一种多单元服务器的传感器数据集成处理方法与流程

本发明涉及服务器领域，尤其涉及多单元服务器的传感器数据集成处理方法。

背景技术：

随着科技的发展，信息处理量越来越大，这给服务器的稳定运行提出了很高的要求。服务器，也称伺服器，是提供计算服务的设备。由于服务器需要响应服务请求，并进行处理，因此一般来说服务器应具备承担服务并且保障服务的能力。服务器的构成包括处理器、硬盘、内存、系统总线等，和通用的计算机架构类似，但是由于需要提供高可靠的服务，因此在处理能力、稳定性、可靠性、安全性、可扩展性、可管理性等方面要求较高。然而，现有服务器对各单元缺少可靠地实时检测以及预警分析，影响服务器的正常工作，降低了工作效率。

技术实现要素：

本发明针对以上问题，提供了一种能够实时监控，有效分析并预警，提高管理效率的多单元服务器的传感器数据集成处理方法。

本发明的技术方案是：包括以下步骤：

S1、所述多单元服务器包括计算单元、存储单元、交换单元和供电单元，各单元分别设有电压传感器和温度传感器；在多单元服务器内增加管理单元；

S2、在管理单元内嵌管理控制器，在计算单元、存储单元、交换单元和供电单元内嵌采集控制器，采集控制器收集各单元的电压和温度的传感器数据；

S3、各单元采集控制器通过IPMI组包传输到管理控制器；

S4、管理控制器对采集控制器中的传感器数据进行数据处理并实时显示，其中，数据处理包括分类、融合；

S4.1、管理控制器对电压传感器数据进行解析，对超出正常范围数据进行异常告警，根据关联度信息表对告警数据进行数据融合，融合处理后对输入电压进行限值或关断；

S4.2、管理控制器对温度传感器数据进行解析，对超出正常范围数据进行分级别告警，若严重告警时，对告警数据根据关联度信息表进行数据融合，出现严重告警温度时调节风扇转速；

S5、管理控制器对电压限值或关断、风扇转速调节反馈控制数据通过IPMI协议进行组包，通过以太网络发送到各单元采集控制器，采集控制器解包后对输入电压、风扇转速进行处理。

S4中包括以下步骤：

1）开始；

2）管理控制器初始化，预置基准、关联度信息表；

3）数据采集接收或反馈控制发送；

4）接收IPMI组包解析（图2中IPMI包为IPMI组包）；

5）分类电压、温度；

6）与基准信息表进行比较，判断是否正常；

6.1）正常，实时信息显示，结束；

6.2）异常；

7）接6.2）分级别告警；

7.1）一般，告警记录、统计，实时信息显示，结束；

7.2）严重；

8）接7.2）严重告警，转入反馈控制；

9）根据关联度信息表进行数据融合；

10）关闭告警电压源输入、风扇调节。

S4.1中，

管理控制器接收到电压数据，与基准电压值进行比较，电压值正常则进行实时电压值显示；

电压值异常则进入异常告警过程，

若单路电压超出范围，进入异常告警反馈，单路告警数据融合后即进行限值或关断；

若两路电压超出范围，同时进入异常告警反馈，则根据关联度信息表，对产生两路电压的同一电压输入源关断；

若多路电压超出范围，同时进入异常告警反馈，则根据关联度信息表，可前向关闭到主电源输出，直至关闭服务器总电源。

S4.2中，风扇运行包括以下步骤：

1）开机；

2）获取风扇属性；

3）设置初始转速级别；

4）正常运行阶段：

4.1）保持风扇转速；

4.2）稳定运行后逐级降低动态最小转速等级，查看是否出现异常；

4.3）动态最小转速等级降至风扇厂商规定最小等级后保持；

5）异常阶段：

5.1）普通告警，逐级增加风扇转速，回到正常状态后逐级下降风扇转速至最小动态风扇级；

5.2）重要告警，所有区域风扇转速调至最高，可降低出问题单元的电源等级，回到正常状态后逐级下降风扇转速至最小动态风扇级；

5.3）严重告警，所有区域调至最高转速，关闭出问题单元，回归正常状态后决定是否恢复出问题单元供电，回到正常状态后逐级下降风扇转速至最小动态风扇级别。

本发明中多单元服务器包括计算单元、存储单元、交换单元和供电单元，通过增加的管理单元对各单元传感器数据进行集成处理。首先，分别在计算单元、存储单元、交换单元和供电单元内嵌采集控制器，在管理单元内嵌管理控制器，采集控制器收集各单元电压、温度的传感器数据，通过IPMI组包传输到管理控制器进行分类、融合集成处理并实时显示。再管理控制器对传感器数据进行解析和分类，对超出正常范围数据进行分级别告警，分普通告警、重要告警和严重告警，出现告警数据时进行记录和响应，并对各级别告警次数进行统计。若严重告警时，对告警数据根据关联度信息表进行数据融合，出现严重告警电压时切断电压源输入，出现严重告警温度时调节风扇转速，反馈控制数据通过IPMI组包进行发送，有效避免了温度过高、芯片烧毁等现象。

本发明具有设计合理、优化管理等特点，通过对多单元服务器的各类传感器数据进行分类、融合集成处理并实时显示，同时对异常信息或超出预警情况进行及时处理，不仅实现了对传感器数据快速分类和融合功能，还可以对各单元部件进行自动有效控制，从而提高了用户分析、处理传感器数据的管理效率。

附图说明

图1是本发明的流程图，

图2是本发明中S4中数据处理的流程图，

图3是本发明中S4.2中风扇运行的流程图，

图4是本发明中计算单元采集控制流程图。

具体实施方式

本发明如图1-4所示，包括以下步骤：

S1、所述多单元服务器包括计算单元、存储单元、交换单元和供电单元，各单元分别设有电压传感器和温度传感器；在多单元服务器内增加管理单元；

S2、在管理单元内嵌管理控制器，在计算单元、存储单元、交换单元和供电单元内嵌采集控制器，采集控制器收集各单元的电压和温度的传感器数据；

S3、各单元采集控制器通过IPMI组包传输到管理控制器；

S4、管理控制器对采集控制器中的传感器数据进行数据处理并实时显示，其中，数据处理包括分类、融合；

S4.1、管理控制器对电压传感器数据进行解析，对超出正常范围数据进行异常告警，根据关联度信息表对告警数据进行数据融合，融合处理后对输入电压进行限值或关断；

S4.2、管理控制器对温度传感器数据进行解析，对超出正常范围数据进行分级别告警，若严重告警时，对告警数据根据关联度信息表进行数据融合，出现严重告警温度时调节风扇转速；

S5、管理控制器对电压限值或关断、风扇转速调节反馈控制数据通过IPMI协议进行组包，通过以太网络发送到各单元采集控制器，采集控制器解包后对输入电压、风扇转速进行处理。

本发明中：

IPMI：Intelligent Platform Management Interface智能平台管理接口

IPMB: Intelligent Platform Management BUS智能平台管理总线

LAN：Local Area Network局域网

CPLD：Complex Programmable Logic Device复杂可编程逻辑器件

IPMI是一种开放标准的硬件管理接口规格，定义了管理控制器进行通信的特定方法。采用IPMI协议做管理，采用IPMB和LAN共用的方式传输IPMI消息，其中：

IPMB：设置LAN参数，作为底层配置数据传输接口；

LAN：传输IPMI消息。

利用IPMB的简单和可靠性做底层配置，LAN的高速传输数据，达到高性能管理的目的。

IPMB使用“请求——应答”协议，发送一条请求消息给控制器，该控制器会返回一外独立的应答消息。IPMB总线支持有15个控制器的系统，请求和应答消息都是通过I2C总线的“主写”(Master Write)模式传输的，即：一条请求消息是从一个作为I2C主端(Master)的节点发出，被一个作为I2C从端(Slave)的节点接收；对应的应答消息是从一个作为I2C主端的应答设备发出，被一个作为I2C从端的请求发起者接收。

IPMI组包就是将传送/接收数据按IPMB数据格式封装过程，数据包包含链路数据头、命令和数据字节，链路数据头包含一个7位的从地址，1位I2C读写位（由于IPMB协议只使用I2C的主写模式，所以这个读写位总是0），网络/链路功能号和校验字节。

如图1所示，本发明的方法为：增加管理单元、数据采集、数据传输、数据处理以及反馈控制数据进行处理。

如图4所示，以计算单元为例，其与管理单元之间的模块框图以及数据采集流程图为:计算单元内设置采集控制器、电压传感器、温度传感器和CPLD，CPLD分别与电压传感器以及温度传感器互通；

采集控制器内设有电压以及温度采集控制模块、IPMI协议栈，两者之间互通，同时IPMI协议栈连接计算单元的IPMI网络接口；

CPLD与电压以及温度采集控制模块信号传输；

本发明中CPLD是一种根据需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路。其基本设计方法是借助集成开发软件平台，用原理图、硬件描述语言等方法，生成相应的目标文件，通过下载器将代码传送到目标芯片中，实现设计的数字系统。

CPLD主要对电压、温度监测和反馈的状态切换和逻辑控制，如打开/关闭3.3V输入电源，打开/关闭风扇等。

管理单元内设有管理控制器，管理控制器内设有状态显示/反馈控制模块、IPMI协议栈，两者互通，同时，IPMI协议栈连接管理单元的IPMI网络接口；

最后，管理单元的IPMI网络接口通过LAN网络与计算单元的IPMI网络接口信号传输。

如图2所示，S4中包括以下步骤（其为S4的具体步骤）：

1）开始；

2）管理控制器初始化，预置基准、关联度信息表；

3）数据采集接收或反馈控制发送；

4）接收IPMI组包解析；

5）分类电压、温度；

6）与基准信息表进行比较，判断是否正常；

6.1）正常，实时信息显示，结束；

6.2）异常；

7）接6.2）分级别告警；

7.1）一般，告警记录、统计，实时信息显示，结束；

7.2）严重；

8）接7.2）严重告警，转入反馈控制；

9）根据关联度信息表进行数据融合；

10）关闭告警电压源输入、风扇调节。

S4.1中，管理控制器接收到电压数据，与基准电压值进行比较，电压值正常则进行实时电压值显示；

电压值异常则进入异常告警过程，

若单路电压超出范围，进入异常告警反馈，单路告警数据融合后即进行限值或关断；

若两路电压超出范围，同时进入异常告警反馈，则根据关联度信息表，对产生两路电压的同一电压输入源关断；

若多路电压（至少三路电压）超出范围，同时进入异常告警反馈，则根据关联度信息表，可前向关闭到主电源输出，直至关闭服务器总电源。

本发明以计算单元为例，电压关联度信息表为：

12V(1)→0.9V(11)

12V(2)→3.3V(21) →1.2V(211)

12V(2)→5V(22)

5V(1)→3.3V(12)→1.5V(121)

5V(2)→3.3V(21)→1.8V(211)

5V(2)→3.3V(22)→2.5V(221)

管理控制器接收到电压传感器数据，解包分类出电压数据，与基准电压值进行比较，电压值正常则进行实时电压值显示；若电压值异常则进入异常告警过程，如1.8V电压超出1.7V~1.9V范围，进入异常告警反馈，单路告警数据融合后即对1.8V限值或关断；2.5V超出2.4V~2.6V范围，也会进入异常告警反馈，同样单路告警数据融合后即对2.5V限值或关断；若1.8V、2.5V同时进入异常告警反馈，则根据关联度信息表，对产生1.8V、2.5V的同一电压输入源3.3V关断。若多路电压异常告警根据关联度信息表，可前向关闭到主电源输出，直至关闭服务器总电源。其余单元同理。

这样逐级关闭电压好处是：对于某路电压异常不至于关闭服务器总电源，从而影响服务器所有单元工作，争取了服务器应急处理时间，或者可通过冗余热备方式在线更换故障单元，能够确保服务器不间断连续工作。

S4.2中，风扇运行包括以下步骤：

1）开机；

2）获取风扇属性（即获取厂商建议风速级别和最大转速级别）；

3）设置初始转速级别（即厂商建议转速级别）；

4）正常运行阶段：

4.1）保持风扇转速；

4.2）稳定运行后逐级降低动态最小转速等级，查看是否出现异常；

4.3）动态最小转速等级降至风扇厂商规定最小等级后保持；

5）异常阶段：

5.1）普通告警，逐级增加风扇转速，回到正常状态后逐级下降风扇转速至最小动态风扇级；

5.2）重要告警，所有区域风扇转速调至最高，可降低出问题单元的电源等级，回到正常状态后逐级下降风扇转速至最小动态风扇级；

5.3）严重告警，所有区域调至最高转速，关闭出问题单元，回归正常状态后决定是否恢复出问题单元供电，回到正常状态后逐级下降风扇转速至最小动态风扇级别。

温度监测实现服务器的散热，其分为三个阶段，发现阶段，正常运作阶段和异常阶段。散热控制的目标是在满足散热需求的时候尽可能降低风扇转速。

1)发现阶段：

1.发现风扇存在；

2.设置风扇转速为厂商推荐值；

2)正常阶段：

1.保持风扇转速；

2.经过稳定一段时间后降低动态最小转速等级，查看是否出现异常；

3.动态最小转速等级降至风扇厂商规定最小等级后保持；

3)异常阶段：

a)普通报警：

1.增加所有区域风扇转速；

2.回到正常状态后逐级下降风扇转速至最小动态风扇级；

b)重要报警：

1.将所有区域风扇转速调至最大；

2.如果可能，降低出问题单元的电源等级；

3.回到正常状态后逐级下降风扇转速至最小动态风扇级

c)严重报警：

1.将所有区域风扇转速调至最大；

2.关闭出问题单元；

3.回归正常状态后决定是否恢复出问题单元供电；

4.回到正常状态后逐级下降风扇转速至最小动态风扇级别；

4)设置风扇为最大转速的情况：

a)有区域风扇丢失后所有转速调至最大；

b)风扇转速超阀值时，同区域所有风扇转速调至最大；

目前默认风扇启动等级为1级，而默认设置传感器阀值均在60度及以上，这就导致初始的散热无法满足机箱的需求，进而导致风扇转速的提升无法及时有效的解决散热需求。

本发明默认通过启动脚本将风扇的级别调整在6级，这样基本可以满足整机的初始散热需求，根据实测也为一般运行时动态调整最终散热等级。同时针对机箱的散热情况，根据实测数据，将风扇的最小等级设定在一个合理值上，保证风扇声音和机箱稳定性的一个平衡。