FR2870957A1 - Systeme et procede informatique d'interconnexion de peripheriques de type pci express advanced switching - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne plusieurs sous-systèmes de traitement (12) d'un système de gestion d'informations (10), tels que plusieurs lames d'un serveur lame, qui communiquent via un protocole de base, tel que PCI Express, avec un dispositif de communication de périphérique (14), chaque sous-système étant interfacé via un port du dispositif (14). Un module d'encapsulation (28) de ce dispositif (14) encapsule le protocole de base dans un paquet de commutation de pointe. Un module d'acheminement du dispositif (14) achemine les paquets via un bus vers un périphérique sélectionné. Des périphériques communiquent avec des sous-systèmes de traitement sélectionnés en envoyant des paquets de commutation de pointe au module d'acheminement pour que le module d'encapsulation (28) extraie les informations de périphérique des paquets et les envoie au port associé au sous-système de traitement sélectionné.
Description
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La présente invention concerne en général le do- maine de la communication entre des composants de système de gestion d'informations et, plus particulièrement, un système et un procédé pour une Commutation de Pointe PCI Express de système de gestion d'informations.
Du fait que la valeur et l'utilisation des informations continuent à augmenter, les particuliers et les entreprises recherchent de nouvelles manières de traiter et de mémoriser les informations. Les systèmes de gestion d'informations constituent l'une des options disponibles aux utilisateurs. De manière générale, un système de gestion d'informations traite, compile, mémorise et/ou communique des informations ou des données à caractère professionnel, personnel ou autre, permettant ainsi aux utilisateurs de tirer avantage de la valeur des informations. Du fait que la technologie et les besoins et les impératifs de gestion d'informations varient entre différents utilisateurs ou applications, les systèmes de gestion d'informations peuvent également varier en ce qui concerne le types d'informations qui sont gérées, la manière dont les informations sont gérées, la quantité d'informations qui sont traitées, mémorisées ou communiquées, et la vitesse et l'efficacité avec laquelle les informations peuvent être traitées, mémorisées ou commu- piquées. Du fait de ces variations, les systèmes de gestion d'informations peuvent être à but général ou configurés pour un utilisateur spécifique ou une utilisation spécifique telle qu'un traitement de transaction financière, des réservations de compagnie aérienne, la mémori- sation de données d'entreprise ou des communications globales. De plus, les systèmes de gestion d'informations peuvent inclure une variété de composants matériels et logiciels qui peuvent être configurés pour traiter, mémo-riser et communiquer des informations et peuvent inclure un ou plusieurs systèmes informatiques, systèmes de mémorisation de données et systèmes de mise en réseau.
Les systèmes de gestion d'informations incluent souvent un certain nombre de composants et de périphéri- ques qui communiquent ou bien traitent des informations. Typiquement, des systèmes de gestion d'informations communiquent entre ces composants et périphériques via un fond de panier ou un bus utilisant des protocoles normalisés, tels que les protocoles PCI (Interconnexion de Composants Périphériques) et PCI Express. Par exemple, des systèmes de gestion d'informations portables incluent souvent un emplacement PCI qui accepte un dispositif périphérique à utiliser avec le système de gestion d'informations, tel qu'une carte réseau sans fil. En général la communication par l'intermédiaire des protocoles PCI et PCI Express est réalisée d'une manière relativement simple à l'aide d'informations transférées d'une manière assez directe entre des composants et des périphériques. Par exemple, le protocole PCI Express utilise un adres- sage de type à arborescence qui permet de transférer des informations via une branche d'un arbre mais qui ne sup-porte pas le transfert d'informations depuis une branche d'un arbre via une racine vers une autre branche de l'arbre. Des protocoles de communication plus complexes sup- portent généralement le transfert d'informations d'une branche vers une autre en structurant les informations en paquets incluant des informations d'en-tête en vue de la commutation et de l'acheminement des paquets.
Afin d'améliorer la flexibilité du protocole PCI Express, l'industrie des systèmes de gestion d'informations a coopéré pour formuler le protocole de Commutation de Pointe (AS) PCI Express. Le protocole AS encapsule des informations d'un protocole de base dans un paquet AS PCI Express qui supporte l'acheminement et la commutation des informations. L'encapsulation d'un paquet de base impli- que généralement l'ajout d'informations de commande et d'acheminement à un en-tête de paquet défini par la spécification AS à travers laquelle des informations dans le protocole PCI Express et d'autres protocoles peuvent être "mises en tunnel". L'implémentation du protocole de Commutation de Pointe PCI Express dans un système de gestion d'informations est généralement réalisée à l'aide de dis-positifs non-intégrés qui ajoutent une encapsulation AS à un paquet PCI Express associé à un composant ou à un pé- riphérique de sorte que le paquet PCI Express peut être envoyé via la structure de réseau à fond de panier du système de gestion d'informations. Par exemple, des in-formations associées à un dispositif PCI Express sont envoyées à un pont de commutation de pointe en vue d'une encapsulation dans un paquet, acheminées via le réseau à fond de panier à un second pont de commutation de pointe en vue de l'extraction des informations du paquet, et envoyées au pont nord d'un composant de traitement de système de gestion d'informations associé au second pont AS en vue d'un traitement approprié. L'utilisation de dispositifs non- intégrés pour une encapsulation AS augmente la complexité de construction et de configuration d'un système de gestion d'informations du fait qu'un dispositif non-intégré est généralement utilisé pour chaque compo- sant ou périphérique qui utilise le protocole encapsulé, tel que PCI Express.
Par conséquent, on a vu apparaître le besoin d'un système et d'un procédé qui simplifie l'implémentation d'une Commutation de Pointe PCI Express dans un système de gestion d'informations ayant une pluralité de soussystèmes de traitement interfacés.
Conformément à la présente invention, on fournit un système et un procédé qui réduisent sensiblement les inconvénients et les problèmes associés aux procédés et systèmes précédents en vue de l'implémentation de la Commutation de Pointe PCI Express dans un système de gestion d'informations. Un dispositif de communication de périphérique reçoit des informations de périphérique dans un protocole de base en provenance d'une pluralité de sous-systèmes de traitement, chaque sous-système de traitement communiquant avec un port parmi une pluralité de ports du dispositif de communication de périphérique. Le dispositif de communication de périphérique encapsule les informations de périphérique dans des paquets de communi- cation de pointe et achemine les paquets vers les dispositifs périphériques sélectionnés.
Plus spécifiquement, un système de gestion d'in-formations de serveur lame ayant une pluralité de sous-systèmes de traitement lame interagit avec un ou plusieurs périphériques en acheminant des informations de périphérique via un dispositif de communication de périphérique interfacé avec chaque sous-système de traite-ment. Des informations de périphérique sont envoyées de-puis chaque sous-système de traitement dans un protocole de base, tel que PCI Express, à un port du dispositif de communication de périphérique qui est affecté au sous-système de traitement. Un module d'encapsulation du dispositif de communication de périphérique encapsule les informations de périphérique dans des paquets de commuta- tion de pointe PCI Express en utilisant des informations d'en-tête associées au port qui reçoit les informations de périphérique. Un module d'acheminement du dispositif de communication de périphérique achemine les informations de périphérique vers un dispositif de périphérique sélectionné via un bus de fond de panier du système de gestion d'informations. Les informations envoyées depuis les périphériques aux sous-systèmes de traitement via le bus de fond de panier sont reçues par le module d'acheminement et délivrées au module d'encapsulation en vue d'une extraction des informations de périphérique du pa- quet AS PCI Express. Les informations de périphérique ex-traites sont envoyées dans le protocole de base au port du dispositif de communication de périphérique qui est associé à un sous-système de traitement sélectionné iden- tifié par le paquet de commutation de pointe.
La présente invention offre un certain nombre d'avantages techniques importants. Un exemple d'un avantage technique important est que l'encapsulation, l'acheminement et la commutation d'informations associées à une pluralité de sous-systèmes de traitement d'un système de gestion d'informations sont gérés via une pluralité de ports d'un dispositif unique. L'utilisation d'un dispositif unique simplifie la conception et la fabrication des systèmes de gestion d'informations pour des systèmes ayant de multiples composants de traitement et de multiples périphériques, tels que des serveurs lames. Par exemple, l'interfaçage de chaque lame d'un serveur lame avec un port du dispositif de communication de périphérique supporte la communication d'informations depuis une lame sélectionnée identifiée par des informations de paquet AS à l'aide d'un périphérique sélectionné via un fond de panier par l'intermédiaire du protocole AS PCI Express. De cette manière, il n'est pas nécessaire que des lames individuelles disposent de matériel d'encapsu- lation de Commutation de Pointe PCI Express individuel, on s'appuie à la place sur une encapsulation centralisée.
La présente invention va être mieux comprise, et ses nombreux buts, caractéristiques et avantages vont apparaître plus clairement à l'homme du métier en se repor- tant aux dessins annexés. L'utilisation des mêmes numéros de référence à travers les diverses figures indique un élément identique ou similaire.
Sur les dessins: - la figure 1 représente un schéma fonctionnel d'un système de gestion d'informations ayant une plurali- té de sous-systèmes de traitement et un dispositif de communication de périphérique centralisé en vue de l'en-capsulation et de l'acheminement d'informations de périphérique dans le protocole de Commutation de Pointe PCI Express, et la figure 2 représente un schéma fonctionnel de dispositifs de communication de périphérique de commutation de pointe PCI Express distribués.
L'interfaçage d'une pluralité de sous-systèmes de traitement de système de gestion d'informations via un protocole de base avec un dispositif de communication de périphérique permet une encapsulation et un acheminement centralisés d'informations de périphérique dans un protocole de commutation de pointe pour simplifier la concep- tion et la fabrication de systèmes de gestion d'informations complexes, tels que des serveurs lames. Dans le but de la présente description, un système de gestion d'in-formations peut inclure tout ensemble d'instruments ou assemblage d'instruments fonctionnels opérationnels pour calculer, classer, traiter, transmettre, recevoir, re-chercher, envoyer, commuter, mémoriser, afficher, manifester, détecter, enregistrer, reproduire, gérer ou utiliser toute forme d'informations, d'intelligence ou de données à des fins professionnelles, scientifiques, de commande ou à d'autres fins. Par exemple, un système de gestion d'informations peut être un ordinateur individuel, un dispositif de mémorisation réseau, ou tout autre dispositif approprié et peut varier en termes de taille, de forme, de performances, de fonctionnalité et de prix.
Le système de gestion d'informations peut inclure une mémoire à accès direct {RAM), une ou plusieurs ressources de traitement telles qu'une unité centrale de traitement (CPU), une logique de commande matérielle ou logicielle, une mémoire à lecture seule (ROM), et/ou d'autres types de mémoire non-volatile. Des composants additionnels du système de gestion d'informations peuvent inclure une ou plusieurs unités de disque, un ou plusieurs ports de ré-seau pour communiquer avec des dispositifs externes ainsi que divers dispositifs d'entrée et de sortie (E/S), tels qu'un clavier, une souris et un afficheur vidéo. Le système de gestion d'informations peut également inclure un ou plusieurs bus opérationnels pour transmettre des communications entre les divers composants matériels.
En se reportant maintenant à la figure 1, un schéma fonctionnel représente un système de gestion d'in-formations 10 ayant une pluralité de sous-systèmes de traitement 12 et un dispositif de communication de périphérique centralisé 14 en vue d'une encapsulation et d'un acheminement d'informations de périphérique dans le pro- tocole de commutation de pointe PCI Express. Par exemple, un système de gestion d'informations 10 est un serveur lame ayant une pluralité de lames de sous-système de traitement 12 qui traitent des informations de réseau. Les sous-systèmes de traitement 12 incluent un processeur 16 et une pont nord 18 qui génèrent des informations en vue d'une communication aux dispositifs de périphériques utilisant un protocole de base, tel que PCI Express, et incluent d'autres composants pour aider au traitement d'informations, tels qu'une mémoire et un micrologiciel.
Des dispositifs de périphériques du système de gestion d'informations 10 incluent des dispositifs AS PCI Express 20 qui communiquent directement sur un bus de fond de pa-nier compatible PCI Express 26 et des dispositifs PCI Ex-press 22 qui ont un pont de commutation de pointe 24 as- socié pour encapsuler des informations PCI Express dans le protocole AS PCI Express en vue d'une communication sur un bus de fond de panier 26. Les informations de périphérique sont acheminées entre les sous-systèmes de traitement 12 sélectionnés et les dispositifs sélection- nés 20 ou 22 sur le bus de fond de panier 26 avec des in- formations d'adressage incluses dans les en-têtes de paquet de Commutation de Pointe PCI Express.
Le dispositif de communication de périphérique de Commutation de Pointe PCI Express 14 supporte la communi- cation entre des sous-systèmes de traitement 12 sélectionnés et des dispositifs de périphérique 20 ou 22 sélectionnés à l'aide d'un module d'encapsulation 30 et d'un module d'acheminement 32 disposés dans un boîtier unique. Le module d'encapsulation 30 accepte des informa- tions de périphérique d'un port 34 associé à un sous-système de traitement 12 et encapsule les informations de périphérique dans des paquets en utilisant le protocole AS PCI Express avec les informations d'en-tête associant les informations de périphérique au sous-système de traitement 12 par l'intermédiaire du port de réception 34. Des informations de périphérique encapsulées sont acheminées vers les dispositifs de périphériques par un module d'acheminement 30. Les informations communiquées depuis les dispositifs de périphériques au soussystème de traitement 12 sélectionné via un bus de fond de panier 26 sont acheminées à l'aide du protocole AS PCI Express via le module d'acheminement 30 au module d'encapsulation 28 en vue de l'extraction des informations de périphérique à partir du paquet d'acheminement.
Le module d'encapsulation 28 dirige les informations de périphérique vers le port sélectionné 34 sur la base des informations d'en-tête de paquet de sorte que les informations de périphérique sont envoyées au sous- système de traitement 12 sélectionné. Le module d'encapsulation 28 encapsule et extrait des informations de périphérique associées à une pluralité de sous-systèmes de traitement 12 de manière à réduire l'utilisation d'un pont de commutation de pointe séparé pour chaque sous- système de traite-ment.
En se reportant maintenant à la figure 2, un schéma fonctionnel représente des dispositifs de communication de périphérique de Commutation de Pointe PCI Ex-press distribués 14 pour illustrer un exemple d'un avan- tage d'informations de périphérique mises en paquet de manière centralisée. Des premier et second dispositifs de communication de périphérique 14 acheminent des informations entre une pluralité de sous- systèmes de traitement et une pluralité de dispositifs de périphériques via un réseau compatible AS PCI Express 26. Le module d'encapsulation 28 envoie des informations de protocole de base via des ports lame 34, lesquels s'interfacent avec des lames d'un serveur lame, et via un bus de protocole de base 36 lequel, par exemple, s'interface directement avec les dispositifs PCI Express. Un nombre quelconque de dis-positifs de communication de périphérique AS PCI Express 14 peuvent interagir pour acheminer des informations de périphérique entre des sous-systèmes de traitement sélectionnés et des périphériques, de manière à supporter un système de gestion d'informations évolutif en termes d'utilisation de périphériques, tel qu'avec des serveurs lames qui utilisent un nombre relativement petit de périphériques pour gérer des systèmes de gestion d'informations interconnectés.
Bien que la présente invention ait été décrite en détail, on doit comprendre que divers changements, rem-placements et modifications peuvent être apportés à celle-ci sans s'écarter de l'esprit et de la portée de la présente invention telle que définie par les revendica- tions annexées.
Claims (21)
1. Système de gestion d'informations (10) caractérisé en ce qu'il comporte: une pluralité de sous-systèmes de traitement (12), chaque sous-système de traitement (12) ayant des composants de traitement opérationnels pour traiter des informations associées à un ou plusieurs périphériques, les informations de périphérique ayant un protocole de base, un ou plusieurs périphériques opérationnels pour interagir avec le sous-système de traitement (12) via le protocole de base, un bus de fond de panier (26) s'interfaçant avec les périphériques et opérationnels pour communiquer des informations de périphérique à l'aide d'un protocole de commutation de pointe, et un dispositif de communication de périphérique (14) interfacé avec le bus de fond de panier (26) et chacun des sous-systèmes de traitement (12), le dispositif de communication de périphérique (14) étant opérationnel pour encapsuler dans le protocole de commutation de pointe les informations de périphérique reçues en provenance des sous-systèmes de traitement (12) dans le protocole de base et pour acheminer les informations de péri- phérique vers un périphérique sélectionné via le bus de fond de panier (26) dans le protocole de commutation de pointe.
2. Système de gestion d'informations (10) selon la revendication 2 caractérisé en ce que le dispositif de communication de périphérique (14) est en outre opérationnel pour supprimer des informations de périphérique reçues en provenance du bus de fond de panier (26) dans le protocole de commutation de pointe en vue d'une commu- nication à un sous-système de traitement (12) sélectionné dans le protocole de base.
3. Système de gestion d'informations (10) selon la revendication 2 caractérisé en ce que le protocole de commutation de pointe est le protocole de Commutation de Pointe PCI Express.
4. Système de gestion d'informations (10) selon 10 la revendication 3 caractérisé en ce que le protocole de base comporte PCI Express.
5. Système de gestion d'informations (10) selon la revendication 3 caractérisé en ce qu'un ou plusieurs périphériques comportent un périphérique conforme à la
6. Système de gestion d'informations (10) selon la revendication 4 caractérisé en ce qu'un ou plusieurs périphériques comportent un périphérique conforme à PCI Express, le système de gestion d'informations (10) comportant en outre un dispositif d'encapsulation de commutation de pointe disposé entre le périphérique conforme à PCI Express et le dispositif de communication de périphé- rique (14), le dispositif d'encapsulation étant opérationnel pour interfacer le périphérique avec le dispositif de communication de périphérique (14) utilisant le protocole de commutation de pointe.
7. Système de gestion d'informations (10) selon la revendication 4 caractérisé en ce que chaque sous-système de traitement {12) est une lame d'un serveur lame.
8. Système de gestion d'informations (10) selon la revendication 4 comportant en outre un second dispositif de communication de périphérique (14) interfacé avec le bus de fond de panier {26) et opérationnel pour commu- niquer des informations de périphérique au premier dispositif de communication de périphérique (14) dans le protocole de commutation de pointe.
9. Dispositif de communication de périphérique (14) caractérisé en ce qu'il comporte: une pluralité de ports de protocole de base, chaque port étant opérationnel pour communiquer des informations à un composant via un protocole de base, un module d'encapsulation (28) interfacé avec les ports de protocole de base, le module d'encapsulation (28) étant opérationnel pour encapsuler des informations reçues en provenance des ports de protocole de base en paquets ayant un protocole de commutation de pointe, et un module d'acheminement (30) interfacé avec le module d'encapsulation (28) et opérationnel pour communi- quer les informations à un périphérique sélectionné dans le protocole de commutation de pointe via un bus.
10. Dispositif de communication de périphérique (14) selon la revendication 9 caractérisé en ce que le module d'acheminement (30) est en outre opérationnel pour recevoir des informations associées à un composant sélec- tionné en provenance d'un périphérique via le bus dans le protocole de commutation de pointe et le module d'encap- sulation (28) est en outre opérationnel pour communiquer les informations dans le protocole de base à un port de protocole de base associé au composant.
11. Dispositif de communication de périphérique (14) selon la revendication 9 caractérisé en ce que le protocole de commutation de pointe comporte le protocole de Commutation de Pointe PCI Express.
12. Dispositif de communication de périphérique (14) selon la revendication 11 caractérisé en ce que le protocole de base comporte un protocole PCI Express.
13. Dispositif de communication de périphérique (14) selon la revendication 11 caractérisé en ce que le composant comporte un pont de sous-système de traitement.
14. Dispositif de communication de périphérique (14) selon la revendication 13 caractérisé en ce que le sous-système de traitement (12) comporte un sous-système de serveur et le bus comporte un bus de fond de panier de serveur lame.
15. Procédé de communication d'informations entre une pluralité de soussystèmes de traitement (12) et un ou plusieurs périphériques, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comporte les étapes consistant à : générer des informations pour un périphérique dans les sous-systèmes de traitement (12), communiquer les informations dans un protocole de base aux ports d'un dispositif de communication de périphérique (14), chaque port étant associé à l'un des sous-systèmes de traitement (12), encapsuler les informations dans des paquets de protocole de commutation de pointe dans le dispositif de communication de périphérique (14), les paquets ayant des informations d'acheminement basées sur le port associé aux informations, et acheminer les paquets de protocole de commutation de pointe vers le périphérique sélectionné parmi les pé- riphériques sur un bus ayant le protocole de commutation de pointe.
16. Procédé selon la revendication 15 caractérisé en ce que le protocole de commutation de pointe comporte le protocole de Commutation de Pointe PCI Express.
17. Procédé selon la revendication 16 caractérisé en ce que la génération d'informations comporte en outre la génération d'informations à l'aide de lames du système de gestion d'informations d'un serveur lame de système de gestion d'informations.
18. Procédé selon la revendication 17 caractérisé en ce que l'acheminement des paquets de protocole de commutation de pointe comporte en outre l'acheminement des paquets via un bus de fond de panier (26) de serveur lame de système de gestion d'informations.
19. Procédé selon la revendication 16 caractérisé en ce qu'il comporte en outre les étapes consistant à : acheminer des paquets de protocole de commutation de pointe ayant des informations de périphérique depuis un périphérique via le bus jusqu'au dispositif de cornu- nication de périphérique (14) en vue d'une communication à un sous-système de traitement sélectionné, extraire les informations de périphérique des paquets de commutation de pointe dans le dispositif de communication de périphérique (14), et envoyer les informations extraites dans le protocole de base au port associé au sous-système de traite-ment {12) sélectionné.
20. Procédé selon la revendication 19 caractérisé en ce que le protocole de base comporte PCI Express.
21. Procédé selon la revendication 19 caractérisé en ce qu'il comporte en outre les étapes consistant à : envoyer les informations de périphérique depuis le sous-système de traitement (12) via le dispositif de communication de périphérique (14) à un second sous-système de traitement (12) dans le protocole de base, et envoyer les informations de périphérique depuis le périphérique via le dispositif de communication de périphérique (14) à un second périphérique dans le protocole de commutation de pointe.
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