一种刀片服务器及其计算节点的制作方法

本发明涉及刀片式服务器内计算节点和硬盘连接方式技术领域，特别是一种刀片服务器及其计算节点。

背景技术：

IT技术快速发展，云计算、数据中心等建设规模不断扩大，对高密度可扩展的服务器等信息产品的需求也随着增长。刀片服务器作为高密度、高可扩展性的服务器，在数据中心中的应用越来越多。

典型刀片服务器结构中，硬盘插装于硬盘插框内并与硬盘背板电连接，系统风扇和计算节点均与系统背板电连接，电源与系统背板电连接，扩展模块通过连接器与计算节点的主板电连接，硬盘背板和系统背板通过电力线电连接。

这种典型刀片服务器的硬盘和计算节点间数据交换路径为：硬盘—硬盘背板—系统背板—计算节点，由此可见，硬盘和计算节点间数据交换需要转接两次，这样势必导致系统设计和制造复杂、可靠性低、成本高。此外，硬盘背板和系统背板通过电力线连接，刀片服务器的硬盘和计算节点数量越多，电力线排布难度越大且占用机箱内大量空间。

有鉴于此，本领域技术人员亟待改进现有刀片服务器的结构，以解决其硬盘和计算节点数据交换过程繁琐问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供刀片服务器的计算节点，以解决其硬盘和计算节点数据交换过程繁琐问题。在此基础上，本发明还提供一种包括该计算节点的刀片服务器。

为了解决上述技术问题，本发明所提供的计算节点包括支撑架、计算节点主板、硬盘和硬盘背板；所述支撑架具有前后贯通的硬盘插框，所述硬盘插装于所述硬盘插框内并与所述硬盘背板的前端面电连接；所述计算节点主板与所述支撑架固定连接并与所述硬盘背板的后端面电连接，所述计算节点主板与所述刀片服务器的系统背板电连接。

计算节点将计算节点主板、硬盘和硬盘背板三者集成为模块化结构，使计算节点主板和硬盘通过硬盘背板直接电连接，省去了现有技术中计算节点主板和硬盘背板通过系统背板数据交换的环节，规避了硬盘背板和系统背板通过线缆连接交换数据造成线缆庞杂占用空间大的问题，从而使刀片服务器结构简单紧凑、数据交换过程简单可靠，继而降低了刀片服务器的设计和制造难度，降低了成本。此外，还避免了因多次数据转接交换而引起数据失真问题，从而提高了产品可靠性。

可选地，所述支撑架包括底壳和插框顶盖，所述硬盘插框由所述底壳和所述插框顶盖围合而成；所述计算节点主板固定连接于所述底壳。

可选地，所述硬盘和所述硬盘背板通过连接器可插拔地连接。

除上述计算节点外，本发明还提供一种刀片服务器，该刀片服务器包括机箱、系统背板和电源，还包括如上所述的计算节点；

所述机箱具有前后贯通的安装通道，所述计算节点、所述系统背板和所述电源由前至后顺次安装于所述安装通道内，所述计算节点和所述电源均与所述系统背板电连接。

计算节点具有上述技术效果，因此包括该计算节点的刀片服务器具有同样的技术效果，故而本文在此不再赘述。

可选地，所述计算节点和所述系统背板通过连接器可插拔连接。

可选地，还包括系统风扇，所述系统风扇安装于所述安装通道内并位于所述系统背板和所述电源之间，所述系统风扇与所述系统背板通过转接电路板电连接，所述系统风扇的出风口面向所述系统背板。

可选地，还包括扩展模块，所述扩展模块与所述电源并排设置并与所述系统背板的后端面电连接。

可选地，还包括管理模块，所述管理模块与所述电源并排设置并与所述系统背板的后端面电连接。

可选地，所述管理模块包括工作管理模块和备份管理模块，所述备份管理模块用于备份所述工作管理模块内的数据。

可选地，所述机箱包括箱底、前箱盖和后箱盖，所述安装通道由所述箱底、所述前箱盖和所述后箱盖围合而成；所述后箱盖与所述箱底可拆卸地连接并罩盖所述系统风扇。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供计算节点具体实施例的前端结构示意图；

图2为图1所示计算节点的后端结构示意图；

图3为本发明所提供刀片服务器具体实施例的前端结构示意图；

图4为图3所示刀片服务器的后端结构示意图；

图5为图3所示刀片服务器隐去前箱盖和后箱盖后的结构示意图；

图6和图7分别为图3所示刀片服务器隐去机箱后的侧视和俯视结构示意图。

其中，图1至图7中组件名称与附图标记对应关系为：

机箱：10箱底、11前箱盖、12后箱盖；

2计算节点：2a支撑架、20底壳、21插框顶盖、22计算节点主板、23硬盘、24硬盘背板；

3系统背板；

4电源；

5系统风扇；

6管理模块；

7扩展模块；

8转接电路板。

具体实施方式

本发明的核心在于，提供一种结构紧凑合理的计算节点。在此基础上，本发明还提供一种包括该计算节点的刀片服务器。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，现结合说明书附图来对本发明所提供的计算节点作进一步的详细说明。

需要说明的是，本文中的方位词前后、上下是以图4为基准设定。

请参见图1和图2，其中，图1为本发明所提供计算节点具体实施例的前端结构示意图，图2为图1所示计算节点的后端结构示意图。

结合图1和图2可知，本具体实施例所提供的计算节点2应用于刀片服务器，该计算节点包括支撑架2a、计算节点主板22、硬盘23和硬盘背板24；其中，支撑架2a具有前后贯通的硬盘插框，硬盘23插装于硬盘插框内并与硬盘背板24电连接；计算节点主板22与支撑架2a固定连接并与硬盘背板24电连接，计算节点主板22与刀片服务器的系统背板(图中未示出)电连接。

这种计算节点2将计算节点主板22、硬盘23和硬盘背板24三者集成为模块化结构，使计算节点主板22和硬盘23通过硬盘背板24直接电连接，省去了现有技术中计算节点主板和硬盘背板通过系统背板数据交换的环节，从而避免了因多次数据转接交换而引起数据失真问题，进而提高了产品可靠性。

此外，这种计算节点还规避了硬盘背板和系统背板通过线缆连接交换数据造成线缆庞杂占用空间大的问题，从而使刀片服务器结构简单紧凑、数据交换过程简单可靠，继而降低了刀片服务器的设计和制造难度，降低了成本。

进一步地，继续参见图1，支撑架2a包括底壳20和插框顶盖21，硬盘插框由底壳20和插框顶盖21围合而成，计算节点主板22固定连接于底壳20。

详细地，底壳20包括相互固定连接的支撑架底板和平行设置的两个支撑架立板，每个支撑架立板的长度沿前后方向延伸，插框顶盖21与两个支撑架立板固定连接，硬盘插框由插框顶盖21、支撑架底板和两个支撑架立板四者围合而成，计算节点主板22固定连接于支撑架底板上。

更为详细地，沿前后方向上，插框顶盖21长度小于底壳20长度，优选地插框顶盖21长度约为1/4的底壳20长度，如此设置使硬盘插框仅占用支撑架的前端部，支撑架剩余后部分为敞口结构，计算节点主板22固定连接于这一剩余部分的支撑架底板上，便于检修和更换计算节点主板22的电子元件。

需要说明的是，如图2所示，本具体实施例的计算节点主板22和硬盘背板24通过连接器可插拔地电连接，以便于维护和检修计算节点主板22。

基于相同的目的，硬盘23与硬盘背板24也是通过连接器可插拔地电连接。可以理解，连接器的具体结构及可插拔连接方式均为成熟的现有技术，本领域技术人员基于现有技术完全可以实现，故而本文在此不再赘述。

此外，本发明还提供一种刀片服务器，现以2U高度规格的刀片服务器为例，结合说明书附图来对本发明作进一步的详细说明。

请参见图3至5，其中，图3为本发明所提供刀片服务器具体实施例的前端结构示意图，图4为图3所示刀片服务器的后端结构示意图，图5为图3所示刀片服务器隐去前箱盖和后箱盖后的结构示意图。

如图5所示，本具体实施例所提供的刀片服务器包括机箱、系统背板3、电源4和计算节点2；其中，机箱具有前后贯通的安装通道，计算节点2、系统背板3和电源4由前至后顺次安装于安装通道内，计算节点2和电源4均与系统背板3电连接，电源4用于给系统背板3供电。为了便于本领域技术人员更好地理解刀片服务器的具体结构，请一并参见图3和4。

结合图3至图5可知，机箱包括箱底10、前箱盖11和后箱盖12，安装通道由箱底、前箱盖11和后箱盖12围合而成。

具体地，箱底10包括相互固定连接的机箱底板和平行设置的两个机箱立板，每个机箱立板的长度沿前后方向延伸，前箱盖11和后箱盖12拼接并与两个机箱立板连接。

更为具体地，箱底10、前箱盖11和后箱盖12具体为经折弯形成的U字型钣金件，箱底10开口朝上，前箱盖11和后箱盖12开口朝下并拼接后骑跨于箱底10。

其中，前箱盖11通过焊接、铆接或粘接等方式与箱底10固定连接，后箱盖12通过螺栓组件可拆卸地连接于箱底10。

具体到2U高度规格刀片服务器，其计算节点2数量通常为四个，这四个计算节点2均分为上下两排插装于安装通道的前端，并且每个计算节点2与系统背板3电连接。

进一步地，请参见图6和图7，图6和图7分别为图3所示刀片服务器隐去机箱后的侧视和俯视结构示意图。刀片服务器还包括系统风扇5，系统风扇5用于冷却安装通道内的硬盘23、硬盘背板24、计算节点主板22和系统背板3等电子元件，以防止刀片服务器过热死机。

详细地，如图6所示，系统风扇5设置于安装通道内并位于电源4和系统背板3之间，系统风扇5与系统背板3通过转接电路板8电连接，且系统风扇5的出风口面向系统背板3。

由于系统风扇5的出风口输出冷却风，因此系统风扇5的出风口侧形成冷风区域，也即本具体实施例中刀片服务器的计算节点2位于系统风扇5的冷风区域，对于作为经常性维护部件的计算节点来说，将其设置于系统风扇5的冷风区域可保证维护人员的工作舒适性。

详细地，转接电路板8与系统风扇5与系统背板3两者均通过连接器可插拔地电连接，以便于检修和维护系统风扇5。

此外，需要说明的是，本具体实施例中系统风扇5的数量为4个，这4个系统风扇5沿垂直于安装通道的延伸方向依次设置。可以理解，刀片服务器内系统风扇5的数量并不限定于4个，本领域技术人员基于机箱结构及实际冷却需要设定系统风扇5的数量。

更进一步地，结合图6和图7，该刀片服务器还包括扩展模块7和管理模块6，扩展模块7和管理模块6均与电源4并排设置并与系统背板3电连接。扩展模块7优选为PCIE扩展模块。

如背景技术中记载，现有刀片服务器中每个计算节点通过一块背板连接计算节点主板22和扩展模块7，而本具体实施例所提供的刀片服务器则仅用一块系统背板3实现了各计算节点主板22与相应扩展模块7电连接，从而极大地简化了系统的结构，进一步地降低了刀片服务器的制造成本。

此外，刀片服务器通过增设管理模块6，实现了对各个计算节点模组2的统一管理和网络融合功能，提高了产品性能和竞争力。

管理模块6具体用于对其连接的刀片服务器上的计算节点进行性能监控，并在出现故障时进行告警。

在现有的刀片服务器中，由于空间不足，需要通过在刀片服务器外部设置一个管理设备，并通过线缆连接刀片服务器中的计算节点和管理设备，然后一个管理设备并非仅服务于一个刀片服务器，过多的刀片服务器连接到一个管理设备进行管理，一方面也会占用更多的外部空间，另一方面过多刀片服务器通过一个管理设备进行管理时，如果管理设备出现故障，则会导致网络整体的故障，可靠性较差。

本具体实施例所提供的刀片服务器则通过将硬盘背板24连接设置于计算节点2的计算节点主板22上，并将多个计算节点2插接到同一个系统背板，可以通过同样连接到该系统背板上的管理模块2对该系统背板上所连接的计算节点2进行管理。

这样一来，每个刀片服务器上设置的管理模块6仅对其所在的刀片服务器上的计算节点进行管理，分化了管理过程，实现刀片服务器的功能融合，从而可以使每一个管理模块6仅对其所在的刀片服务器进行管理，使整网系统的可靠性更高，合理地分配了管理压力，也可以提升计算节点的管理效率，并且也可以节省刀片服务器的外部空间，从而进一步降低数据中心的布局压力。

当然，在满足功能需要的基础上，刀片服务器亦可仅设置扩展模块7和管理模块6中一者，也即，本领域技术人员可根据实际需求增设扩展模块7和/或管理模块6。

继续参见图7可知，本具体实施例中电源4和管理模块6的数量均为两个，两个电源4中一者为工作电源，用于给系统背板3供电，另一者为备用电源。

同理，管理模块6中一者为工作管理模块，另一者为备份管理模块，用于备份工作管理模块中相关数据,并在工作管理模块故障时对代替工作管理模块进行计算节点2的监控，防止因工作管理模块故障造成数据丢失。

如前所述，本具体实施例的后箱盖12通过螺栓组件可拆卸地连接于箱底10，后箱盖12用于罩盖系统风扇5、电源4、管理模块6和扩展模块7上，以便于检修系统风扇5。

最后，需要说明的是，为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，本具体实施例以2U高度和4个计算节点规格刀片服务器来举例说明，实际设计中，本领域技术人员以及实际需要设定刀片服务器的高度规格以及计算节点的数量。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。