专利名称：计算机集群机柜架的制作方法
技术领域：
本实用新型属于计算机集群机柜架设计技术领域，特别涉及个人计算机集群机柜架装置。
背景技术：
发表在《计算机应用》杂志(2002年2月，第22卷第2期，36-39页)的《IA-32架构的Linux网络并行计算机群的配置及组建》和发表在《计算机工程》杂志(2000年9月，第26卷第9期，1-3页)的《用PC机群组构并行超级计算机》都提到了通过一定数量个人计算机并行连接实现计算机集群的思想，现有通常的实现方法是直接将个人计算机的机箱并行连接，由于集群使用的计算机数量较多，且需要不间断地工作，每个节点包括主电路板、中央处理器、主存储器等运算部件被集中在机箱这样一个较小的半封闭空间中，存在着不能良好散热的问题，机箱的半封闭构造也导致了硬件不易管理，同时由于每个节点的分立使得整体集群占地面积过大。
实用新型内容本实用新型提出一种用于放置计算机集群系统的机柜架，以克服现有集群实现方式占地面积大、发热量大不易散热、硬件不易管理的缺点，达到高效而便捷地实现和使用计算机集群的目的。
这种计算机集群机柜架，其特征在于将每个节点中包括主电路板、中央处理器、主存储器的运算部件和电源组装固定于刚性底板作为一个节点单元；按节点单元的长宽制作机柜架相应单元格的长宽用来放置/固定节点单元；以若干单元格排列组合成机柜架的一层，每层的高度不低于节点单元的高度；以若干机柜架层叠构成整个计算机集群机柜架。
所述各节点单元可分别采用抽拉式轨轮连接安置于机柜架各对应的单元格的轮轨上。
为更好地散热，还可对机柜架加装散热风扇。
由于本实用新型计算机集群机柜架将每个节点的运算部件置于机柜架的每个单元格上，与现有技术相比，这样的设计使各运算单元处于一个更开放的空间中，能够很好的解决原来不能良好散热的问题，同时本实用新型使集群系统整合于一个机柜架上，大大减小了整个集群系统的占地面积，而且体系结构也更加清晰，方便系统硬件的配置，且系统运行状态一目了然，这样的设计也使得单个节点的拆卸维护变得较容易，本实用新型可为更廉价、高效而便捷地实现和使用计算机集群起到积极的效果。
图1为一个节点单元中部件配置示意图；图2为组成机柜架的一个单元格的一种结构示意图；图3为机柜架每层按田字形设置4个节点单元时的一种结构示意图图4为机柜架每层按田字形置4个节点单元时的配置示意图；图5为机柜架每层按一字形设置4个节点单元时的一种结构示意图；图6为采用抽拉式轮轨设计的一个节点单元与其机柜架单元格的配置示意图。
具体实施方式
实施例1图1给出了本实施例计算机集群机柜架中的一个节点单元中部件配置示意图将每个节点的运算单元(2)及其电源(3)固定于底板(1)上构成一个节点单元；图2给出了组成机柜架的一个单元格的一种结构示意图按照节点单元的大小设计机柜架的单元格(4)的大小，在单元格(4)的四个角上分别设置有支撑条(5)与单元格(4)的边框形成三角形结构，用以支撑放置节点单元；图3为机柜架每层按田字形设置4个节点单元时的一种结构示意图；本实施例中将机柜架的每层按田字形放置4个节点单元时的配置如图4所示。
本实施例的一种采用32节点的八层机柜架集群系统将不锈钢板裁剪为长45厘米、宽26.5厘米的矩形并卷边，作为构成一个节点单元的底板(1)；按照标准主电路板螺丝位在底板上打孔，并用相应垫脚螺母固定在底板(1)上，再将中央处理器和主存储器安装到主电路板上，即为节点的运算单元(2)；将每个节点的运算单元(2)通过垫脚螺母支起固定到底板(1)上，以避免主电路板与底板的直接的接触，将电源(3)也固定于底板上(1)，由底板连接的运算单元和电源构成一个节点单元。按照节点单元的大小设计机柜架单元格的大小本实施例选用2厘米宽不锈钢条焊接制作单元格(4)的框架，单元格的四角焊制三角支撑条(5)，用以支撑放置节点单元，按照图3所示田字型配置将每层四个节点单元排列搭建成机柜架的一层如图4所示。在组成节点单元的所有部件中，高度最高的部件为电源，所以节点单元的高度由电源的高度来决定，电源高度为10厘米，故每层高度在不低于10厘米的前提下，考虑到方便安装拆卸以及较大的空间会有较好散热效果，本实施例选用机柜架每层间距为20厘米，本实施例按照共八层即32节点搭建整个集群机柜架。
使用时，接通电源(3)，启动服务节点并打开相关服务；启动子节点，子节点通过动态主机配置协议(DHCP)获得网络地址(IP)和相关网络参数，通过简单文件传输协议(TFTP)获得系统内核及相关信息，通过网络文件系统(NFS)加载系统目录，进而启动子节点系统。由于采用了将运算单元和电源通过凸起垫脚螺母连接固定于刚性底板构成节点单元的特征，使各运算单元处于更开放的空间，这样的设计特征克服了现有集群装置存在的不能良好散热的缺点。同时由于本实用新型具有将各子节点单元支撑整合于一机柜架上的特点，不仅使整个集群系统占地面积更小，更廉价，而且体系结构也更加清晰，运行状态一目了然，方便于整个系统的配置，也使得单个节点的拆卸维护变得非常容易，为更好地完成大运算量工作起到了积极的效果。
本发明人所在实验室课题组试用了本实用新型机柜式集群装置，该机柜式集群装置运转良好，在高效完成计算任务的同时，大大减少了计算机集群系统的使用空间，该开放式的机柜架为新集群增减提供了便利，同时解决了机器散热问题，且更易日常维护。
实施例2本实用新型可对机柜架的每层构造作不同的设计以适应不同的需求。本实施例为一种按一字形并排放置节点单元的机柜架实施例，如图5所示机柜架的每层按照一字形并排设计四个单元格(4)，每个单元格的四个角设置四个三角形支撑(5)用于放置四个节点单元。这种设计方案对于特定的房屋环境靠墙边放置能更节省空间。
实施例3
一种采用抽拉式轮轨设计的机柜架单元格实施例如图6所示在每个节点单元的底板(1)上安装滑轮，机柜架单元格(4)上安装轨道(6)，节点单元与机柜架单元格之间采用轮轨式支撑连接。安装拆卸时，节点单元(1)可沿轨道(6)方向采取抽拉来实现。采用这种抽拉式的设计方案可使集群系统的安装、拆卸、维护更加便捷。
实施例4一种机柜架层间加装散热风扇的实施例在机柜架单元格(4)的每相邻的两层之间可加装散热风扇，散热风扇垂直固定连接于每两层机柜架单元格的边缘。这种散热风扇的加装对于集群系统的散热能起到更加良好的作用。
权利要求1.一种计算机集群机柜架，其特征在于将每个节点中包括主电路板、中央处理器、主存储器的运算部件和电源组装固定于刚性底板作为一个节点单元；按节点单元的长宽制作机柜架相应单元格的长宽用来放置/固定节点单元；以若干单元格排列组合成机柜架的一层，每层的高度不低于节点单元的高度；以若干机柜架层叠构成整个计算机集群机柜架。
2.如权利要求1所述的计算机集群机柜架，特征在于所述各节点单元采用抽拉式轨轮连接安置于机柜架各对应的单元格的轮轨上。
3.如权利要求1所述的计算机集群机柜架，特征在于在所述机柜架上装有散热风扇。
专利摘要本实用新型计算机集群机柜架，特征是将每个节点中包括主电路板、中央处理器、主存储器的运算部件和电源组装固定于刚性底板作为一个节点单元；按节点单元的长宽制作机柜架相应单元格的长宽用来放置/固定节点单元；以若干单元格排列组合成机柜架的一层，每层的高度不低于节点单元的高度；以若干机柜架层叠构成整个计算机集群机柜架。本实用新型机柜架不仅使整个集群系统占地面积更小，更廉价，方便于整个系统的配置，体系结构也更加清晰，系统运行状态一目了然，且使各运算单元处于开放的空间，能够更好地解决散热问题，并使得单个节点的拆卸维护变得更加容易。
文档编号G06F1/20GK2857083SQ20052007702
公开日2007年1月10日 申请日期2005年10月29日 优先权日2005年10月29日
发明者寇大治 申请人:中国科学技术大学