CN109936597A - 一种多模块集群式服务器应用装置 - Google Patents

Abstract

一种多模块集群式服务器应用装置，涉及网络数据传输的企业级服务器的技术领域。本发明在电源模块与管理监控模块之间纵向设置背板总线，背板总线与以太网交换器连接，背板总线上设置若干个插槽，所述插槽上插置若干块标准刀片服务器，标准刀片服务器通过管理总线与管理监控模块连接；背板总线上插置具有处理网络和服务器功能的刀片，数据源通过数据总线与刀片连接，刀片通过背板总线与以太网交换器连接，实现背板式以太网交换。本发明实现了将传统臃肿的服务器集群、负载均衡设备以及交换设备等设计成一个具有诸多优势的集群式专用设备，符合功能独立，集成化，小型化以及环保等专用设备发展趋势的目的。

Description

一种多模块集群式服务器应用装置

技术领域

本发明涉及网络数据传输的企业级服务器的技术领域。

背景技术

传统的服务器集群一般由以下独立设备组成，包括了网管设备，负载均衡设备，万兆交换机，机架式或者刀片式服务器池等。上述部件在设备物理上分散，集成度低，体积庞大；且各各单一部件耗电量高，导致在运行过程中可靠性低；同时各个部件之间的连接需要大量的网线来完成，造成了可管理性差，组装在一起所需的费用也比较高。

发明内容

本发明目的是提供一种将传统臃肿的服务器集群、负载均衡设备以及交换设备等设计成一个具有诸多优势的集群式专用设备，使得在应用逻辑上更加清晰简便，实际部署时更加快速可行，符合功能独立，集成化，小型化以及环保等专用设备发展趋势的集群式服务器应用装置。

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：

本发明包括数据总线、以太网交换器、背板总线、标准刀片服务器、管理总线、管理监控模块、数据源、机箱、电源模块，机箱的下端内壁设置电源模块，机箱的上端内壁设置管理监控模块，电源模块与管理监控模块之间纵向设置背板总线，背板总线与以太网交换器连接，背板总线上设置若干个插槽，所述插槽上插置若干块标准刀片服务器，标准刀片服务器通过管理总线与管理监控模块连接；背板总线上插置具有处理网络和服务器功能的刀片，数据源通过数据总线与刀片连接，刀片通过背板总线与以太网交换器连接，实现背板式以太网交换。

本发明在背板总线上插置若干块具有处理网络安全和数据的接口刀片。

本发明在背板总线上插置若干块具有处理服务器负载均衡的负载均衡刀片。

本发明在管理监控模块的一侧设置风扇。

本发明在位于风扇外侧的机箱的壳体上设置若干个出气口。

本发明在位于电源模块外侧的机箱的壳体上设置若干个进气口。

本发明在背板总线上设置若干个排气孔。

本发明的高集成度集群计算***(High-integrated Computing ClusterSystem，简称HCCS)将所有单元都安装在一个机箱之内，机箱能够提供10G交换能力的背板总线。在实现其所有功能的前提下，将其繁杂臃肿的网络设备和网络拓扑优化至一个2U-16U机箱之内，并且在关键性能方面有了很大的提高，例如单板计算能力，并行计算能力，可靠性，可管理性，网络吞吐量和接口灵活性。每个单元都是以刀片形式实现，一致的规格更增加了***的可扩展性。本发明的接口刀片和负载均衡刀片与其他刀片之间的通信通过背板以太网交换实现。

本发明采用上述技术方案，与现有技术相比具有如下优点：

1、HCCS与AdvancedTCATM架构整合，为ATCA服务器集群带来先进的可扩展性，网络吞吐能力，包处理能力，安全性以及更完备的ATCA负载均衡特性。

2、本发明采用一体化设计，远远小于传统架构的体积，并能够集成高达200G的交换模块。

3、本发明的网络接口刀片(Interfaces Packets Processing Blade简称IPPB)，实现在ATCA框架之内，支持各种高速网络接口，包括了10Gbps POS(STM-64/0C-196)、2.5Gbps POS(STM-16/0C-48)、622Mbps POS(STM-4/0C-12)，155Mbps POS(STM-1/0C-3)、10/100/1000M Base-T、10G以太网(WAN/LAN)等常用接口类型。并且硬件支持各种安全策略，包括ACL，NAT，协议转换，攻击防护，负载均衡以及防火墙的功能。为提供实际业务的服务器刀片池充当了负载均衡设备，防火墙，接口设备，交换机等网络设备的功能。硬件保证大流量下的线速转发。

4、本发明内部支持防火墙和安全监测，具有更高的稳定性，同时所需的功耗相对很低。

5、本发明比传统的服务器性能更强劲，具有更强的通信能力。

6、本发明的各个部件采用通用性设计，更加灵活，易于扩展。

7、本发明的负载均衡刀片(Load Balance Processing Blade，简称LBPB)，实现在ATCA框架之内，在流量特别大，均衡规则特别复杂的情况下帮助或取代IPPB完成负载均衡的高计算量工作。

8、本发明的IPPB和LBPB之间以及与其他服务器刀片之间的数据通信通过背板以太网交换实现，对等的网络结构使得HCCS的刀片在网络中能获得最大的性能表现和最优的灵活性。

9、本发明为ATCA服务器池提供了架构内的负载均衡支持，在故障检测上更快(硬件中断级)，均衡精确度(可直接探知CPU负载)，计算刀片监控管理上(专用管理总线)都比传统架构有很大的改进。

10、本发明的尺寸和规模可以灵活根据需求增减。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意简图。

图2是本发明的整体结构示意图。

图3是本发明的工作流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明：

如图1、图2所示，本发明包括数据总线1、以太网交换器2、背板总线3、标准刀片服务器6、管理总线7、管理监控模块8、数据源9、机箱10、电源模块11，机箱10的下端内壁设置电源模块11，机箱10的上端内壁设置管理监控模块8，电源模块11与管理监控模块8之间纵向设置背板总线3，背板总线3与以太网交换器2连接，背板总线3上设置若干个插槽，所述插槽上插置若干块标准刀片服务器6，标准刀片服务器6通过管理总线7与管理监控模块8连接；其特征在于背板总线3上插置具有处理网络和服务器功能的刀片，数据源9通过数据总线1与刀片连接，刀片通过背板总线3与以太网交换器2连接，实现背板式以太网交换。

比较好的是：本发明在背板总线3上插置若干块具有处理网络安全和数据的接口刀片4。

比较好的是：本发明在背板总线3上插置若干块具有处理服务器负载均衡的负载均衡刀片5。

比较好的是：本发明在管理监控模块8的一侧设置风扇12。

比较好的是：本发明在位于风扇12外侧的机箱10的壳体上设置若干个出气口31。

比较好的是：本发明在位于电源模块11外侧的机箱10的壳体上设置若干个进气口21。

比较好的是：本发明在背板总线3上设置若干个排气孔。

本发明的管理监控模块8，提供符合ATCA标准的机箱管理，确保***冗余和稳定运行。

本发明的背板总线3，为数据通信，数据交换提供最高性能的通信通道。

本发明的标准刀片服务器6，作为计算刀片，具有高性能纯计算单元，解决传统服务器体积大功耗高的缺点，提供了更高的计算能力和协作可能性，也提供了更大的网络带宽和更可靠的稳定性。

本发明的负载均衡刀片5，提供2-7层的全面负载均衡和攻击保护，最大限度的提高***并行计算能力和性能，并有效的保护计算刀片资源

本发明的接口刀片4，负责网络接口适配、线速转发、ACL、防火墙和流量控制，相当于传统架构的前端接口设备。

本发明具备高稳定性、高扩展性和高可用性，同时节能，便携，环保。从硬件上看是由一系列刀片和刀片插箱(机箱)组成，刀片分为主控刀片(主备两组)和其他刀片。主控刀片是该***的交换中心，实现了背板的以太网交换和光交换，并且有一定的计算能力和对外部的通信接口。其他刀片主要是计算刀片和接口刀片，计算刀片是该***的核心，完成负担最重的计算任务，和与外部的通信。接口刀片主要完成与外部的通信，是一个以通信能力见长的专用接口板，承载两组10G POS接口，完成大流量的通信任务。

如图3所示，首先分析服务内容和可能的访问压力，估算出服务器集群的规模，选用一定数量适合的标准刀片服务器6和接口刀片4，负载均衡刀片5与其配合。

然后，搭建HCCS。选用适合尺寸的机框，将刀片按要求安装完毕。配置接口刀片的安全策略和负载均衡刀片的负载均衡策略，配置背板总线3以太网交换器2。

将数据由接口刀片提供的通信接口导入，流量将经过安全分析，过滤，负载均衡，由背板以太网交换分配到计算刀片上进行实际处理，处理结果同样由以太网交换交予接口刀片转发或者在计算刀片上直接转发。

Claims (7)

1.一种多模块集群式服务器应用装置，其特征在于包括数据总线(1)、以太网交换器(2)、背板总线(3)、标准刀片服务器(6)、管理总线(7)、管理监控模块(8)、数据源(9)、机箱(10)、电源模块(11)，机箱(10)的下端内壁设置电源模块(11)，机箱(10)的上端内壁设置管理监控模块(8)，电源模块(11)与管理监控模块(8)之间纵向设置背板总线(3)，背板总线(3)与以太网交换器(2)连接，背板总线(3)上设置若干个插槽，所述插槽上插置若干块标准刀片服务器(6)，标准刀片服务器(6)通过管理总线(7)与管理监控模块(8)连接；其特征在于背板总线(3)上插置具有处理网络和服务器功能的刀片，数据源(9)通过数据总线(1)与刀片连接，刀片通过背板总线(3)与以太网交换器(2)连接，实现背板式以太网交换。

2.根据权利要求1所述的集群式服务器应用装置，其特征在于上述背板总线(3)上插置若干块具有处理网络数据和实现网络安全功能的接口刀片(4)。

3.根据权利要求1所述的集群式服务器应用装置，其特征在于上述背板总线(3)上插置若干块具有实现服务器刀片池负载均衡的负载均衡刀片(5)。

4.根据权利要求1所述的集群式服务器应用装置，其特征在于上述管理监控模块(8)的一侧设置风扇(12)。

5.根据权利要求4所述的集群式服务器应用装置，其特征在于上述位于风扇(12)外侧的机箱(10)的壳体上设置若干个出气口(31)。

6.根据权利要求1所述的集群式服务器应用装置，其特征在于上述位于电源模块(11)外侧的机箱(10)的壳体上设置若干个进气口(21)。

7.根据权利要求1所述的集群式服务器应用装置，其特征在于上述背板总线(3)上设置若干个排气孔。