TWI423039B - 伺服器系統與其操作方法 - Google Patents

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Description

伺服器系統與其操作方法
本發明是有關於一種伺服器系統與其操作方法。
傳統上，刀鋒型伺服器(blade server)已廣泛地應用在多種應用場合中。一般來說，為數眾多的刀鋒型伺服器集合在機架(chassis)系統中，藉此提升使用者的操作便利性。刀鋒型伺服器將電腦伺服工作站中所有電腦伺服系統之核心運算電路叢集在一起。系統管理人員負責對電腦伺服工作站內部的各電腦伺服系統及網路配置進行維護及控管。藉此，系統管理人員可以對叢集在一起的多台電腦伺服系統進行維護及控管。
以目前而言，伺服器對節點(node)的管理主要是遵循IPMI(Intelligent Platform Management Interface，智慧型平台管理介面)的規範，利用BMC(Baseboard Management Controller，基板管理控制器)來進行節點監控、記錄及錯誤回復等功能。在此所謂的節點指的是具有獨立運算能力的運算單元，其至少包括CPU(中央處理單元)與記憶體等。於目前市面上的產品而言，單一BMC只能管理單一節點，無法同時管理多個節點。此外，於習知技術中，機架系統內會有硬體式CMM(Chassis Management Module，機架管理模組)，以管理整個機架系統。
隨著雲端技術的發展，對資料中心(data center)的需求日益增加，而如何能在有限的機房空間中放置更多的節點以提高運算能力乃是發展重點。
本案提出一種伺服器系統及其操作方法，其能有效減少BMC晶片數量，以讓伺服器內的板卡空間增加，以利放置更多節點來提高運算能力，並可降低伺服器成本。
本發明係有關於一種伺服器系統及其操作方法，其透過一硬體抽象層使得BMC的多個節點管理單元(其為軟體，各別用於管理一節點)能共用BMC的硬體資源。
根據本發明之一實施例，提出一種伺服器系統，包括：至少一系統板，該系統板包括一基板管理控制器與複數個節點，該基板管理控制器包括複數個節點管理單元、一硬體抽象層與一硬體資源，該些節點管理單元個別管理該些節點，在該硬體抽象層之控制下，該些節點管理單元共用該硬體資源；一連接埠，用以連接至一外部系統管理者；以及一內部通道，連接至該系統板與該連接埠。
根據本發明之另一實施例，提出一種伺服器系統之操作方法，該伺服器系統包括至少一系統板，該系統板包括一基板管理控制器與複數個節點，該基板管理控制器包括複數個節點管理單元、一硬體抽象層與一硬體資源，該些節點管理單元個別管理該些節點。該方法包括：(A)在該硬體抽象層之控制下，該些節點管理單元共用該硬體資源；(B)該些節點管理單元的其中之一節點管理單元欲使用該硬體資源時，該節點管理單元送出一指令或一資料至該硬體抽象層，該硬體抽象層據以代替該節點管理單元來使用該硬體資源；以及(C)若接收到一外部指令，則該硬體抽象層辨別該外部指令是由該硬體資源的那一個傳輸埠所接收，以傳送至一相對應節點管理單元執行，且當該外部指令被執行後，該相對應節點管理單元將一資訊回傳給該硬體抽象層，以由該硬體抽象層將該資訊由該傳輸埠回傳給一外部系統管理者。
為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
於本發明實施例中，單一BMC可以管理多個節點。於本發明實施例中，藉由HAL(Hardware Abstraction Layer，硬體抽象層)以將BMC從單一節點管理擴充為多節點管理，並仍完全相容IPMI規範。如此，可以有效降低機架系統中的BMC晶片數量，不僅可以降低成本，也可以節省空間，且可降低機架系統的內部環境溫度。
第1圖顯示根據本發明實施例的機架系統示意圖。如第1圖所示，根據本發明實施例的機架系統100至少包括：連接埠101、LAN(Local Area Network，局部區域網路)102、I2 C(Inter-Integrated Circuit，內部整合電路)匯流排103、以及複數個系統板。雖然第1圖中以機架系統100包括3個系統板110~130為例，但知本發明實施例並不受限於此。系統板110包括：BMC 111與節點112-1~112-Y；系統板120包括：BMC 121與節點122-1~122-Y。系統板130包括：BMC 131與節點132-1~132-Y。在此，Y為正整數。
系統管理者所發出的指令與信號等可透過連接埠101而傳送至相對應的系統板。當然，由系統板所發出的訊息可透過連接埠101而傳回至系統管理者。
如第1圖所示，LAN 102與I2 C匯流排103提供這些系統板的BMC之間的互相溝通路徑。此外，於本發明其他實施例中，BMC更可選擇性具有CMM功能。
第2圖顯示根據本發明實施例的BMC的示意圖。如第2圖所示，BMC包括硬體部份與軟體部份。BMC的軟體部份包括：HAL 211與節點管理單元(NMU,Node Management Unit)212-1~212-Y。BMC的硬體部份包括：GPIO(General Purpose Input/Output，一般用途輸入/輸出)接腳221、儲存單元222、串列埠223、感應單元224、系統介面(System Interface，簡稱SI)225、LAN介面226與I2 C介面227。
對於每個節點而言，BMC會讀取感應單元224的讀數來監控節點的物理參數(如CPU溫度、記憶體溫度、電壓等等)。舉例而言，BMC可能會有三個CPU溫度感測器，分別感測其所管理的三個節點的內部CPU的溫度。而且，BMC透過GPIO接腳221來控制系統的開關機。另外，系統管理者可以透過LAN介面226或系統介面225等介面來傳送IPMI指令給BMC，以要求BMC執行IPMI指令。
NMU為實現IPMI規範之管理軟體。亦即，以BMC 111而言，NMU 1~NMU 3可分別用於管理節點112-1~112-3。於本發明實施例中，由於用單一BMC來管理多個節點的關係，多個NMU必需要共用BMC的硬體部份，因此硬體抽象層(HAL)211可用於解決此議題。HAL 211會為每個NMU建立一套邏輯(虛擬)硬體裝置，並與實體硬體裝置作對應關係。
第3圖顯示多個NMU透過HAL來共用BMC的硬體部份的示意圖。如第3圖所示，當NMU欲存取SDR(Sensor Data Record，感應資料記錄)時，NMU並不需要知道節點的SDR實際在儲存單元222的存取位址。當NMU欲讀取SDR資料時，NMU只要告訴HAL 211所要讀取的是其對應節點的那一筆SDR資料(其比如為CPU溫度、記憶體溫度、施加電壓等)，HAL 211即會將此NMU所對應的節點的該筆SDR資料回傳給NMU。SDR1~SDR3分別代表節點1~3的SDR資料，其分別對應於NMU 1~NMU 3。
同樣地，當NMU欲儲存SDR資料時，NMU也不需要知道節點的SDR實際在儲存單元222的儲存位址。當NMU欲儲存SDR資料時，NMU只要將欲儲存的SDR資料傳給HAL 211，HAL 211即會將此SDR資料儲存至儲存單元222內。也就是說，HAL 211會進行對應(mapping)，以將NMU所欲存/取的資料對應至儲存單元222。
SEL乃是系統事件記錄(System Event Log)，其用以儲存節點的系統事件(比如系統異常等)。相似地，當NMU 1~NMU 3欲存取SEL 1~SEL 3時，也是由HAL 211負責存/取儲存單元222，如同上述般。FRU乃是場取代單元(Field Replaceable Unit)，其記錄此系統板的編號、產品名稱等系統資訊。相似地，當NMU 1~NMU 3欲存取FRU 1~FRU 3時，也是由HAL 211負責存取儲存單元222，如同上述般。更甚者，HAL 211所能負責資料對應的功能並不僅侷限於SDR、SEL及FRU。IPMI規範所提及之其他功能，例如網路連線序列(SOL，Serial Over LAN)、平台事件濾波(PEF，Platform Event Filter)、感應監控(Sensor Monitor)、機架控制(Chassis Control)等，NMU均可透過HAL達成對應或轉送的功能。
第4A圖~第4C圖顯示根據本發明實施例的透過HAL而轉送指令/資訊的示意圖。如第4A圖所示，系統管理者410與HAL 211之間的溝通乃是雙向的，而且HAL 211與NMU之間的溝通也是雙向的。
第4B圖顯示系統管理者410透過HAL 211而傳送IPMI指令給BMC的示意圖。如第4B圖所示，系統管理者410會傳送IPMI指令給HAL 211。接著，HAL 211判斷此IPMI指令是經由系統介面(SI)傳輸而來(如步驟421所示)或是經由LAN介面(LAN)傳輸而來(如步驟422所示)。如果IPMI指令是經由SI傳輸而來，則HAL 211接著判斷此IPMI是由系統介面的第一個傳輸埠SI 1(其對應至節點1)、第二個傳輸埠SI 2(其對應至節點2)或第三個傳輸埠SI 3(其對應至節點3)而來，如步驟431~433所示。亦即，於本實施例中，BMC的系統介面有多個SI傳輸埠，其中有3個SI傳輸埠用以使BMC連接至系統管理者410。如果IPMI指令是經由LAN介面傳輸而來，則HAL 211接著判斷此IPMI是由LAN介面的第一個傳輸埠LAN 1(其對應至節點1)、第二個傳輸埠LAN 2(其對應至節點2)或第三個傳輸埠LAN 3(其對應至節點3)而來，如步驟434~436所示。亦即，於本實施例中，BMC的LAN介面有多個LAN傳輸埠，其中有3個LAN傳輸埠用以使BMC連接至系統管理者410。HAL 211經過步驟431~436的判斷之後，HAL會判斷出系統管理者410所送來的此IPMI指令是要給NMU 1~NMU 3的那一個，接著，HAL 211將此IPMI指令送給目的NMU。
第4C圖顯示BMC透過HAL 211回傳資訊給系統管理者410的示意圖。當NMU接收到系統管理者410所傳來的IPMI指令後，此NMU會進行相對應的操作，之後，此NMU會將回應資訊透過HAL 211而傳回給系統管理者410。如第4C圖所示，NMU會送出回應資訊給HAL 211。接著，HAL 211判斷此回應資訊是經由系統介面(SI)而接收到(如步驟441)或經由LAN介面而接收到(如步驟442)。如果此回應資訊是經由系統介面而接收到，HAL 211分析所接收到的回應資訊，HAL 211可判斷此回應資訊是由那一個NMU所發出(步驟451~453及步驟454~456)。亦即，於本實施例中，BMC的系統介面有多個SI傳輸埠，其中有3個SI傳輸埠用以使系統管理者410連接至BMC；且BMC的LAN介面有多個LAN傳輸埠，其中有3個LAN傳輸埠用以使系統管理者410連接至BMC。HAL 211會判斷NMU是否經由系統介面傳送此回應資訊，再判斷此回應資訊是由那一個NMU所發送(步驟451~453)，如此，HAL 211即可將回應資訊經由原接收介面(比如是SI)回傳給系統管理者410(步驟461~463)。相似地，HAL 211會判斷NMU是否經由LAN介面而傳送回應資訊，接著，HAL 211判斷是此回應資訊是由那一個NMU所發送(步驟454~456)，即可將回應資訊經由原接收介面(LAN介面)回傳給系統管理者410(步驟464~466)。
也就是說，於本發明實施例中，當系統管理者410透過LAN介面或系統介面傳送IPMI指令給BMC時，HAL 211會辨別此IPMI指令是由那一個傳輸埠所接收並將指令送至相對應的NMU去執行。當NMU執行指令完畢，NMU會將資訊回傳給HAL 211，HAL 211會將此回應資訊由原來的傳輸埠回傳給系統管理者410。當然，本發明實施例並不受限於HAL 211只能經由LAN介面或系統介面來轉送IPMI指令，HAL 211亦可經由IPMI規範內所支持的介面來轉送IPMI指令。
綜上所述，本發明實施例至少具有下列優點：(1)本發明實施例可減少在高密度伺服器(如刀鋒型伺服器)所需要的BMc晶片數量，以減低成本；以及(2)本發明實施例可有效利用空間，增加伺服器的節點個數及運算能力，並且有效降低系統之溫度(因為BMC晶片數量減少)。
綜上所述，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100．．．機架系統
101．．．連接埠
102．．．區域網路
103．．．I2 C匯流排
110~130．．．系統板
111、121、131．．．BMC
112-1~112-Y、122-1~122-Y、132-1~132-Y．．．節點
211．．．HAL
212-1~212-Y．．．節點管理單元
221．．．GPIO接腳
222．．．儲存單元
223．．．串列埠
224．．．感應單元
225．．．系統介面
226．．．LAN介面
227．．．I2 C介面
410．．．系統管理者
421~466．．．步驟
第1圖顯示根據本發明實施例的機架系統示意圖。
第2圖顯示根據本發明實施例的BMC的示意圖。
第3圖顯示多個NMU透過HAL來共用BMC的硬體部份的示意圖。
第4A圖~第4C圖顯示根據本發明實施例的透過HAL而轉送指令/資訊的示意圖。
100．．．機架系統
101．．．連接埠
102．．．區域網路
103．．．I2 C匯流排
110~130．．．系統板
111、121、131．．．BMC
112-1~112-Y、122-1~122-Y、132-1~132-Y．．．節點

Claims (9)

  1. 一種伺服器系統，包括：至少一系統板，該系統板包括一基板管理控制器與複數個節點，該基板管理控制器包括複數個節點管理單元、一硬體抽象層與一硬體資源，該些節點管理單元個別管理該些節點，在該硬體抽象層之控制下，該些節點管理單元共用該硬體資源；一連接埠，用以連接至一外部系統管理者；以及一內部通道，連接至該系統板與該連接埠。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之伺服器系統，其中，該硬體抽象層為各節點管理單元建立一邏輯硬體裝置，以對應至該硬體資源。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之伺服器系統，其中，當該些節點管理單元的其中之一節點管理單元欲使用該硬體資源時，該節點管理單元傳送一指令至該硬體抽象層，該硬體抽象層根據該指令而存取該硬體資源並將一結果回傳給該節點管理單元。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之伺服器系統，其中，當該些節點管理單元的其中之一節點管理單元欲使用該硬體資源時，該節點管理單元傳送一資料至該硬體抽象層，該硬體抽象層根據該資料而存取該硬體資源。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之伺服器系統，其中，該系統板更包括複數個傳輸埠，該些傳輸埠用以使該基板管理控制器連接至該外部系統管理者；若一外部指令透過該硬體資源而傳送至該基板管理控制器，則該硬體抽象層辨別該外部指令是由那一個傳輸埠所接收，以將該外部指令傳送至一相對應節點管理單元執行；以及當該相對應節點管理單元執行該外部指令後，該相對應節點管理單元將一資訊回傳給該硬體抽象層，以將該資訊由該傳輸埠回傳給該外部系統管理者。
  6. 一種伺服器系統之操作方法，該伺服器系統包括至少一系統板，該系統板包括一基板管理控制器與複數個節點，該基板管理控制器包括複數個節點管理單元、一硬體抽象層與一硬體資源，該些節點管理單元個別管理該些節點，該操作方法包括：(A)在該硬體抽象層之控制下，該些節點管理單元共用該硬體資源；(B)當該些節點管理單元的其中之一節點管理單元欲使用該硬體資源時，該節點管理單元送出一指令或一資料至該硬體抽象層，該硬體抽象層據以代替該節點管理單元來使用該硬體資源；以及(C)若接收到一外部指令，則該硬體抽象層辨別該外部指令是由該硬體資源的那一個傳輸埠所接收，以傳送至一相對應節點管理單元執行，且當該外部指令被執行後，該相對應節點管理單元將一資訊回傳給該硬體抽象層，以由該硬體抽象層將該資訊由該傳輸埠回傳給一外部系統管理者。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之操作方法，其中，該步驟(A)包括：該硬體抽象層為各節點管理單元建立一邏輯硬體裝置，以對應至該硬體資源。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之操作方法，其中，該步驟(B)包括：當該些節點管理單元的其中之一節點管理單元欲使用該硬體資源時，該節點管理單元傳送該指令至該硬體抽象層，該硬體抽象層根據該指令而存取該硬體資源並將一結果回傳給該節點管理單元。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之操作方法，其中，該步驟(B)包括：當該些節點管理單元的其中之一節點管理單元欲使用該硬體資源時，該節點管理單元傳送該資料至該硬體抽象層，該硬體抽象層根據該資料而存取該硬體資源。
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