一种基于主从架构的微服务器集群系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及计算机架构领域，具体地说是一种基于主从架构的微服务器集群系统。
【背景技术】
[0002]随着互联网的发展，出现了大量的轻量化事务以及计算处理任务；传统的服务器的CPU，CPU核心数量有限，面对处理大量轻量化的事务和计算任务，并发处理轻量化事务能力受限，不能有效利用每个高性能的CPU核心，造成大量的资源浪费。
[0003]
【发明内容】
本发明的技术任务是提供一种基于主从架构的微服务器集群系统，来解决CPU核心数量有限，面对处理大量轻量化的事务和计算任务，并发处理轻量化事务能力受限，不能有效利用每个高性能的CPU核心，造成大量的资源浪费的问题。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:1、一种基于主从架构的微服务器集群系统，该系统包括(1)主CPU设备；(2)从CPU设备；(3)主从互联拓扑总线；(4)散热和供电系统；(5)带外管理单元；其中:
(1)主CPU设备:主端(Master)CPU采用网络处理性能强大的高性能CPU，对外提供网络端口，下游通过主从总线拓扑连接从CPU，给从CPU分发任务，响应从CPU的请求，整合从CPU的处理结果并反馈；同时采用主备双活的方式提高可靠性；
(2)从CPU设备:从端(Slave)CPU采用低功耗低成本的微处理器架构，处理主CPU设备下发的轻量化事务和计算任务，并计算返回结果；需要请求外部的存储等数据的，发送到主CPU，由主CPU设备进行统一的处理和反馈；
(3)主从互联拓扑总线:采用PCIE总线，PCIE协议是基于主从的通信模式；通过PCIESWITCH来划分主CPU设备的主备的Partit1n，实现冗余结构设计；
(4)散热和供电系统:整个微服务器集群采用统一的散热和供电系统，并通过带外管理总线，实现由带外系统的统一管理；
(5)带外管理单元:通过带外管理总线，监管主CPU节点，从CPU节点，主从互联拓扑总线以及散热和供电系统，实现微服务器集群的带外管理功能。
[0005]本发明的一种基于主从架构的微服务器集群系统和现有技术相比，具有以下有益效果:
1、本发明通过主从架构，进一步整合了微服务器集群的功能划分，从CPU设备采用微处理器架构，负责处理大量可并行处理的轻量化的事务和计算任务；主CPU设备负责轻量化事务的分发，统一管理，网络协议处理。主从设备的互联采用通用的PCIE总线，PCIE总线是一种主从总线模式，分主设备和从设备端。利用PCIE总线的通信特征，可以快速构建微服务器集群的总线拓扑，实现数据通信。并且PCIE总线占用较少的资源，可以采用大量的DMA (直接内存存取)传输方式，降低CPU的利用率；此外PCIE总线相比以太网络通信，在延迟方面有较大的改善。通过本发明的架构设计，事务处理划分更加专注，微服务器和主设备CPU都可以极大的提高自身的资源利用率，并且各自由于处理任务单一，中断减少，有效的降低了响应的时延；
2、本发明的冗余结构设计，主端设备采用主备双活模式，主备之间通过CPU总线互联，数据之间共享同步，即可同时响应外部请求并分发事务，也可作为冗余；主从总线拓扑上，通过PCIE SWITCH，划分两个对等总线区域(Partit1n)，即可解决PCIE总线多主端的冲突，可以实现主从设备互联总线的冗余；系统统一的散热和供电系统也采用冗余设计，提高系统的整体可靠性；
3、本发明的带外管理系统，负责系统中各个模块的带外数据管理，散热和供电系统的整体监控和调配，提高系统的功耗利用率和可靠性；对外提供带外管理功能接口 ；
4、采用微服务器集群，针对大量的轻量化事务以及计算处理任务的特点，采用多核微架构处理器，通过集群连接方式极大拓展核心数量，提高轻量化事务的并行处理能力的同时提高单核心的利用率。并且微处理器根据需要减少不了必须要的端口和功能，可以很大程度的提高功耗的利用率。
[0006]本发明具有设计合理、结构简单的特点，因而，具有很好的推广使用价值。
【附图说明】
[0007]下面结合附图对本发明进一步说明。
[0008]附图1为一种基于主从架构的微服务器集群系统的结构框图。
【具体实施方式】
[0009]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
[0010]本发明的一种基于主从架构的微服务器集群系统，该系统包括(1)主CPU设备；
(2)从CPU设备；(3)主从互联拓扑总线；(4)散热和供电系统；(5)带外管理单元；其中:
(1)主CPU设备:主端(Master) CPU采用网络处理性能强大的高性能CPU，对外提供网络端口，下游通过主从总线拓扑连接从CPU，给从CPU分发任务，响应从CPU的请求，整合从CPU的处理结果并反馈；同时采用主备双活的方式提高可靠性；(2)从CPU设备:从端(Slave)CPU采用低功耗低成本的微处理器架构，处理主CPU设备下发的轻量化事务和计算任务，并计算返回结果；需要请求外部的存储等数据的，发送到主CPU，由主CPU设备进行统一的处理和反馈；(3)主从互联拓扑总线:采用PCIE总线，PCIE协议是基于主从的通信模式；通过PCIE SWITCH来划分主CPU设备的主备的Partit1n，实现冗余结构设计；(4)散热和供电系统:整个微服务器集群采用统一的散热和供电系统，并通过带外管理总线，实现由带外系统的统一管理；(5)带外管理单元:通过带外管理总线，监管主CPU节点，从CPU节点，主从互联拓扑总线以及散热和供电系统，实现微服务器集群的带外管理功能。
[0011]具体连接方式:如附图1所示，(1)主CPU设备端，主备两个CPU直接通过冗余的互联总线互联；(2)PCIE SWITCH设备，桥接主CPU设备和从端的微服务器设备，构成服务器集群；(3)PCIE SWITCH划分了两个对等的PCIE总线区域(Partit1n)，主设备端的主备设备分别管理一个区域，实现冗余备份；(4)从CPU设备，也就是微服务器，有两个PCIE从设备端接口，分别连接到两个Partit1n区域。每个从CPU设备，都是一个基于微服务器架构的最小系统，只保留必要的接口和资源，可以有效降低资源浪费； 系统采用统一的散热管理单元和供电管理单元，为整个系统进行供电和散热处理；带外管理单元通过带外管理总线，与各个模块进行通信，对外提供带外管理接口，实现整个系统的带外管理功能。
[0012]通过上面【具体实施方式】，所述技术领域的技术人员可容易的实现本发明。但是应当理解，本发明并不限于上述的【具体实施方式】。在公开的实施方式的基础上，所述技术领域的技术人员可任意组合不同的技术特征，从而实现不同的技术方案。
【主权项】
1.一种基于主从架构的微服务器集群系统，其特征在于:该系统包括(I)主CPU设备；(2)从CPU设备；(3)主从互联拓扑总线；(4)散热和供电系统；(5)带外管理单元；其中: (1)主CPU设备:主端(Master)CPU采用网络处理性能强大的高性能CPU，对外提供网络端口，下游通过主从总线拓扑连接从CPU，给从CPU分发任务，响应从CPU的请求，整合从CPU的处理结果并反馈；同时采用主备双活的方式提高可靠性； (2)从CPU设备:从端(Slave)CPU采用低功耗低成本的微处理器架构，处理主CPU设备下发的轻量化事务和计算任务，并计算返回结果；需要请求外部的存储等数据的，发送到主CPU，由主CPU设备进行统一的处理和反馈； (3)主从互联拓扑总线:采用PCIE总线，PCIE协议是基于主从的通信模式；通过PCIESWITCH来划分主CPU设备的主备的Partit1n，实现冗余结构设计； (4)散热和供电系统:整个微服务器集群采用统一的散热和供电系统，并通过带外管理总线，实现由带外系统的统一管理； (5)带外管理单元:通过带外管理总线，监管主CPU节点，从CPU节点，主从互联拓扑总线以及散热和供电系统，实现微服务器集群的带外管理功能。
【专利摘要】本发明公开了一种基于主从架构的微服务器集群系统，属于计算机架构领域，本发明要解决的技术问题为CPU核心数量有限，面对处理大量轻量化的事务和计算任务，并发处理轻量化事务能力受限，不能有效利用每个高性能的CPU核心，造成大量的资源浪费。技术方案为：该系统包括（1）主CPU设备；（2）从CPU设备；（3）主从互联拓扑总线；（4）散热和供电系统；（5）带外管理单元；其中：（1）主CPU设备：主端（Master）CPU采用网络处理性能强大的高性能CPU，对外提供网络端口，下游通过主从总线拓扑连接从CPU，给从CPU分发任务，响应从CPU的请求，整合从CPU的处理结果并反馈。
【IPC分类】G06F15/173
【公开号】CN105335330
【申请号】CN201510900998
【发明人】范文洋
【申请人】浪潮电子信息产业股份有限公司
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2015年12月9日