一种基于分布式网络交换的整机柜产品架构设计的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种基于分布式网络交换的整机柜产品架构设计，其整个架构主要由计算资源池、存储资源池和I/O资源池三部分组成；计算资源池中由轻载计算单元和重载计算单元组成；I/O资源池提供全局共享的I/O设备扩展能力，每个I/O模块由I/O扩展单元、I/O控制单元、通信转换单元、分布式交换控制器和光传送单元5部分组成。本实用新型和现有技术相比，本体系架构的创新在于采用光互联技术，可以是单点的数据交换带宽达到100Gb/s，同时将基于分布式网络的全局共享式架构与传统整机柜产品架构进行融合，使得架构中计算、存储、网络和I/O资源完全池化，提高整个系统中资源的管理和使用效率。
【专利说明】一种基于分布式网络交换的整机柜产品架构设计
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及计算机【技术领域】，具体地说是一种基于分布式网络交换的整机柜产品架构设计。
【背景技术】
[0002]随着网络数据量的爆炸式增长，对设备的处理能力也提出了很大的需求，以往传统存储服务器和机架服务器的架构设计，在计算、网络和存储能力的扩展性方面均遇到了瓶颈，因此整机柜产品具有高密度、扩展灵活和便于维护的特点，特别受到数据中心或大型互联网公司的青睐。随着对数据传输量及传输速度的大幅提升，传统电缆的传输方式已经不适合大数据传输的需要，而随着光传输技术的发展，光作为高速传输介质更适合大数据传输的应用。
[0003]目前传统的整机柜产品体系结构均是采用基于电缆进行互连，互联传输带宽出现瓶颈，无法满足随着大数据时代的来临对海量数据交换及处理的需求，并且网络拓扑在部署后相对固定，变动成本很高，无法根据需求进行灵活的配置，同时系统中资源相对孤立，系统资源的池化程度低，造成系统资源限制、资源的有效利用率低。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种基于分布式网络交换的整机柜产品架构设计。
[0005]本实用新型的技术方案是按以下方式实现的，其整个架构主要由计算资源池、存储资源池和I/o资源池三部分组成；
[0006]计算资源池中由轻载计算单元和重载计算单元组成；
[0007]轻载计算单元由存储单元、轻量处理单元、通信转换单元、分布式交换控制器和光传送单元5部分连接组成，其中存储单元与轻量处理单元通过SMI总线进行连接，用来存储处理单元需要的数据，存储带宽可以达到16Gb/s ；
[0008]重载计算单元由存储单元、重量处理单元、通信转换单元、分布式交换控制器和光传送单元5部分组成，其中存储单元与重量处理单元通过SMI总线进行连接，用来存储处理单元需要的数据，存储带宽可以达到16Gb/s ；
[0009]I/O资源池提供全局共享的I/O设备扩展能力，每个I/O模块由I/O扩展单元、I/O控制单元、通信转换单元、分布式交换控制器和光传送单元5部分组成，其中I/O扩展单元与I/O控制单元通过PCIe总线进行连接，I个I/O扩展单元可以提供8个PCIe3.0 x8的扩展插槽，支持标准的PCIe扩展能力。
[0010]上述存储资源池提供分布式的存储模式，为整个机柜产品提供全局的磁盘数据存储，存储池可以满足针对面向冷数据、热数据和高速缓存等不同类型的存储数据。
[0011]本实用新型的优点是:
[0012]本实用新型的一种基于分布式网络交换的整机柜产品架构设计和现有技术相比，本体系架构的创新在于采用光互联技术，可以是单点的数据交换带宽达到lOOGb/s，同时将基于分布式网络的全局共享式架构与传统整机柜产品架构进行融合，使得架构中计算、存储、网络和I/O资源完全池化，提高整个系统中资源的管理和使用效率，因而，具有很好的使用价值。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为轻载计算单元架构图。
[0014]图2为重载计算单元架构图。
[0015]图3为I/O资源池架构图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图对本实用新型的一种基于分布式网络交换的整机柜产品架构设计作以下详细说明。
[0017]如图1-3所示，本实用新型的一种基于分布式网络交换的整机柜产品架构设计，整个架构主要由计算资源池、存储资源池和I/o资源池三部分组成；
[0018]计算资源池作为整机柜产品中的核心处理部分，提供对数据的运算和处理，并结合分布式网络提供面向整机柜的计算资源。针对业务负载量的轻重，整个计算资源池中由轻载计算单元和重载计算单元组成。每个计算模块由存储单元、处理单元、通信转换单元、分布式交换控制器和光传送单元5部分组成，其中存储单元与处理单元通过SMI总线进行连接，用来存储处理单元需要的数据，存储带宽可以达到16Gb/s。轻载计算单元中的处理单元采用ARM处理器，具有低功耗、低频率的特点，用于对计算数据量不大的前端接入类应用；重载计算单元中的处理单元选用传统X86架构的处理器，具备高频率和高浮点运算性能，适用于对数据处理有较高要求的应用需求。处理单元与通信转换单元直接进行连接，其中重载处理单元通过PCIe总线与转换单元连接,而轻载处理单元通过Ethernet链路与转换单元连接，通信转换单元会将重载处理单元和轻载处理单元传过来的信号统一转换为光信号，再由光传输模块进行传输，同时也将由光传输传来的信号转换为PCIe或Ethernet信号连接重载和轻载处理单元进行处理。光传送单元负责光信号的接收和发送，所有模块通过光传送单元实现100G光信号的全互连。
[0019]存储资源池提供分布式的存储模式，为整个机柜产品提供全局的磁盘数据存储，存储池可以满足针对面向冷数据、热数据和高速缓存等不同类型的存储数据。每个存储模块由存储单元、存储处理单元、通信转换单元、分布式交换控制器和光传送单元5部分组成，其中存储单元与存储处理单元通过SAS总线进行连接，I个存储处理单元，可以支持16个存储单元，每个存储单元可以支持标准的SAS、SATA或SSD存储介质。存储处理单元中的处理单元采用ARM或ATOM处理器，具有低功耗、低频率的特点，用于控制数据对存储单元的写入及读出。存储处理单元与通信转换单元直接进行连接，通信转换单元会将存储处理单兀传过来的PCIe信号统一转换为光信号,再由光传输模块进行传输，同时也将由光传输传来的信号转换为PCIe信号连接存储单元进行处理。光传送单元负责光信号的接收和发送，所有模块通过光传送单元实现100G光信号的全互连。
[0020]I/O资源提供全局共享的I/O设备扩展能力，每个I/O模块由I/O扩展单元、I/O控制单元、通信转换单元、分布式交换控制器和光传送单元5部分组成，其中I/O扩展单元与I/O控制单元通过PCIe总线进行连接，I个I/O扩展单元可以提供8个PCIe3.0 x8的扩展插槽，支持标准的PCIe扩展能力。I/O控制单元的处理单元采用X86架构的处理器，单个处理器最多可以提供40个PCIe的链路，用于I/O的扩展。I/O控制单元与通信转换单元直接进行连接，通信转换单元会将存储处理单元传过来的PCIe信号统一转换为光信号，再由光传输模块进行传输，同时也将由光传输传来的信号转换为PCIe信号连接I/O控制单元进行处理。光传送单元负责光信号的接收和发送，所有模块通过光传送单元实现100G光信号的全互连。
[0021]轻载处理模块，模块由存储单元、处理单元、通信转换单元、分布式交换控制器和光传送单元5部分组成，其中存储单元与处理单元通过SMI总线进行连接，用来存储处理单元需要的数据，存储带宽可以达到16Gb/s。轻载计算单元中的处理单元采用ARM处理器，具有低功耗、低频率的特点，用于对计算数据量不大的前端接入类应用。处理单元与通信转换单元直接进行连接，其中重载处理单元通过PCIe总线与转换单元连接，而轻载处理单元通过Ethernet链路与转换单元连接,通信转换单元会将重载处理单元和轻载处理单元传过来的信号统一转换为光信号，再由光传输模块进行传输，同时也将由光传输传来的信号转换为Ethernet信号连接重载和轻载处理单元进行处理。光传送单元负责光信号的接收和发送，所有模块通过光传送单元实现100G光信号的全互连。
[0022]重载处理模块，每个模块由存储单元、处理单元、通信转换单元、分布式交换控制器和光传送单元5部分组成，其中存储单元与处理单元通过SMI总线进行连接，用来存储处理单元需要的数据，存储带宽可以达到16Gb/s。重载计算单元中的处理单元选用传统X86架构的处理器，具备高频率和高浮点运算性能，适用于对数据处理有较高要求的应用需求。处理单元与通信转换单元直接进行连接，其中重载处理单元通过PCIe总线与转换单元连接，而轻载处理单元通过Ethernet链路与转换单元连接,通信转换单元会将重载处理单元和轻载处理单元传过来的信号统一转换为光信号，再由光传输模块进行传输，同时也将由光传输传来的信号转换为PCIe信号连接重载和轻载处理单元进行处理。
[0023]I/O扩展模块，每个I/O模块由I/O扩展单元、I/O控制单元、通信转换单元、分布式交换控制器和光传送单元5部分组成，其中I/O扩展单元与I/O控制单元通过PCIe总线进行连接，I个I/O扩展单元可以提供8个PCIe3.0 x8的扩展插槽，支持标准的PCIe扩展能力。I/O控制单元的处理单元采用X86架构的处理器，单个处理器最多可以提供40个PCIe的链路，用于I/O的扩展。I/O控制单元与通信转换单元直接进行连接，通信转换单元会将存储处理单元传过来的PCIe信号统一转换为光信号，再由光传输模块进行传输，同时也将由光传输传来的信号转换为PCIe信号连接I/O控制单元进行处理。光传送单元负责光信号的接收和发送，所有模块通过光传送单元实现100G光信号的全互连。
[0024]存储模块，每个存储模块由存储单元、存储处理单元、通信转换单元、分布式交换控制器和光传送单元5部分组成，其中存储单元与存储处理单元通过SAS总线进行连接，I个存储处理单元，可以支持16个存储单元，每个存储单元可以支持标准的SAS、SATA或SSD存储介质。存储处理单元中的处理单元采用ARM或ATOM处理器，具有低功耗、低频率的特点，用于控制数据对存储单元的写入及读出。存储处理单元与通信转换单元直接进行连接，通信转换单元会将存储处理单元传过来的PCIe信号统一转换为光信号，再由光传输模块进行传输，同时也将由光传输传来的信号转换为PCIe信号连接存储单元进行处理。光传送单元负责光信号的接收和发送，所有模块通过光传送单元实现10G光信号的全互连。
[0025]本实用新型的一种基于分布式网络交换的整机柜产品架构设计其加工制作非常简单方便，按照说明书附图所示即可加工。
[0026]除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。
【权利要求】
1.一种基于分布式网络交换的整机柜产品架构设计，其特征在于整个架构主要由计算资源池、存储资源池和I/o资源池三部分组成； 计算资源池中由轻载计算单元和重载计算单元组成； 轻载计算单元由存储单元、轻量处理单元、通信转换单元、分布式交换控制器和光传送单元5部分连接组成，其中存储单元与轻量处理单元通过SMI总线进行连接，用来存储处理单元需要的数据，存储带宽可以达到16Gb/s ； 重载计算单元由存储单元、重量处理单元、通信转换单元、分布式交换控制器和光传送单元5部分组成，其中存储单元与重量处理单元通过SMI总线进行连接，用来存储处理单元需要的数据，存储带宽可以达到16Gb/s ； I/O资源池提供全局共享的I/O设备扩展能力，每个I/O模块由I/O扩展单元、I/O控制单元、通信转换单元、分布式交换控制器和光传送单元5部分组成，其中I/O扩展单元与I/O控制单元通过PCIe总线进行连接，I个I/O扩展单元可以提供8个PCIe3.0 x8的扩展插槽，支持标准的PCIe扩展能力。
2.根据权利要求1所述的一种基于分布式网络交换的整机柜产品架构设计，其特征在于存储资源池提供分布式的存储模式，为整个机柜产品提供全局的磁盘数据存储，存储池可以满足针对面向冷数据、热数据和高速缓存等不同类型的存储数据。
【文档编号】G06F3/06GK204044729SQ201420507715
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月4日 优先权日:2014年9月4日
【发明者】王磊 申请人:浪潮电子信息产业股份有限公司