对应连接，工作时，风机5带动气流沿进风板22的进风口进入并流经风道、第一风口211a和第二风口212a后由风机5排出散热。

其中，本实施例中第一框体21包括上冷板211、下冷板213、后盖板214和两个侧冷板212，均通过螺钉或卡扣拼接，上冷板211、下冷板213与两个侧冷板212拼接为方框结构且前后贯通，便于内部主控模块1的拆装及维护。如主控模块1包括两个主控板11，两个主控板11分别与两个侧冷板212连接，服务器优选为对称结构，风机5对应设置为两个，并靠近主控板11设置，上冷板211和下冷板213上靠近风机5的一侧开设有与各风机5对应的第一风口211a，侧冷板212上靠近风机5的一侧开设有与各风机5对应的第二风口212a，后盖板214包括两个L形板，后盖板214与第一框体21和后面板23连接，第一风口211a、第二风口212a均通过后盖板214与主控模块1封闭隔离，后盖板214上开设有出风口，第一风口211a、第二风口212a与出风口连通。工作时，风机5带动气流沿进风板22的进风口进入并流经风道、第一风口211a和第二风口212a后由风机5排出散热。

需要说明的是，第一框体21还可采用任意分体式结构，后盖板214可为将主控模块1与气流通道封闭隔离的任意结构设计。各风口可根据实际需求为任意形状或任意数量布置，以保证充分的风口截面，将风口截面对于整体风阻的影响降到最低，最大限度增加过风面积和过风距离，有效防止风道短路。风机5的数量和位置可根据实际需求设置，如考虑安装空间、风机功率及最佳散热效果进行设计。为保证内部散热均匀，防止高热区域与低热区域间的相互辐射干扰产生热量堆积，可适当增加高热区域的风道面积，合理分配风量及风速，保证不同区域间的散热均衡。

第一框体21作为主要承重部件，优选铝合金拼接框架结构进行加固，保证自身结构以及其他连接结构的连接刚性和强度。考虑到小型轻量化，可通过设置加强筋或肋来提高机箱的刚度，以满足存储服务器抗振要求。并通过风道设计满足高温工作要求，通过对主控模块1密封满足湿热、霉菌、盐雾等抗恶劣环境要求。

如图4所示，为本申请服务器的散热原理示意图，箭头所指为气流流向。具体工作原理：进风口设置在进风板22上，出风口设置在后面板23上，主控模块1将热量传导至机箱上，工作时，冷气流由后面板23上的风机5从进风口吸入，并通过风道和机箱进行热交换后变成热风，由后面板23上的风机5抽出从出风口排出机箱。整个风道的设计转折处少，风阻和流量损失少，通风散热效率高。风道与内箱体2内腔隔离，有效带走主控模块1产生的热量的同时，保证内部功能区的密封性，实现三防的使用环境要求。

在一实施例中，上冷板211、侧冷板212和下冷板的外侧均设有散热翅片，散热翅片垂直于进风板22设置。

其中，本实施例中外箱体3与内箱体2的上冷板211、侧冷板212和下冷板对应壁面之间均存在风道空间时，且在上冷板211、侧冷板212和下冷板的外侧均设有散热翅片，散热翅片垂直于进风板22设置，对气流进行导向，并增加过风面积，可获得更好的散热效果。

在一实施例中，外箱体3包括第二框体和门板34，第二框体包括分别与上冷板211、下冷板213和两个侧冷板212一一对应连接的上盖板31、下盖板33和两个第一侧板32，进风板22的中部开设有槽口，门板34遮挡槽口并与进风板22可拆卸连接。

其中，上冷板211、下冷板213和两个侧冷板212一一对应连接上盖板31、下盖板33和两个第一侧板32，使外箱体3与内箱体2之间形成风道以供气流流通散热。第二框体可采用任意分体式或一体式结构。进风板22的中部开设有槽口，门板34遮挡槽口并与进风板22可拆卸连接，便于对主控模块1进行拆装或维护。

在一实施例中，侧冷板212的内侧还设有相互连接的导热块212b和热管212c，导热块212b与主控板11的发热芯片接触导热。

其中，主控板散热结构示意图如图5所示。本申请服务器的主要热流集中区域是主控板11上，侧冷板212的内侧还设有相互连接的导热块212b和热管212c，导热块212b与主控板11的发热芯片接触导热，进行快速均温处理。侧冷板212采用防锈铝合金材质，保证充分的热容量，并有助于减重。热管212c采用直径φ8mm的圆形管状冷液毛细铜管，以满足热阻系数<0.02℃/W的使用性能，同时经过完整的性能测试及严格的抗老化试验，满足最高+200℃的工作环境温度。

在一实施例中，主控模块1还包括存储背板12和电源模块14，存储背板12还连接有多个硬盘13，两个主控板11均与存储背板12连接，电源模块14用于为主控板11、存储背板12、硬盘13和风机5供电。

其中，为提高内部主控模块1与机箱的刚性连接强度及空间利用率，两个主控板11安装于内箱体2的左右侧板上，电源模块14安装内箱体2的底板上，风机5位于电源模块14的后方，存储背板12垂直于内箱体2的底板安装，并位于电源模块14和硬盘13之间，各模块还可根据实际需求进行布设，硬盘13基于RAID技术。电源模块的输入接口采用航插形式，将外部输入的直流28V电源转换为直流12V电源，给服务器内部各模块供电。硬盘13布置于服务器的前方并在进风板22上设置有门板34，便于硬盘13维护插拔。进一步地，硬盘13还可进行全加固模块化设计，并通过锁紧结构和机箱固定，以及采用起拔结构方便插拔更换，如锁紧结构可采用本领域技术人员常用的多段式楔块机构，起拔结构可采用本领域技术人员常用的利用杠杆原理进行起拔的起拔器等。

在一实施例中，主控板11包括处理器、网卡、SAS芯片和PCIE交换芯片，处理器分别与网卡、SAS芯片和PCIE交换芯片通过PCIE接口连接，硬盘13为SAS电子盘，SAS芯片与各硬盘13通过SAS接口连接，网卡设有至少一个对外网口，两个主控板11的PCIE交换芯片之间通过PCIE非透明桥互连。

其中，服务器常采用的接口包括SCSI、SATA或SAS接口，本实施例以SAS为例来进行说明，本申请并不限于何种具体的接口形式。具体地，主控板11的处理器为COMe处理器(如Intel的i7 6822EQ)，分别与网卡(如Intel的NH82580EB)、SAS芯片(如PMC的PM8070)和PCIE交换芯片(PLX的PEX8733)通过PCIE接口连接。COMe处理器还支持网络唤醒功能(wake onlan)，可使进入休眠状态或关机状态的服务器通过局域网接收外部设备的控制命令，使其从休眠状态唤醒、恢复成运作状态，或从关机状态转成开机状态等。硬盘13为SAS电子盘(SAS SSD)，主控板11输出SAS信号至存储背板12，存储背板12上设有SAS插座，各SAS电子盘插接于存储背板12的SAS插座上，SAS芯片与各硬盘13通过SAS接口连接。网卡用于对外提供存储服务，且两个主控板11的PCIE交换芯片之间通过PCIE非透明桥互连，实现故障信息同步和数据备份。

本申请采用双控双活模式(Active-Active模式)，即两个控制器11都处于激活状态，可并行处理来自服务器的I/O请求，一旦某个控制器11出现故障或离线，另一个控制器11将及时接管其工作，且不影响现有任务。该模式在通过互为冗余备份来确保系统高可靠性的同时，还具有均衡业务量、充分利用资源和提升系统性能等诸多优点。双控双活模式为本领域技术人员熟知的现有技术，在此不再赘述。

根据SAS电子盘的数量，SAS芯片还可对应连接有SAS扩展模块(如PMC的PM8054)，用以扩展出满足SAS电子盘数量的SAS信号端口，即每个SAS电子盘包括两个信号端口，两个信号端口分别与两个SAS扩展模块连接。进一步地，SAS芯片包括八路SAS信号端口，经SAS扩展模块扩展出十二路SAS信号端口，主控板11和存储背板12通过高速连接器和高速电缆进行SAS信号连接。存储背板12具有十二个SAS电子盘槽位，用于插接SAS电子盘。两个主控板11的SAS信号分别连接至每个SAS电子盘的两个信号端口，实现两个主控板11均能控制所有SAS电子盘。SAS电子盘为2.5英寸固态硬盘，采用MLC或TLC闪存颗粒，单盘容量最大支持7.6TB，体积小，容量大，可靠性高。

需要说明的是，根据采用的SAS芯片不同，其对应的SAS扩展模块也不同，对应处理器的接口也不同，可根据具体不同厂家的产品来决定。处理器还可通过SATA接口连接有mSATASSD，mSATASSD是主控板11上的MINI SSD，这里不再赘述。且主控模块1还可参考专利授权号为CN206249296U的《一种双控存储服务器》的结构设计和工作原理，在此不再赘述。此外，还可通过PCIE非透明桥和网口实现冗余互连，或取消PCIE交换芯片的设置，直接使两个主控板11的网卡之间通过网口互连，如通过千兆网互连，采用双控双活模式实现两个主控板11故障信息同步和数据备份。

在一实施例中，后面板23上还安装有接口模块7，接口模块7与主控板11电连接。

其中，接口模块7包括设于后面板23上的对外器件，如航插等，接口模块7与主控板11电连接，并进一步对焊点和连接处进行点胶、灌封处理等，保证密封性，提高三防能力。

在一实施例中，外箱体3的外侧还设有提手4。

其中，为适用于野外携行等移动使用场景，外箱体3的外侧还设有提手4。

在一实施例中，外箱体3的外侧还设有减震垫6。

其中，为进一步提高抗震性能，外箱体3的外侧还设有减震垫6，减震垫6为橡胶材质，优选包覆外箱体3的各角，以进行平稳放置的同时进行减震，还可根据实际情况进行设置。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请描述较为具体和详细的实施例，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种加固型便携式大容量双控存储服务器，包括机箱和主控模块(1)，其特征在于：所述机箱包括内箱体(2)和外箱体(3)，所述内箱体(2)位于所述外箱体(3)内，所述主控模块(1)位于所述内箱体(2)内，其中：

所述主控模块(1)包括两个主控板(11)，各所述主控板(11)均与所述内箱体(2)连接导热，且两所述主控板(11)之间通过非透明桥或网口互连；

所述内箱体(2)包括第一框体(21)，所述第一框体(21)的前侧和后侧分别对应连接有进风板(22)和后面板(23)，所述进风板(22)的边沿开设有多个进风口，所述后面板(23)上安装有至少一个风机(5)；

所述外箱体(3)与所述内箱体(2)之间形成风道，工作时，所述风机(5)带动气流沿所述进风板(22)的进风口进入并流经所述风道后由所述风机(5)排出散热。

2.如权利要求1所述的加固型便携式大容量双控存储服务器，其特征在于：所述第一框体(21)包括上冷板(211)、下冷板(213)、后盖板(214)和两个侧冷板(212)，所述上冷板(211)、下冷板(213)与两个侧冷板(212)拼接为方框结构且前后贯通，所述上冷板(211)和下冷板(213)上靠近所述风机(5)的一侧开设有至少一个第一风口(211a)，所述侧冷板(212)上靠近所述风机(5)的一侧开设有至少一个第二风口(212a)，所述第一风口(211a)、第二风口(212a)均通过所述后盖板(214)与所述主控模块(1)封闭隔离，两个所述主控板(11)分别与两个所述侧冷板(212)对应连接，工作时，所述风机(5)带动气流沿所述进风板(22)的进风口进入并流经所述风道、第一风口(211a)和第二风口(212a)后由所述风机(5)排出散热。

3.如权利要求2所述的加固型便携式大容量双控存储服务器，其特征在于：所述上冷板(211)、侧冷板(212)和下冷板的外侧均设有散热翅片，所述散热翅片垂直于所述进风板(22)设置。

4.如权利要求2所述的加固型便携式大容量双控存储服务器，其特征在于：所述外箱体(3)包括第二框体和门板(34)，所述第二框体包括分别与所述上冷板(211)、下冷板(213)和两个侧冷板(212)一一对应连接的上盖板(31)、下盖板(33)和两个第一侧板(32)，所述进风板(22)的中部开设有槽口，所述门板(34)遮挡所述槽口并与所述进风板(22)可拆卸连接。

5.如权利要求2至4任一权利要求所述的加固型便携式大容量双控存储服务器，其特征在于：所述侧冷板(212)的内侧还设有相互连接的导热块(212b)和热管(212c)，所述导热块(212b)与所述主控板(11)的发热芯片接触导热。

6.如权利要求1所述的加固型便携式大容量双控存储服务器，其特征在于：所述主控模块(1)还包括存储背板(12)和电源模块(14)，所述存储背板(12)还连接有多个硬盘(13)，两个所述主控板(11)均与所述存储背板(12)连接，所述电源模块(14)用于为所述主控板(11)、存储背板(12)、硬盘(13)和风机(5)供电。

7.如权利要求6所述的加固型便携式大容量双控存储服务器，其特征在于：所述主控板(11)包括处理器、网卡、SAS芯片和PCIE交换芯片，所述处理器分别与所述网卡、SAS芯片和PCIE交换芯片通过PCIE接口连接，所述硬盘(13)为SAS电子盘，所述SAS芯片与各所述硬盘(13)通过SAS接口连接，所述网卡设有至少一个对外网口，两个所述主控板(11)的PCIE交换芯片之间通过PCIE非透明桥互连。

8.如权利要求1所述的加固型便携式大容量双控存储服务器，其特征在于：所述后面板(23)上还安装有接口模块(7)，所述接口模块(7)与所述主控板(11)电连接。

9.如权利要求1所述的加固型便携式大容量双控存储服务器，其特征在于：所述外箱体(3)的外侧还设有提手(4)。

10.如权利要求1所述的加固型便携式大容量双控存储服务器，其特征在于：所述外箱体(3)的外侧还设有减震垫(6)。

Images