CN103076869A - 一种rack机柜***带电维护的设计方法 - Google Patents

一种rack机柜***带电维护的设计方法 Download PDF

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罗嗣恒
孙波
谷俊杰
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Abstract

本发明提供一种RACK机柜***带电维护的设计方法，在机柜设置有若干个1U计算节点，连接计算节点的节点中板以横插方式部署在机柜里面，节点中板只集成计算节点的信号链路，计算节点的供电链路采用导电铜排来实现，导电铜排与N+N冗余电源模组相连接实现+12V直流供电；所述的电源模组是指：将2N个单独的电源模块通过电源背板互联在一起实现+12V供电输出的电源框体，2N个电源模块组合在一块实现N+N冗余供电，每个节点上集成有一块电源分配板卡，该板卡有两个接口，其一为信号接口，其二为取电接口；计算节点通过取电端口在铜排取电，计算节点通过信号金手指与节点中板上的信号接口互联；当节点中板出现故障，由于每个节点都带有信号热拔插线路，因此，允许带电取下故障板卡来进行更换，而不需要将机柜先断电再取下板卡。

Description

一种RACK机柜***带电维护的设计方法
技术领域
本发明涉及服务器机柜***供电技术领域，具体地说是一种RACK机柜***带电维护的设计方法。
背景技术
随着互联网的应用范围不断的扩大，人们工作生活上的许多业务都呈现信息化的发展趋势。对网络服务器的计算性能要求越来越大，各种高密度的机柜服务器***也相继问世。这类服务器机柜是由许多的计算节点以及相关的管理单元和监控单元构成。在管理单元的调度下，实现对机柜服务器***所有计算节点的资源调度，实现***计算能力最大化。但这类高密度机柜服务器***由于数据处理量十分庞大，其整体的耗电也是十分巨大。
传统的服务器供电是采用一机器配置一电源的供电方式，这种方式供电效率一般较低，且在面对部署密度要求很高的机房，这种供电方式往往会显得捉襟见肘。鉴于这种困境，机柜集中供电方式便得以提出。集中式供电方式是将供电的多台电源模块通过一电源背板模块汇集在一块，以实现冗余供电功能；然后通过电源背板输出端与供电总线相连接，机柜***中的所有计算节点以及散热子***均通过供电总线来取电。这种供电方式能够有效的增加机柜的机柜部署密度，同时又能提高整个机柜***的供电效率，减少能耗。
通常RACK机柜集中供电方式主要是计算节点通过金手指方式在供电背板上取电，供电背板上不仅承担着供电的作用，同时在上面集成了许多管理信号接口，这些信号接口最终会通过线缆汇集到管理主板上来实现对机柜***各部分的管理监控。如果其中有供电背板损坏，必须要取下来维修，这样一来与该供电背板相连的计算节点就必须先停止工作，再取下供电背板。但在实际的机房维护中，需要保证当机柜***中的某部分换掉，维护人员可以直接将坏掉的板卡或计算节点取出，同时不会影响***其它部分的正常工作。为解决这个问题，本文提出了一种解决RACK机柜***可带电维护的设计方法。
发明内容
本发明的技术任务是解决现有技术的不足，提供一种RACK机柜***带电维护的设计方法。
本发明的技术方案是按以下方式实现的，在机柜设置有若干个1U计算节点，连接计算节点的节点中板以横插方式部署在机柜里面,节点中板只集成计算节点的信号链路，计算节点的供电链路采用导电铜排来实现，导电铜排与N+N冗余电源模组相连接实现+12V直流供电；
所述的电源模组是指：将2N个单独的电源模块通过电源背板互联在一起实现+12V供电输出的电源框体，2N个电源模块组合在一块实现N+N冗余供电，每个节点上集成有一块电源分配板卡，该板卡有两个接口，其一为信号接口，其二为取电接口；计算节点通过取电端口在铜排取电，计算节点通过信号金手指与节点中板上的信号接口互联；
当节点中板出现故障，由于每个节点都带有信号热拔插线路，因此，允许带电取下故障板卡来进行更换，而不需要将机柜先断电再取下板卡。
采用N+N冗余电源供电，导电铜排作为供电母线，使得供电故障率最低；同时将信号链路中的一些信号处理相关的有源器件集成在管理主板上，当电源模块出现故障时，直接拔出电源模块进行更换；当信号链路环节出现问题，直接拔出管理主板进行更换，不会影响整个***计算节点的正常工作；
设计步骤如下：
1）首先将N+N电源模组通过固定螺丝与导电铜排互联在一块；
2）将节点中板固定在机柜中部的铁件上；
3）将带有供电端子和信号连接金手指的电源分配板固定在节点机箱上，并与主板采用线缆方式互联；
4）将节点***到机柜中，即可实现取电和信号链路的对接；
5）当机柜***中的电源模组、管理主板、节点、节点中板板卡任意一个环节出现异常，都能直接将异常的器件拔出及时进行更换，实现机柜***的带电维护。
本发明具有以下突出的有益效果：本发明的设计方法可以方便地实现用户对机柜***的在线维护，即在整个机柜***运行过程中，当其中的部件工作异常，可以直接将异常部件取出，而不会影响到***其它部分的正常工作。
附图说明
图1是传统46U机柜的结构示意图；
图2是节点供电链路采用导电铜排的46U机柜结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的方法作进一步详细说明。
采用N+N冗余电源供电，导电铜排作为供电母线，使得供电故障率最低；同时将信号链路中，一些信号处理相关的有源器件集成在管理主板上，当电源模块出现故障时，可以直接拔出电源模块进行更换；当信号链路环节出现问题，可以直接拔出管理主板进行更换，不会影响***计算节点的正常工作。
实施例
如图1所示，一个46U机柜，在机柜里有40个1U计算节点，以横插方式部署在机柜里面与节点中板。每个计算节点由主板和电源分配板两部分组成。节点中板用于提供计算节点与管理主板的互联接口，每块节点中板包含10个接口，与10个节点互联。主板上的供电及信号链路通过电源分配板金手指与节点中板上的接口对接互联。供电链路和信号链路都集成在节点中板的实现方式。这种方式，一块节点中板上集成有10个连接器接口，每个接口与节点主板相连接，实现供电和信号传输。
当节点中板出现故障，必须先停止供电，然后再取下故障板卡。这种维护方式在一般的互联网用户机房是不允许的。
如图2同样是一个是46U机柜，在机柜里有40个1U计算节点，以横插方式部署在机柜里面。不同的是节点中板只集成有信号链路，节点供电链路采用导电铜排来实现。导电铜排与N+N冗余电源模组相连接实现+12V直流供电。这里的电源模组是指：将2N个单独的电源模块通过电源背板互联在一起实现+12V供电输出的电源框体，2N个电源模块组合在一块实现N+N冗余供电。每个节点上集成有一块电源分配板，该板卡有两个接口，其一为信号接口，其二为取电接口；节点通过取电端口在铜排取电，通过信号金手指与节点中板上的信号接口互联。
当节点中板出现故障，由于每个节点都带有信号热拔插线路。因此，可以带电取下故障板卡来进行更换，而不需要将机柜先断电再取下板卡。
设计步骤如下：
1）首先将N+N电源模组通过固定螺丝与导电铜排互联在一块；
2）将节点中板固定在机柜中部的铁件上；
3）将带有供电端子和信号连接金手指的电源分配板固定在节点机箱上，并与主板采用线缆方式互联；
4）将节点***到机柜中，即可实现取电和信号链路的对接；
5）当机柜***中的电源模组、管理主板、节点、节点中板板卡任意一个环节出现异常，都能直接将异常的器件拔出，及时进行更换，实现机柜***的带电维护。
除本发明的说明书公开的技术特征外均为本专业技术人员的公职技术。

Claims (1)

1.一种RACK机柜***带电维护的设计方法，其特征在于，在机柜设置有若干个1U计算节点，连接计算节点的节点中板以横插方式部署在机柜里面,节点中板只集成计算节点的信号链路，计算节点的供电链路采用导电铜排来实现，导电铜排与N+N冗余电源模组相连接实现+12V直流供电；
所述的电源模组是指：将2N个单独的电源模块通过电源背板互联在一起实现+12V供电输出的电源框体，2N个电源模块组合在一块实现N+N冗余供电，每个节点上集成有一块电源分配板卡，该板卡有两个接口，其一为信号接口，其二为取电接口；计算节点通过取电端口在铜排取电，计算节点通过信号金手指与节点中板上的信号接口互联；
当节点中板出现故障，由于每个节点都带有信号热拔插线路，因此，允许带电取下故障板卡来进行更换，而不需要将机柜先断电再取下板卡；
采用N+N冗余电源供电，导电铜排作为供电母线，使得供电故障率最低；同时将信号链路中的一些信号处理相关的有源器件集成在管理主板上，当电源模块出现故障时，直接拔出电源模块进行更换；当信号链路环节出现问题，直接拔出管理主板进行更换，不会影响整个***计算节点的正常工作；
设计步骤如下：
1）首先将N+N电源模组通过固定螺丝与导电铜排互联在一块；
2）将节点中板固定在机柜中部的铁件上；
3）将带有供电端子和信号连接金手指的电源分配板固定在节点机箱上，并与主板采用线缆方式互联；
4）将节点***到机柜中，即可实现取电和信号链路的对接；
5）当机柜***中的电源模组、管理主板、节点、节点中板板卡任意一个环节出现异常，都能直接将异常的器件拔出及时进行更换，实现机柜***的带电维护。
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