一種板級互聯(lián)大數(shù)據(jù)一體的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種板級互聯(lián)大數(shù)據(jù)一體機，將CPU、BMC管理模塊和光纖交換機模塊集成到一個芯片上組成一個SOC（serveronchip）；其中，每個SOC配置有獨立內(nèi)存、硬盤和網(wǎng)絡(luò)，組成一個服務(wù)器節(jié)點；多個服務(wù)器節(jié)點集成到一塊核心板上，并通過內(nèi)部的光纖交換機模塊實現(xiàn)高速互聯(lián)，多個核心板再通過總線的方式插到底板上以實現(xiàn)更多服務(wù)器節(jié)點之間的通信。本發(fā)明由底板的光纖交換機直接實現(xiàn)節(jié)點間的通信，交換和路由功能，消除了機架頂部交換機端口和電纜，有效的降低了功耗，提升節(jié)點間通信速度和可靠性的同時，取消傳統(tǒng)云存儲硬件架構(gòu)對萬兆交換機的依賴，節(jié)省硬件成本和占用空間。
【專利說明】一種板級互聯(lián)大數(shù)據(jù)一體機
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于云存儲數(shù)據(jù)【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種板級互聯(lián)大數(shù)據(jù)一體機。
【背景技術(shù)】
[0002]云存儲是一個以數(shù)據(jù)存儲和管理為核心的云計算系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過集群應(yīng)用、網(wǎng)格技術(shù)和分布式文件系統(tǒng)等技術(shù)，將網(wǎng)絡(luò)中大量各種不同類型的存儲設(shè)備通過應(yīng)用軟件集合起來協(xié)同工作，共同對外提供數(shù)據(jù)存儲和業(yè)務(wù)訪問功能。
[0003]與傳統(tǒng)的存儲設(shè)備相比，云存儲不僅僅是一個硬件，而是一個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、存儲設(shè)備、服務(wù)器、應(yīng)用軟件、公用訪問接口、接入網(wǎng)、和客戶端程序等多個部分組成的復(fù)雜系統(tǒng)。各部分以存儲設(shè)備為核心，通過應(yīng)用軟件來對外提供數(shù)據(jù)存儲和業(yè)務(wù)訪問服務(wù)。
[0004]目前云存儲系統(tǒng)的解決方案大多使用Hadoop作為對大量數(shù)據(jù)進行分布式處理的軟件架構(gòu)。用戶可以輕松地在Hadoop上開發(fā)和運行處理海量數(shù)據(jù)。Hadoop是以一種可靠、高效、可伸縮的方式進行處理的。它假設(shè)計算元素和存儲會失敗，因此它維護多個工作數(shù)據(jù)副本，確保能夠針對失敗的節(jié)點重新分布處理。它以并行的方式工作，通過并行處理加快處理速度。Hadoop還是可伸縮的，能夠處理PB級數(shù)據(jù)。
[0005]當(dāng)前的存儲設(shè)備均采用廉價的硬件，通過硬件冗余的方式來解決硬件不可靠的問題，各存儲服務(wù)節(jié)點間通過千兆或萬兆交換機通信。可見，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備已經(jīng)成為云存儲系統(tǒng)必不可少的組成部分，然而，這不僅提高了整個系統(tǒng)的成本，還增大了占用空間。
[0006]故，針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，實有必要進行開發(fā)研究，以提供一種方案，提升節(jié)點間通信速度和可靠性的同時，取消傳統(tǒng)云存儲硬件架構(gòu)對萬兆交換機的依賴，節(jié)省硬件成本和占用空間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種板級互聯(lián)大數(shù)據(jù)一體機，以提升節(jié)點間通信速度和可靠性的同時，取消傳統(tǒng)云存儲硬件架構(gòu)對萬兆交換機的依賴，節(jié)省硬件成本和占用空間。
[0008]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
一種板級互聯(lián)大數(shù)據(jù)一體機,將CPU、BMC管理模塊和光纖交換機模塊集成到一個芯片上組成一個SOC (server on chip);其中，每個SOC配置有獨立內(nèi)存、硬盤和網(wǎng)絡(luò),組成一個服務(wù)器節(jié)點；多個服務(wù)器節(jié)點集成到一塊核心板上，并通過內(nèi)部的光纖交換機模塊實現(xiàn)高速互聯(lián)，多個核心板再通過總線的方式插到底板上以實現(xiàn)更多服務(wù)器節(jié)點之間的通信。
[0009]進一步地，本發(fā)明板級互聯(lián)大數(shù)據(jù)一體機其采用層次化的結(jié)構(gòu)，在一個機殼里面放置了復(fù)數(shù)個核心板和一個底板；其中，每個核心板上包括有復(fù)數(shù)個CPU節(jié)點，節(jié)點間通過系統(tǒng)總線直接互聯(lián)；復(fù)數(shù)個核心板通過總線的方式插到底板上以實現(xiàn)核心板之間互聯(lián)；底板上嵌入有光纖交換機，通過5個I GB-1O GB低延時動態(tài)帶寬通道連接數(shù)以千計的節(jié)點。
[0010]進一步地，所述核心板上的多個節(jié)點之間直接通過CPU系統(tǒng)總線互聯(lián)，核心板之間通過底板實現(xiàn)互聯(lián)。
[0011 ] 進一步地，所述光纖交換機采用自動增強的高性能路由，其光纖端口使用軟件自動定義。
[0012]進一步地，所述BMC管理模塊運行在一個專用CPU上，負責(zé)電源管理、網(wǎng)絡(luò)路由和整個系統(tǒng)的外部管理。
[0013]進一步地，所述光纖交換機模塊共提供8個端口，其中一個端口用于與BMC管理模塊的通信，兩個端口提供給操作系統(tǒng)，對外提供5個高速低延時的光纖網(wǎng)絡(luò)端口，服務(wù)器節(jié)點通過這5個網(wǎng)絡(luò)端口來實現(xiàn)彼此間的高速互聯(lián)。
[0014]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明一種板級互聯(lián)大數(shù)據(jù)一體機由底板的光纖交換機直接實現(xiàn)節(jié)點間的通信，交換和路由功能，消除了機架頂部交換機端口和電纜，有效的降低了功耗，提升節(jié)點間通信速度和可靠性的同時，取消傳統(tǒng)云存儲硬件架構(gòu)對萬兆交換機的依賴，節(jié)省硬件成本和占用空間。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的SOC的結(jié)構(gòu)圖；
圖2是本發(fā)明的模塊原理結(jié)構(gòu)圖；
圖3所示為服務(wù)器節(jié)點間拓撲圖。
【具體實施方式】
[0016]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0017]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“上”、“下”、“前”、“后”、“內(nèi)”、“外”等指示
的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0018]在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，一體地連接，也可以是可拆卸連接；可以是兩個元件內(nèi)部的連通；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。
[0019]參照圖1所示，本發(fā)明板級互聯(lián)大數(shù)據(jù)一體機將CPU、BMC管理模塊和光纖交換機模塊集成到一個小的芯片上組成一個SOC (server on chip);其中，每個SOC配置有獨立內(nèi)存、硬盤和網(wǎng)絡(luò)，組成一個服務(wù)器節(jié)點，相當(dāng)于一個小的server。多個服務(wù)器節(jié)點集成到一塊核心板上,并通過內(nèi)部的光纖交換機高速互聯(lián)。多個核心板再通過類似PCI總線的方式插到底板上以實現(xiàn)更多服務(wù)器節(jié)點之間的通信。
[0020]其中，BMC管理模塊運行在一個專用CPU上，它負責(zé)電源管理、網(wǎng)絡(luò)路由和整個系統(tǒng)的外部管理；所述光纖交換機模塊共提供8個端口，其中一個端口用于與BMC管理模塊的通信，兩個端口提供給操作系統(tǒng)。對外提供5個高速低延時的光纖網(wǎng)絡(luò)端口，數(shù)以千計的服務(wù)器節(jié)點即是通過這5個網(wǎng)絡(luò)端口來實現(xiàn)彼此間的高速互聯(lián)。[0021]參照圖2所示，本發(fā)明一種板級互聯(lián)大數(shù)據(jù)一體機采用層次化的結(jié)構(gòu)，其在一個機殼里面放置了復(fù)數(shù)個核心板和一個底板。其中，每個核心板上包括有復(fù)數(shù)個CPU節(jié)點，節(jié)點間通過系統(tǒng)總線直接互聯(lián)。多個核心板通過類似PCI總線的方式插到底板上以實現(xiàn)核心板之間互聯(lián)。底板上嵌入的光纖交換機，通過5個IOGb的鏈路連接數(shù)以千計的節(jié)點。
[0022]本發(fā)明實施例中，核心板上的多個節(jié)點之間直接通過CPU系統(tǒng)總線互聯(lián)，核心板之間通過底板實現(xiàn)互聯(lián)。
[0023]本發(fā)明實施例中，在底板上直接集成光纖交換機，通過5個I GB到10 GB低延時動態(tài)帶寬通道連接數(shù)以千計的節(jié)點。當(dāng)選擇以太網(wǎng)PHY端口時,集成的交換機相當(dāng)于一個專業(yè)的41ane標(biāo)準的XAUI接口(每個端口 3.125 GB)。也可將41ane中的I個直接連接到以太網(wǎng)兼容的設(shè)備，配置為SGMII接口。所述集成的光纖交換機采用自動增強的高性能路由，光纖端口使用軟件自動定義，其基于節(jié)點的硬件打包轉(zhuǎn)讓，無需單獨配置每個節(jié)點。
[0024]圖3所示為服務(wù)器節(jié)點間拓撲圖，每個核心板上包括4個服務(wù)器節(jié)點、分別稱為Ν0-Ν3.NO提供的5個光纖端口的其中一個用于與外部網(wǎng)絡(luò)通信，其余的用于與N1、Ν2、Ν3的通信。同層核心板之間通過Ν2的光纖端口互聯(lián)。當(dāng)連接外部網(wǎng)絡(luò)時，每一層的核心板都通過其中一塊核心板連接外部網(wǎng)絡(luò)。例如:核心板3中的Ν3需要經(jīng)過Ν2連接到核心板2的Ν2,再向后連接到核心板I的Ν2，最后連接到核心板O的Ν2，然后通過Ν2連接到NO與外部網(wǎng)絡(luò)相連。層與層之間的核心板通過NI或Ν3的光纖端口互聯(lián)。例如:核心板10的NI節(jié)點連接核心板I的Ν3節(jié)點，可以選擇先通過經(jīng)過核心板5的NI連接到NO，然后通過Ν3連接到核心板I的NI，再通過NO連接到Ν3。另外一條可選路徑是先通過經(jīng)過核心板6的Ν3連接到NO，然后通過NI連接到核心板I的NI，再通過NO連接到Ν3。如果某一層連接外部網(wǎng)絡(luò)的通道不可用，該層的所有節(jié)點還可以通過層與層之間的互聯(lián)使用其它層的外部網(wǎng)絡(luò)。
[0025]本發(fā)明創(chuàng)作新型的大數(shù)據(jù)一體機由底板的光纖交換機直接實現(xiàn)節(jié)點間的通信，交換和路由功能，消除了機架頂部交換機端口和電纜，有效的降低了功耗，提升節(jié)點間通信速度和可靠性的同時，取消 傳統(tǒng)云存儲硬件架構(gòu)對萬兆交換機的依賴，節(jié)省硬件成本和占用空間。
[0026]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種板級互聯(lián)大數(shù)據(jù)一體機,包括機殼,其特征在于:將CPU、BMC管理模塊和光纖交換機模塊集成到一個芯片上組成一個SOC (server on chip);其中，每個SOC配置有獨立內(nèi)存、硬盤和網(wǎng)絡(luò)，組成一個服務(wù)器節(jié)點；多個服務(wù)器節(jié)點集成到一塊核心板上，并通過內(nèi)部的光纖交換機模塊實現(xiàn)高速互聯(lián)，多個核心板再通過總線的方式插到底板上以實現(xiàn)更多服務(wù)器節(jié)點之間的通信。
2.如權(quán)利要求1所述板級互聯(lián)大數(shù)據(jù)一體機，其特征在于:所述板級互聯(lián)大數(shù)據(jù)一體機采用層次化的結(jié)構(gòu)，其在一個機殼里面放置了復(fù)數(shù)個核心板和一個底板；其中，每個核心板上包括有復(fù)數(shù)個CPU節(jié)點，節(jié)點間通過系統(tǒng)總線直接互聯(lián)；復(fù)數(shù)個核心板通過總線的方式插到底板上以實現(xiàn)核心板之間互聯(lián)；底板上嵌入有光纖交換機，通過5個I GB-1O GB低延時動態(tài)帶寬通道連接數(shù)以千計的節(jié)點。
3.如權(quán)利要求2所述板級互聯(lián)大數(shù)據(jù)一體機，其特征在于:所述核心板上的多個節(jié)點之間直接通過CPU系統(tǒng)總線互聯(lián)，核心板之間通過底板實現(xiàn)互聯(lián)。
4.如權(quán)利要求3所述板級互聯(lián)大數(shù)據(jù)一體機，其特征在于:所述光纖交換機采用自動增強的高性能路由，其光纖端口使用軟件自動定義。
5.如權(quán)利要求4所述板級互聯(lián)大數(shù)據(jù)一體機，其特征在于:所述BMC管理模塊運行在一個專用CPU上，負責(zé)電源管理、網(wǎng)絡(luò)路由和整個系統(tǒng)的外部管理。
6.如權(quán)利要求5所述板級互聯(lián)大數(shù)據(jù)一體機，其特征在于:所述光纖交換機模塊共提供8個端口，其中一個端口用于與BMC管理模塊的通信，兩個端口提供給操作系統(tǒng)，對外提供5個高速低延時的光纖網(wǎng)絡(luò)端口，服務(wù)器節(jié)點通過這5個網(wǎng)絡(luò)端口來實現(xiàn)彼此間的高速互聯(lián)。
【文檔編號】H04L12/931GK103746941SQ201410021909
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2014年1月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月18日
【發(fā)明者】李麗, 姜凱, 于治樓 申請人:浪潮集團有限公司