一种智能网卡和数据中心的制作方法

1.本发明涉及计算机领域，并且更具体地涉及一种智能网卡和数据中心。


背景技术：

2.随着数据中心的发展，越来越多的业务上云，带来了诸多的挑战。为了满足多样化的客户需求，以及进一步提高云数据中心的可靠性和拓展性，智能网卡技术逐渐发展起来。智能网卡在数据中心主要作用是卸载服务器上的和客户的业务无关的功能，包括虚拟报文交换功能，网盘存储功能，报文加密功能。这些功能的特点一般都是逻辑简单，但是却占用大量的服务器的资源，因此如果能把这些功能卸载到专用的网卡上来处理的话，服务器上将会有更多的资源可以出售给客户使用。除此之外，对于诸如裸金属在内的诸多业务，也高度依赖智能网卡来作为数据流量的出入端口，实现整个的框架搭建。
3.智能网卡的架构高度复杂，并且由于其在数据中心的特殊作用，对其的可靠性要求也极高。因此，智能网卡的设计关键在于如何在高复杂度的架构下设计出高可靠性的产品。
4.服务器的各个智能网卡之间都是独立的设计。外部通过网络接口接入到数据中心的核心网中。这种设计，每个智能网卡上的各个模块独立工作，如果一个卡上的某个模块工作异常，那么这张卡对应的整台服务器将无法正常工作。传统的智能网卡架构，业务依赖于单卡的正常工作，当一块网卡发生故障时，由于其作为数据流量的出入口，整台服务器都将无法正常工作，因此传统的智能网卡架构无法保证高可靠性的要求，对客户存在业务上的风险。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明实施例的目的在于提出一种智能网卡和数据中心，通过使用本发明的技术方案，能够提高系统的可靠性，能够避免因某台设备故障而导致客户业务暂停的情况，为企业带来收益。
6.基于上述目的，本发明的实施例的一个方面提供了一种智能网卡，包括：
7.接口模块，接口模块包括cpu和fpga芯片，接口模块用来处理核心的业务逻辑，接口模块连接到外部网络接口；
8.硬件模块，硬件模块包括输出接口、资源模块和输入输出接口，输出接口连接到接口模块，资源模块连接到输出接口并通过板内的信号线输出给接口模块以为接口模块提供工作所需的各个资源，输入输出接口用于连接到其他智能网卡的对应接口以与其他智能网卡互联。
9.根据本发明的一个实施例，资源模块包括电源模块、时钟模块和管理模块，电源模块使用ti公司的pxe1410实现，时钟模块使用silicon lab公司的si5341芯片，管理模块使用intel的max 10芯片。
10.根据本发明的一个实施例，输入输出接口包括南向输入接口和北向输出接口，南
向输入接口连接到北向输出接口，南向输入接口还连接到资源模块。
11.根据本发明的一个实施例，南向输入接口配置用于与其他智能网卡的北向输出接口互联，北向输出接口配置用于与其他职能网卡的南向输入接口互联。
12.根据本发明的一个实施例，接口模块和硬件模块组装成智能网卡的实体并插入服务器中的对应槽位上。
13.本发明的实施例的另一个方面，还提供了一种数据中心，数据中心包括服务器机架和服务器，每个服务器包括智能网卡，智能网卡包括：
14.接口模块，接口模块包括cpu和fpga芯片，接口模块用来处理核心的业务逻辑，接口模块连接到外部网络接口；
15.硬件模块，硬件模块包括输出接口、资源模块和输入输出接口，输出接口连接到接口模块，资源模块连接到输出接口并通过板内的信号线输出给接口模块以为接口模块提供工作所需的各个资源，输入输出接口用于连接到其他智能网卡的对应接口以与其他智能网卡互联。
16.根据本发明的一个实施例，输入输出接口包括南向输入接口和北向输出接口，南向输入接口连接到北向输出接口，南向输入接口还连接到资源模块。
17.根据本发明的一个实施例，数据中心中每个服务器中的智能网卡的南向输入接口与上一级智能网卡的北向输出接口互联用来接收上一级智能网卡的各个模块的信号，智能网卡的北向输出接口与下一级智能网卡的南向输入接口互联用来将智能网卡的各个模块的信号提供给下一级智能网卡，每个智能网卡的输入输出接口互联以组成智能网卡硬件资源池，智能网卡硬件资源池配置为在智能网卡的资源模块故障时，使用其他智能网卡中的闲置的资源模块提供资源。
18.根据本发明的一个实施例，接口模块和硬件模块组装成智能网卡的实体并插入服务器中的对应槽位上。
19.根据本发明的一个实施例，资源模块包括电源模块、时钟模块和管理模块，电源模块使用ti公司的pxe1410实现，时钟模块使用silicon lab公司的si5341芯片，管理模块使用intel的max 10芯片。
20.本发明具有以下有益技术效果：本发明实施例提供的智能网卡，通过设置接口模块，接口模块包括cpu和fpga芯片，接口模块用来处理核心的业务逻辑，接口模块连接到外部网络接口；硬件模块，硬件模块包括输出接口、资源模块和输入输出接口，输出接口连接到接口模块，资源模块连接到输出接口并通过板内的信号线输出给接口模块以为接口模块提供工作所需的各个资源，输入输出接口用于连接到其他智能网卡的对应接口以与其他智能网卡互联的技术方案，能够提高系统的可靠性，能够避免因某台设备故障而导致客户业务暂停的情况，为企业带来收益。
附图说明
21.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实施例。
22.图1为根据本发明一个实施例的智能网卡的示意图；
23.图2为根据本发明一个实施例的数据中心的示意图。
具体实施方式
24.以下描述了本公开的实施例。然而，应该理解，所公开的实施例仅仅是示例，并且其他实施例可以采取各种替代形式。附图不一定按比例绘制；某些功能可能被夸大或最小化以显示特定部件的细节。因此，本文公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制性的，而仅仅是作为用于教导本领域技术人员以各种方式使用本发明的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解的，参考任何一个附图所示出和描述的各种特征可以与一个或多个其他附图中所示的特征组合以产生没有明确示出或描述的实施例。所示特征的组合为典型应用提供了代表性实施例。然而，与本公开的教导相一致的特征的各种组合和修改对于某些特定应用或实施方式可能是期望的。
25.基于上述目的，本发明的实施例的第一个方面，提出了一种智能网卡的一个实施例。图1示出的是该智能网卡的示意图。
26.如图1中所示，该智能网卡可以包括：
27.接口模块，接口模块包括cpu和fpga芯片，接口模块用来处理核心的业务逻辑，接口模块连接到外部网络接口。智能网卡接口模块独立工作，通过cpu和fpga芯片处理核心的业务逻辑，智能网卡接口模块可以包括intel的xeon-d处理器和intel的agilex fpga芯片。
28.硬件模块，硬件模块包括输出接口、资源模块和输入输出接口，输出接口连接到接口模块，资源模块连接到输出接口并通过板内的信号线输出给接口模块以为接口模块提供工作所需的各个资源，输入输出接口用于连接到其他智能网卡的对应接口以与其他智能网卡互联。其中资源模块包括电源模块、时钟模块和管理模块，电源模块使用ti公司的pxe1410实现，时钟模块使用silicon lab公司的si5341芯片，管理模块使用intel的max 10芯片。管理模块用来监控本卡上的工作状态，以及其他卡的功能状态，从而可以及时的发现故障或者响应其他网卡的故障。输入输出接口包括南向输入接口和北向输出接口，南向输入接口连接到北向输出接口，南向输入接口还连接到资源模块。南向输入接口配置用于与其他智能网卡的北向输出接口互联，北向输出接口配置用于与其他职能网卡的南向输入接口互联。智能网卡的资源模块互相通过南向接口和北向接口互联，能够组成智能网卡硬件资源池，由于资源池中的各个模块一般不会同时工作在满负荷下，因此当某一个智能网卡资源模块故障的时候，可以通过调度管理，立刻由其他智能网卡中的闲置的资源模块来临时接管资源供应，从而确保对应的智能网卡接口模块可以正常工作。
29.通过本发明的技术方案，能够提高系统的可靠性，能够避免因某台设备故障而导致客户业务暂停的情况，为企业带来收益。
30.在本发明的一个优选实施例中，资源模块包括电源模块、时钟模块和管理模块，电源模块使用ti公司的pxe1410实现，时钟模块使用silicon lab公司的si5341芯片，管理模块使用intel的max 10芯片。
31.在本发明的一个优选实施例中，输入输出接口包括南向输入接口和北向输出接口，南向输入接口连接到北向输出接口，南向输入接口还连接到资源模块。可以通过南向输入接口和北向输出接口将一个智能网卡的资源调度给另一个智能网卡使用。
32.在本发明的一个优选实施例中，南向输入接口配置用于与其他智能网卡的北向输出接口互联，北向输出接口配置用于与其他职能网卡的南向输入接口互联。
33.在本发明的一个优选实施例中，接口模块和硬件模块组装成智能网卡的实体并插入服务器中的对应槽位上。
34.通过本发明的技术方案，能够解决目前智能网卡单卡可靠性较低的问题，从而降低数据中心智能网卡产品的故障率，节约成本。
35.基于上述目的，本发明的实施例的第二个方面，提出了一种数据中心，如图2所示，数据中心包括服务器机架和服务器，每个服务器包括智能网卡，智能网卡包括：
36.接口模块，接口模块包括cpu和fpga芯片，接口模块用来处理核心的业务逻辑，接口模块连接到外部网络接口；
37.硬件模块，硬件模块包括输出接口、资源模块和输入输出接口，输出接口连接到接口模块，资源模块连接到输出接口并通过板内的信号线输出给接口模块以为接口模块提供工作所需的各个资源，输入输出接口用于连接到其他智能网卡的对应接口以与其他智能网卡互联。资源模块包括电源模块、时钟模块和管理模块，输入输出接口包括南向输入接口和北向输出接口。电源模块、时钟模块和管理模块接入到输出接口，通过板内的信号线输出给智能网卡接口模块，提供后者正常工作所需的各个资源。南向输入接口和上一级网卡的北向输出接口互联，用来接收上一级网卡的各个模块的信号，北向输出接口和下一级网卡的南向输入接口互联，用来将本卡的各个模块的信号提供给下一级网卡。管理模块用来监控本卡上的工作状态，以及其他卡的功能状态，从而可以及时的发现故障或者响应其他网卡的故障。
38.智能网卡接口模块和智能网卡资源模块互联，其中智能网卡接口模块承担主要的逻辑功能，智能网卡资源模块为智能网卡接口模块提供所需要的资源。智能网卡接口模块和智能网卡资源模块组成一台智能网卡的实体插入服务器中的对应槽位上，和外部数据中心的网络接口互联。服务器机架上包括多台服务器，其中每台服务器中的智能网卡资源模块互相通过南向接口和北向接口互联，组成只能网卡硬件资源池，由于资源池中的各个模块一般不会同时工作在满负荷下，因此当某一个智能网卡硬件模块故障的时候，可以通过调度管理，立刻由其他智能网卡中的闲置的硬件模块来临时接管资源供应，从而确保对应的智能网卡接口模块可以正常工作。
39.在本发明的一个优选实施例中，输入输出接口包括南向输入接口和北向输出接口，南向输入接口连接到北向输出接口，南向输入接口还连接到资源模块。
40.在本发明的一个优选实施例中，数据中心中每个服务器中的智能网卡的南向输入接口与上一级智能网卡的北向输出接口互联用来接收上一级智能网卡的各个模块的信号，智能网卡的北向输出接口与下一级智能网卡的南向输入接口互联用来将智能网卡的各个模块的信号提供给下一级智能网卡，每个智能网卡的输入输出接口互联以组成智能网卡硬件资源池，智能网卡硬件资源池配置为在智能网卡的资源模块故障时，使用其他智能网卡中的闲置的资源模块提供资源。
41.在本发明的一个优选实施例中，接口模块和硬件模块组装成智能网卡的实体并插入服务器中的对应槽位上。
42.在本发明的一个优选实施例中，资源模块包括电源模块、时钟模块和管理模块，电
源模块使用ti公司的pxe1410实现，时钟模块使用silicon lab公司的si5341芯片，管理模块使用intel的max 10芯片。
43.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
44.上述实施例，特别是任何“优选”实施例是实现的可能示例，并且仅为了清楚地理解本发明的原理而提出。可以在不脱离本文所描述的技术的精神和原理的情况下对上述实施例进行许多变化和修改。所有修改旨在被包括在本公开的范围内并且由所附权利要求保护。