CN101118453A - 刀片机箱及配置容纳机箱管理模块的刀片机箱的方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及刀片机箱及配置容纳机箱管理模块的刀片机箱的方法。刀片机箱可以容纳包括集成驱动器机箱刀片(I－DEB)的第一配置或包括I－DEB和非集成或交换DEB(S－DEB)的第二配置。每一个I－DEB包括RAID控制器冗余对，每一个RAID控制器具有两个可配置端口。在第一配置中，所有四个端口被配置为数据借由和服务器刀片交换的主机适配器(HA)端口。在第二配置中，每一个RAID控制器的一个端口被配置为数据借由和服务器刀片交换的HA端口，每一个RAID控制器的另一个端口被配置为数据借由和S－DEB交换的设备适配器(DA)端口。还可以建立分区以将服务器和I－DEB之间的通信与I－DEB和S－DEB之间的通信相互分隔。

Description

刀片机箱及配置容纳机箱管理模块的刀片机箱的方法
技术领域
本发明总体上涉及刀片技术，其中，机箱内密集地组装有一种或多种计算部件。本发明尤其涉及刀片机箱，其可以被容易地配置和重新配置以空纳不同类型的存储刀片。
背景技术
“刀片”计算***最近已经开始普及，部分原因是其在相对较小的机箱内的槽中容纳各种主要部件的能力。另外，刀片***具有在用户的需要改变时，允许用户快速和便捷地移除和安装部件以定制所述***的优点。所述部件安装在机箱中的槽内并通过背板或中间板(mid-plane)(后面称作“连接板(connector plane)”)连接。这样，不用去除、连接或移动缆线就可以进行定制。
通过使用交换机(switch)，可以建立一种“通用结构(universalfabric)”，其中，一般而言，任何槽中的部件都能够与任何其它槽中的部件以及外部连接的部件耦合和通信。尽管有此优点，但在很多***中，需要使在一组部件之间的数据通信与在另一组部件之间的数据通信相互分隔，以防止数据的“污染”(contamination)。可以创建分区来建立这样的分隔。例如，IBMBladeCenter可以包括在同一刀片机箱内的处理器或服务器刀片、一对冗余交换机、一个或多个集成驱动器机箱刀片(I-DEB，integrated drive enclosure blade)和机箱管理模块以及电源和冷却装置。所述I-DEB包括一对冗余RAID控制器和数个多磁盘驱动器托架(MDT，multiple disk drive tray)。分区使得服务器刀片和RAID控制器之间的通信与RAID控制器和所述MDT之间的通信相互分隔开。
另外，I-DEB中的每一个RAID控制器与交换机(通过连接板)耦合，通到主机适配器(HA)端口，同时在I-DEB中所述MDT通过设备适配器(DA)端口与RAID控制器耦合。此配置同时实现了高可用性(通过冗余的使用)和高性能(通过多个端口的使用)。但是，DEB的另一种形式，交换的(switched)或非集成的DEB(S-DEB)仅包括MDT并由I-DEB中的RAID控制器管理，但是通过DA端口被耦合。结果，由于I-DEB的所有端口被用于和服务器刀片交换数据，所述I-DEB没有用来连接到所述刀片机箱中安装的S-DEB而不使用缆线连接的未使用端口。并且，除了增加***的复杂性和增大错接的风险外，缆线连接违背了刀片机箱的基本原则和目的。
因此，仍需要一种十分灵活的刀片***，能容纳I-DEB，其集成RAID控制器以及一个或多个S-DEB安装在同一内部连接板上并由RAID控制器管理。
发明内容
本发明提供了一种刀片机箱，其具有至少一个服务器刀片、第一和第二冗余交换机、集成驱动器机箱刀片(I-DEB)和编程的机箱管理模块。每一个交换机包括第一组主机适配器(HA)端口以及第二组端口，至少一个服务器刀片可以连接到所述第一组HA端口，，多个驱动器机箱刀片(DEB)可连接到所述第二组端口。所述I-DEB包括第一和第二冗余RAID控制器和至少一个通过一对冗余DA端口耦合到两个RAID控制器的多驱动器托架(MDT)。两个RAID控制器包括可以分别与第一和第二交换机的所述第二组端口的对应端口连接的第一和第二可配置端口，以及一对设备适配器(DA)端口。
机箱管理模块被编程为响应于输入将刀片机箱选择性地配置为第一配置和第二配置。所述第一配置包括第一和第二RAID控制器的被配置为HA端口的第一和第二端口，第一和第二RAID控制器通过所述端口可以访问服务器刀片。第一配置还包括包含所述I-DEB和所述多个服务器刀片的第一分区。
所述第二配置包括至少一个非集成驱动器机箱刀片(S-DEB)，每一个S-DEB通过DA端口被连接到第一和第二交换机。所述第一和第二RAID控制器的第一端口被配置为HA端口，第一和第二RAID控制器通过所述HA端口可通过第一和第二交换机访问服务器刀片，而所述第一和第二RAID控制器的第二端口被配置为DA端口，所述至少一个S-DEB中的每一个通过所述DA端口可以通过第一和第二交换机访问第一和第二RAID控制器。第二配置还包括修改的第一分区和包括I-DEB和至少一个S-DEB的第二分区。
本发明还包括一种配置刀片机箱的方法，所述刀片机箱容纳有机箱管理模块、至少一个服务器刀片、第一和第二冗余交换机和集成驱动器机箱刀片(I-DEB)，所述I-DEB包括冗余第一和第二RAID控制器和非集成DEB(S-DEB)。所述方法包括由机箱管理模块执行第一组指令或第二组指令中的一组，用第一配置或第二配置的其中一个分别配置所述刀片机箱。如果执行第一组指令，第一和第二RAID控制器的第一和第二端口都被配置为主机适配器(HA)端口，第一和第二交换机的第一和第二端口都被配置为HA端口。另外，建立第一分区，其包括I-DEB和所述至少一个服务器刀片，从而，第一和第二RAID控制器中的每一个通过两个HA端口和所述至少一个刀片服务器相连。
如果执行第二组指令，识别连接到第一和第二交换机的非集成驱动器机箱刀片(S-DEB)，第一和第二RAID控制器的第一端口都被配置为HA端口，第一和第二RAID控制器的第二端口都被配置为DA端口，第一和第二交换机的第一端口都被配置为HA端口且第一和第二交换机的第二端口都被配置为DA端口。另外，建立修改的第一分区，包括I-DEB和所述至少一个服务器刀片，从而，第一和第二RAID控制器中每一个通过第一和第二RAID控制器各自的第一端口和所述多个刀片服务器相连。建立第二分区，包括I-DEB和S-DEB，从而，S-DEB通过第一和第二RAID控制器各自的第二端口和第一和第二RAID控制器相连。
附图说明
图1为当前版本的刀片机箱的总体框图；
图2为图1的刀片机箱的更详细的框图；
图3A和3B分别图解了本发明的刀片机箱的正面和背面透视图；
图4为根据本发明的刀片机箱的总体框图；
图5为图4的刀片机箱的更详细的框图；以及
图6A和6B图解了可以建立在本发明的刀片机箱中以将服务器通信与存储通信相互分隔的分区。
具体实施方式
图1为当前版本的刀片机箱100(比如，IBM BladeCenter)的总体框图。刀片机箱100包括多端***换机冗余对，在图1中由单框110表示，各种刀片连接到该多端***换机冗余对。一个或多个处理器或服务器刀片120通过主机适配器(HA)端口与交换机110耦合。一个或多个集成驱动器机箱刀片(I-DEB)130也通过HA端口与交换机110耦合，其中每一个I-DEB包括RAID适配器132A、132B冗余对和数个多驱动器托架(MDT)134。在一种配置中，I-DEB 130可以具有多达6个MDT 134，其中每一个MDT具有三个硬盘驱动器。所述一个或多个I-DEB包括存储域或分区102。每一个RAID控制器132A、132B通过HA端口与所述两个冗余交换机110中的每一个耦合；这样，可以通过总共四个通道与服务器120交换数据，提供了高可用性和高性能。RAID控制器132A、132B没有额外的端口可用来连接到非HA设备，比如非集成驱动器机箱刀片或(SBOD)140。这样的设备使用缆线从外部耦合。
图2为图1的刀片机箱100的更详细的框图，图解了服务器刀片120和I-DEB 130通过HA端口和所述交换机110A、110B冗余对的互连。此外，图2图解了I-DEB 130中冗余RAID控制器132A、132B和MDT 134的互连。
图3A和3B分别为本发明的刀片机箱300的正面和背面透视图。刀片机箱300包括中间板或背板302(在此统称为“连接板”)和槽304，从前面(图3A)向所述槽***刀片，比如I-DEB 330，以和连接板302的正面上的合适的连接器紧密结合。IBM eServerTM BladeCenter包括十四个这样的可从正面***的槽304。刀片机箱300的背面(图3B)包括容纳要连接到连接板302的背面的其它部件或模块的槽。这样的模块可以包括例如两个鼓风机306A、306B、多达两个电源单元(PSU)冗余对308A、308B、309A、309B、串联SCSI(SAS，serial attached SCSI)交换机冗余对310A、310B(或者合称310)和机箱管理模块350。这样的部件从机箱300的背面***以和连接板302的背面上的合适的连接器连接。
图4为刀片机箱300的总体框图，包括交换机冗余对(由单框310表示)、一个或多个服务器刀片320、I-DEB 330和机箱管理模块350。所述I-DEB 330包括RAID控制器冗余对332A、332B和一个或多个MDT 334。根据本发明，I-DEB端口333A、333B、333C、333D被配置为HA端口或DA端口。另外，本发明的刀片机箱300容纳一个或多个内部安装的S-DEB 340和一个或多个外部S-DEB(其可以是SBOD)345，所述S-DEB 340和S-DEB 345通过DA端口343和交换机310耦合。图5为图4的刀片机箱300的更详细的框图，图解了服务器刀片320、I-DEB 330和内部安装的S-DEB 340通过HA和DA端口和交换机冗余对310A、310B的互连以及冗余RAID控制器332A、332B和MDT 334在I-DEB 330内部的互连。另外，具有用户界面的配置终端360和机箱管理模块350耦合。
在操作中，***管理员、厂商服务技术人员等将刀片安装***机箱300中的槽内。如果机箱300已经通电，刀片可以被热插拔(hot swap，热切换，热抽换)。如果没有通电，可以对机箱300加电。由机箱管理模块350执行发现例程以确定机箱300的配置；也就是，检测在机箱300中安装了哪些设备以及哪些设备连接到交换机310A、310B。在一种配置中，I-DEB 330是唯一被安装的存储设备。机箱管理模块350传送指令到I-DEB 330以将所有端口333A、333B、333C、333D配置为HA端口。机箱管理模块350还传送指令到交换机310A、320B以将相应交换机端口配置为HA端口。这样，对于服务器320和I-DEB330中的RAID控制器332A、332B之间的交换，可以向用户提供最高性能和可用性。
在另一种不同的配置中，一个或多个S-DEB 340沿I-DEB330被安装在机箱中。机箱管理模块350传送指令到I-DEB 330以将每一个RAID控制器332A、332B的一个端口333A、333C配置为HA端口，而将一个端口333B、333D配置为DA端口。机箱管理模块350还传送指令到交换机310A、320B以将相应交换机端口配置为HA或DA端口。这样，可以向用户提供更大的数据存储容量。在此第二配置中，此时可以由RAID控制器访问外部SBOD存储器345。
在一种实施方式中，当机箱管理模块350检测到刀片在机箱300中的不同配置时，由机箱管理模块350自动进行端口的配置和重新配置。在另一种实施方式中，机箱管理模块350传送机箱300的内容到配置终端360。***管理员或使用用户界面的其它用户然后可以确定如何配置机箱300。此外，S-DEB 340中的驱动器可以以数种方式中的任何一种进行配置：RAID、非RAID以及各种级别的RAID的任何级(RAID level)。
为了防止用户数据的污染，选择性地对机箱300中的设备进行分区，如图6A和6B所示。在第一种配置(图6A)中，第一分区370A包括服务器刀片320和I-DEB 330以及交换机310中的合适的互连。第一分区370A由机箱管理模块350建立并利用两个RAID控制器332A、332B的被配置为HA端口的两个端口333A、333B、333C、333D。
在第二配置(图6B)中，修改第一分区370B以包括服务器刀片320和通过HA端口333A、333C的I-DEB 330以及交换机310中的合适的互连。机箱管理模块350建立第二分区375，包括S-DEB 340和I-DEB 330以及在交换机310中合适的互连，每一个RAID控制器332A、332B的一个端口333B、333D被配置为DA端口。
重要提示：尽管是在全功能数据处理***的情况下描述了本发明，本领域普通技术人员会理解本发明的各种处理能够以计算机可读指令介质的形式和各种形式被分送，以及不管实际用于进行行所述分送的信号承载介质的类型为何，本发明都适用。计算机可读介质的例子包括可记录型介质比如软盘、硬盘驱动器、RAM和CD-ROM和传输型介质比如数字和模拟通信链路。
上面对本发明的描述是为了举例和说明，而不是要以所公开的形式来穷尽或者限制本发明。很多的修改和变化对本领域普通技术人员是显而易见的。所选择和描述的所述实施方式是为了最好地解释本发明的原理、实际应用以及使其它本领域技术人员理解本发明的各种实施方式，这些各种实施方式具有适用于能够想到的特定用途的各种修改。此外，尽管上面的描述是针对方法和***作出的，包含用于配置刀片机箱的指令的计算机程序产品和用于在计算***中部署包括集成计算机可读代码的计算基础设施以配置刀片机箱的方法也可以满足本领域的需要。

Claims (16)

1.一种刀片机箱，包括：
至少一个服务器刀片；
第一和第二冗余交换机，每一个交换机包括：
第一组主机适配器(HA)端口，所述至少一个服务器刀片可与其连接；以及
第二组端口，多个驱动器机箱刀片(DEB)可与其连接；
集成驱动器机箱刀片(I-DEB)，包括：
第一和第二冗余RAID控制器，两个RAID控制器都包括第一和第二可配置端口，所述第一和第二可配置端口可分别连接到第一和第二交换机的所述第二组端口中的对应端口，且两个RAID控制器均还包括设备适配器(DA)端口对；以及
多驱动器托架(MDT)，其通过冗余DA端口对与两个RAID控制器耦合；
机箱管理模块，被编程为响应于输入选择性地将刀片机箱配置为第一配置和第二配置；
所述第一配置包括：
第一和第二RAID控制器二者的第一和第二端口，被配置为第一和第二RAID控制器可借以访问所述服务器刀片的HA端口；以及
第一分区，包括I-DEB和所述多个服务器刀片；
所述第二配置包括：
至少一个非集成驱动器机箱刀片(S-DEB)，每一个非集成驱动器机箱刀片通过DA端口连接到第一和第二交换机；
第一和第二RAID控制器二者的第一端口，被配置第一和第二RAID控制器可借以访问所述服务器刀片的HA端口；
第一和第二RAID控制器二者的第二端口，被配置为所述至少一个S-DEB中的每一个可借以访问第一和第二RAID控制器的DA端口；以及
修改的第一分区和包括I-DEB和所述至少一个S-DEB的第二分区。
2.如权利要求1所述的刀片机箱，还包括用户界面，***管理员通过该用户界面传送输入到所述机箱管理模块。
3.如权利要求1所述的刀片机箱，还包括连接板，所述至少一个服务器刀片、第一和第二交换机、I-DEB和所述至少一个S-DEB直接连接到所述连接板。
4.如权利要求1所述的刀片机箱，其中：
所述至少一个S-DEB是在所述刀片机箱外部的扩展机箱中的SBOD；
所述刀片机箱还包括连接板，所述至少一个服务器刀片、第一和第二交换机和I-DEB直接连接到所述连接板；以及
第一和第二交换机还包括第三组端口，所述至少一个S-DEB可通过缆线连接到所述第三端口。
5.一种用于配置刀片机箱的方法，所述刀片机箱容纳有机箱管理模块、至少一个服务器刀片、第一和第二冗余交换机和集成驱动器机箱刀片(I-DEB)，所述I-DEB包括冗余第一和第二RAID控制器，所述方法包括：
通过所述机箱管理模块执行第一组指令或第二组指令中的一组，将所述刀片机箱分别配置为第一配置或第二配置中的一种：
如果执行第一组指令，则：
将第一和第二RAID控制器二者的第一和第二端口配置为主机适配器(HA)端口；
将第一和第二交换机二者的第一和第二端口配置为HA端口；以及
建立包括I-DEB和所述至少一个服务器刀片的第一分区，从而第一和第二RAID控制器中的每一个通过两个HA端口被连接到所述至少一个刀片服务器；以及
如果执行第二组指令，则：
识别连接到第一和第二交换机的非集成驱动器机箱刀片(S-DEB)；
将第一和第二RAID控制器二者的第一端口配置为HA端口；
将第一和第二RAID控制器二者的第二端口配置为DA端口；
将第一和第二交换机二者的第一端口配置为HA端口；
将第一和第二交换机二者的第二端口配置为DA端口；
建立修改的第一分区，其包括所述I-DEB和所述至少一个服务器刀片，从而第一和第二RAID控制器中的每一个通过第一和第二RAID控制器各自的第一端口被连接到所述多个服务器刀片；以及
建立第二分区，其包括所述I-DEB和所述S-DEB，从而所述S-DEB通过第一和第二RAID控制器各自的第二端口被连接到第一和第二RAID控制器。
6.如权利要求5所述的方法，还包括接收第一用户选择或第二用户选择，所述第一用户选择要求所述机箱管理模块执行第一组指令，而所述第二用户选择要求所述机箱管理模块执行第二组指令。
7.如权利要求5所述的方法，其中所述S-DEB安装在刀片机箱内。
8.如权利要求5所述的方法，其中所述S-DEB是SBOD，其安装在所述刀片机箱外部的扩展机箱内并通过缆线与第一和第二交换机连接。
9.一种可重新配置的刀片机箱，包括：
多个槽；
板，具有多个和所述槽关联的用于接纳设备的连接器；
交换机，安装在槽中并与至少一个连接器互连，所述交换机具有多个端口；
服务器刀片，安装在槽中并与至少一个连接器互连，所述服务器刀片具有主机适配器(HA)端口，其通过板连接器与交换机上的端口耦合；
集成驱动器机箱刀片(I-DEB)，安装在槽中并与两个连接器互连，所述I-DEB包括具有第一和第二端口的RAID控制器，所述第一和第二端口通过板连接器与所述交换机上的端口耦合；以及
机箱管理模块，用于将所述刀片机箱选择性地配置为第一配置或第二配置；
其中，在第一配置中：
将所述RAID控制器的第一和第二端口配置为所述RAID控制器可借以访问所述服务器刀片的HA端口；以及
建立第一分区，其包括所述服务器刀片和I-DEB；以及其中，在第二配置中：
将所述RAID控制器的第一端口配置为所述RAID控制器可借以访问服务器刀片的HA端口；
将所述RAID控制器的第二端口配置为设备适配器(DA)端口：以及
所述刀片机箱还包括：
第一分区，包括所述I-DEB和所述服务器刀片；以及
第二分区，包括所述I-DEB和具有可由所述RAID控制器通过所述RAID控制器的第二端口访问的设备适配器(DA)端口的非集成驱动器机箱刀片(S-DEB)。
10.如权利要求9所述的刀片机箱，还包括用户界面，***管理员通过该用户界面向所述机箱管理模块提供指令。
11.如权利要求9所述的刀片机箱，其中所述S-DEB安装在槽中并与所述板上的至少一个连接器直接互连。
12.如权利要求9所述的刀片机箱，其中所述S-DEB是安装在所述刀片机箱外部的扩展机箱内并通过缆线和所述交换机互连的SBOD。
13.一种用于部署计算基础设施的方法，包括将计算机可读码集成到计算***中，其中所述码与计算***相结合，能够在刀片机箱执行下列步骤，所述刀片机箱容纳有机箱管理模块、至少一个服务器刀片、第一和第二冗余交换机和集成驱动器机箱刀片(I-DEB)，所述I-DEB包括冗余第一和第二RAID控制器，所述方法包括：
通过所述机箱管理模块执行第一组指令或第二组指令中的一组，将所述刀片机箱分别配置为第一配置或第二配置中的一种：
如果执行第一组指令，则：
将第一和第二RAID控制器二者的第一和第二端口配置为主机适配器(HA)端口；
将第一和第二交换机二者的第一和第二端口配置为HA端口；以及
建立第一分区，其包括I-DEB和所述至少一个服务器刀片，从而第一和第二RAID控制器中的每一个通过两个HA端口被连接到所述至少一个刀片服务器；以及
如果执行第二组指令，则：
识别连接到第一和第二交换机的非集成驱动器机箱刀片(S-DEB)；
将第一和第二RAID控制器二者的第一端口配置为HA端口；
将第一和第二RAID控制器二者的第二端口配置为DA端口；
将第一和第二交换机二者的第一端口配置为HA端口；
将第一和第二交换机二者的第二端口配置为DA端口；
建立修改的第一分区，其包括I-DEB和所述至少一个服务器刀片，从而第一和第二RAID控制器中的每一个通过第一和第二RAID控制器各自的第一端口被连接到所述多个刀片服务器；以及建立第二分区，其包括所述I-DEB和所述S-DEB，从而所述S-DEB通过第一和第二RAID控制器各自的第二端口被连接到第一和第二RAID控制器。
14.如权利要求13所述的方法，还包括接收第一用户选择或第二用户选择，所述第一用户选择要求所述机箱管理模块执行第一组指令而所述第二用户选择要求所述机箱管理模块执行第二组指令。
15.如权利要求13所述的方法，其中所述S-DEB安装在刀片机箱内。
16.如权利要求13所述的方法，其中所述S-DEB是安装在所述刀片机箱外部的扩展机箱内并通过缆线和第一和第二交换机连接的SBOD。
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