一種基于融合架構的分布式存儲擴展架構的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種基于融合架構的分布式存儲擴展架構,涉及計算機系統(tǒng)技術，由計算模塊和存儲模塊兩個核心模塊組成，其中計算模塊由計算單元、管理單元和擴展單元組成；存儲模塊負責整個架構的資源存儲包括磁盤背板和磁盤底板；所述管理單元與計算單元之間交互通信；所述擴展單元與磁盤背板連接，磁盤背板支持若干存儲單元；且磁盤背板上設置有管理單元，管理單元與計算模塊的管理單元互連通信，將磁盤背板上的信息反饋給計算模塊進行處理，并接受處理由計算模塊傳送來的管理指令。本發(fā)明實現(xiàn)傳統(tǒng)計算資源平面與存儲資源平面的統(tǒng)一融合，同時具備高速的數(shù)據處理能力和大容量的數(shù)據存儲功能，滿足大數(shù)據時代對設備計算和存儲能力的需求。
【專利說明】一種基于融合架構的分布式存儲擴展架構

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及計算機系統(tǒng)技術，具體地說是一種基于融合架構的分布式存儲擴展架構。

【背景技術】
[0002]在傳統(tǒng)的服務器和存儲設計中，服務器往往針對計算密集型的應用，而儲存通常準對的是偏重數(shù)據存儲密集型的應用，這兩種產品在構架上是相對獨立的。隨著網絡數(shù)據量的爆炸式增長，對設備的處理能力也提出了很大的需求，以往傳統(tǒng)存儲服務器和機架服務器的架構設計，在計算性能和可擴張性方面均遇到局限性，無法滿足大數(shù)據時代對設備計算和存儲能力的需求。而隨著高速互連技術的發(fā)展以及具備高密度、高模塊化及高集成度形態(tài)產品越來越受到數(shù)據中心等客戶的青睞，因此給同時具備高速處理能力和大容量存儲空間的產品帶來的廣泛的市場需求。
[0003]融合基礎架構(Converged infrastructure)是把多個信息技術(IT)組件進行融合，組成一個單一的、優(yōu)化的計算解決方案。融合基礎架構解決方案的組件包括服務器，數(shù)據存儲設備，網絡設備和IT基礎設施管理，自動化和業(yè)務流程的軟件。分布式網絡存儲技術是將數(shù)據分散的存儲于多臺獨立的機器設備上。分布式網絡存儲系統(tǒng)采用可擴展的系統(tǒng)結構，利用多臺存儲服務器分擔存儲負荷，利用位置服務器定位存儲信息，不但解決了傳統(tǒng)集中式存儲系統(tǒng)中單存儲服務器的瓶頸問題，還提高了系統(tǒng)的可靠性、可用性和擴展性。


【發(fā)明內容】

[0004]本方明針對現(xiàn)有技術存在的不足之處，提供一種基于融合架構的分布式存儲擴展架構。
[0005]本發(fā)明所述一種基于融合架構的分布式存儲擴展架構，解決所述技術問題采用的技術方案如下:該分布式存儲擴展架構提出一種基于橫向平面可擴展的高密度存儲架構，通過橫向高速擴展平面，在新的體系架構中實現(xiàn)傳統(tǒng)計算資源平面與存儲資源平面進行統(tǒng)一的融合；所述分布式存儲擴展架構主體由計算模塊和存儲模塊兩個核心模塊組成，其中計算模塊負責整個架構的核心運算，主要由計算單元、管理單元和擴展單元組成；存儲模塊負責整個架構的資源存儲，主要由磁盤背板和磁盤底板組成。
[0006]所述計算模塊中，所述計算單元采用若干處理單元組成，處理單元之間通過互連總線連接；所述管理單元作為整個系統(tǒng)的管理中心，與計算單元之間交互通信；所述擴展單元與存儲模塊相連，一方面負責計算模塊與存儲模塊間數(shù)據的傳輸，另一方面能夠根據處理單元的指令對存儲模塊進行數(shù)據的操作與動作的控制，還能夠對存儲模塊上RAID信息進行處理，包括數(shù)據冗余算法的運算和遇到問題后數(shù)據CRC的校驗及恢復。
[0007]所述存儲模塊中，所述磁盤背板主要負責與前端物理存儲之間的數(shù)據傳輸，與計算模塊的擴展單元連接，同時所述磁盤背板上可以支持若干存儲單元；且所述磁盤背板上設置有管理單元，所述管理單元與計算模塊的管理單元互連通信，將磁盤背板上的信息反饋給計算模塊進行處理，同時接受并處理由計算模塊傳送來的管理指令；且磁盤底板連接系統(tǒng)供電背板，將系統(tǒng)供電背板上提供的電傳送到磁盤背板上，保證這些存儲單元的運行。
[0008]此外，所述磁盤底板通過線纜與前置Π板連接，用于提供控制信號，并監(jiān)控整個磁盤背板上支持的存儲單元的運行狀態(tài)。
[0009]本發(fā)明的一種基于融合架構的分布式存儲擴展架構與現(xiàn)有技術相比具有的有益效果是:本發(fā)明所述分布式存儲擴展架構通過橫向高速擴展平面，在新的體系架構中實現(xiàn)傳統(tǒng)計算資源平面與存儲資源平面的統(tǒng)一融合，突破了傳統(tǒng)架構中計算和存儲相互獨立不利于數(shù)據信息的綜合處理控制、存儲的弊端，在新的架構中可以同時具備高速的數(shù)據處理能力和大容量的數(shù)據存儲功能，滿足大數(shù)據時代對設備計算和存儲能力的需求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]附圖1為所述融合架構的分布式存儲擴展架構的原理框圖；
附圖2為所述融合架構的分布式存儲擴展架構的示意圖；
附圖3為所述融合架構的分布式存儲擴展架構的工作示意圖；
附圖標記說明:1、計算模塊；2、存儲模塊；3、管理單元；4、擴展單元；5、磁盤背板；6、磁盤底板；7、供電背板；8、前置UI板。

【具體實施方式】
[0011]為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參考附圖，對本發(fā)明所述一種基于融合架構的分布式存儲擴展架構進一步詳細說明。
[0012]本發(fā)明所述一種基于融合架構的分布式存儲擴展架構，提出一種基于橫向平面可擴展的高密度存儲架構，通過橫向高速擴展平面，在新的體系架構中實現(xiàn)傳統(tǒng)計算資源平面與存儲資源平面進行統(tǒng)一的融合。本基于融合架構的分布式存儲擴展架構，突破了傳統(tǒng)服務器中計算應用與存儲應用相對獨立的設計，在新的架構中可以同時具備高速的數(shù)據處理能力和大容量的數(shù)據存儲功能，滿足大數(shù)據時代對設備計算和存儲能力的需求。
[0013]實施例1:
本實施例所述一種基于融合架構的分布式存儲擴展架構，所述分布式存儲擴展架構主體由計算模塊和存儲模塊兩個核心模塊組成，其中計算模塊作為整個架構的核心運算，主要由計算單元、管理單元和擴展單元組成。
[0014]所述計算單元采用若干處理單元組成，處理單元之間通過互連總線連接；
所述管理單元作為整個系統(tǒng)的管理中心，與計算單元之間交互通信；
所述擴展單元作為與存儲模塊間的信息數(shù)據處理的重要單元，一方面作為計算模塊與存儲模塊間數(shù)據的傳輸通道，負責信息傳輸，起到信息傳輸橋梁的作用；另一方面能夠根據計算模塊的指令對存儲模塊進行數(shù)據的操作與動作的控制，還能夠對存儲模塊上RAID信息進行處理，包括數(shù)據冗余算法的運算和遇到問題后數(shù)據CRC的校驗及恢復。
[0015]本實施例所述基于融合架構的分布式存儲擴展架構中，所述存儲模塊由磁盤背板和磁盤底板兩部分組成；
其中磁盤背板主要負責與前端物理存儲之間的數(shù)據傳輸，與計算模塊的擴展單元連接，所述磁盤背板上可以支持若干存儲單元；所述磁盤背板上設置有管理單元，所述管理單元與計算模塊的管理單元互連通信，將磁盤背板上的信息反饋給計算模塊進行處理，同時接受并處理由計算模塊傳送來的管理指令；
所述磁盤底板一方面連接系統(tǒng)的中背板，將中背板上提供的電傳送到磁盤背板上，保證這些存儲單元的運行；另一方面通過線纜與前置Π板連接，用于提供控制信號，并監(jiān)控整個磁盤背板上支持的存儲單元的運行狀態(tài)。
[0016]實施例2:
本實施例所述基于融合架構的分布式存儲擴展架構，在實施例1的基礎上，如附圖1所示，所述計算模塊的計算單元采用2顆X86架構處理單元(處理單元1、處理單元2)組成，處理單元將通過兩條高速的QPI互連總線連接，傳輸速率高達9.6GT/s ;所述計算模塊的擴展單元包括RAID扣卡和Mini SAS Port，所述處理單元I與RAID扣卡之間通過I條PCIE3.0x4的鏈路連接，所述RAID扣卡作為系統(tǒng)中磁盤陣列的主要控制單元，采用Mezz扣卡的設計形態(tài)，一方面接收處理單元的指令，另一方面控制磁盤陣列中數(shù)據的讀??；且RAID扣卡自身將PCIe信號轉換成Min1-SAS信號后，通過Mini SAS Port與磁盤背板上的SAS擴展單元連接。
[0017]所述存儲模塊的磁盤背板上支持12個2.5寸SAS/SATA存儲單元，以2個存儲單元為I個豎組，橫向空間內共支持6個豎組；所述磁盤背板上還設置了 SAS擴展單元，所述SAS擴展單元本身沒有數(shù)據處理能力，負責數(shù)據連接和數(shù)據傳送，SAS擴展單元主要用作連接12個存儲單元，將磁盤底板上12個存儲單元的數(shù)據傳輸?shù)接嬎隳K上進行處理，并根據處理單元或RAID扣卡的操作指令對存儲單元的數(shù)據進行操作。
[0018]所述計算模塊的管理單元作為整個系統(tǒng)的管理中心，與處理單元I之間通過I2C總線連接，負責接收處理單元下達的管理指令，同時將負責收集的管理數(shù)據發(fā)送到處理單元進行分析及解析。磁盤背板主要提供對數(shù)據的存儲和控制，磁盤背板上也有一個管理單元，一方面負責磁盤背板本身以及12個存儲單元狀態(tài)的監(jiān)控，通過I2C的管理總線獲取存儲單元上電壓、溫度等信息；另一方面通過SGP1總線與SAS擴展單元進行連接，通過SGP1實現(xiàn)對SAS擴展單元初始化信息的配置運行狀態(tài)的監(jiān)控。
[0019]所述磁盤背板上的管理單元與所述計算模塊的管理單元間通過SGP1和JATG兩條總線連接；所述計算模塊的管理單元啟動后通過SGP1總線配置及初始化硬板背板上的管理單元，待管理單元正常工作后又會通過SGP1和JATG兩條總線將磁盤背板上的信息反饋給計算模塊進行處理，同時接受并處理由計算模塊傳送來的管理指令。
[0020]同時，所述存儲模塊的磁盤底板的一端設置有電源連接器，通過將該電源連接器插接到系統(tǒng)供電背板的電源連接器上給存儲模塊供電，保證整個模塊的穩(wěn)定工作。此外，所述磁盤底板上還設置了管理信號連接器，該管理信號連接器與磁盤底板的管理單元連接，將該管理信號連接器連接到系統(tǒng)前置UI板的相應管理信號連接器上，而前置UI主要用來顯示存儲單元的運行狀態(tài)，便于管理人員監(jiān)控數(shù)據存儲的狀況。
[0021]實施例1和實施例2所述基于融合架構的分布式存儲擴展架構，其所述計算模塊為系統(tǒng)中主板，所述存儲模塊的磁盤背板上支持的存儲單元為12塊磁盤(DISK);如附圖2所示，右側為計算模塊1，左側為存儲模塊2 ;在計算模塊I上設置了兩個CPU (處理單元)、管理單元3和擴展單元4 ;在儲存模塊2上設置了磁盤背板5及其所支持的12個磁盤，以及與磁盤底板6所連接的供電背板7、前置UI板8，其中供電背板負責給整個模塊提供穩(wěn)定的電源供應，保證整個模塊的穩(wěn)定工作，磁盤背板主要提供對數(shù)據的存儲和控制，磁盤背板支持12個存儲單元，存儲模塊作為數(shù)據存儲的介質用來具體存儲實體的數(shù)據，前置UI板主要用來顯示這12個磁盤的運行狀態(tài)。
[0022]如附圖3所示，本實施例所述基于融合架構的分布式存儲擴展架構，整個存儲模塊2還可以統(tǒng)一從前端拔出，拔出動作不會影響整個存儲模塊的運行，不會對用戶實際運行的應用程序帶來任何影響，并且存儲模塊中的每個存儲單元還支持在線熱插拔操作維護。
[0023]上述【具體實施方式】僅是本發(fā)明的具體個案，本發(fā)明的專利保護范圍包括但不限于上述【具體實施方式】，任何符合本發(fā)明的權利要求書的且所屬【技術領域】的普通技術人員對其所做的適當變化或替換，皆應落入本發(fā)明的專利保護范圍。
【權利要求】
1.一種基于融合架構的分布式存儲擴展架構，其特征在于，提出一種基于橫向平面可擴展的高密度存儲架構，通過橫向高速擴展平面，在新的體系架構中實現(xiàn)計算資源平面與存儲資源平面統(tǒng)一融合；該分布式存儲擴展架構主體由計算模塊和存儲模塊兩個核心模塊組成，其中計算模塊負責整個架構的核心運算，主要由計算單元、管理單元和擴展單元組成；存儲模塊負責整個架構的資源存儲，主要包括磁盤背板和磁盤底板； 所述計算單元采用若干處理單元組成，處理單元之間通過互連總線連接；所述管理單元作為整個系統(tǒng)的管理中心，與計算單元之間交互通信；所述擴展單元與存儲模塊相連，負責計算模塊與存儲模塊間數(shù)據的傳輸，同時能夠根據處理單元的指令對存儲模塊進行數(shù)據的操作與動作的控制； 所述磁盤背板主要負責與前端物理存儲之間的數(shù)據傳輸，與計算模塊的擴展單元連接，同時磁盤背板上能夠支持若干存儲單元；且磁盤背板上設置有管理單元，所述管理單元與計算模塊的管理單元互連通信，將磁盤背板上的信息反饋給計算模塊進行處理，同時接受并處理由計算模塊傳送來的管理指令；所述磁盤底板連接系統(tǒng)供電背板，將系統(tǒng)供電背板上提供的電傳送到磁盤背板上，保證這些存儲單元的運行。
2.根據權利要求1所述一種基于融合架構的分布式存儲擴展架構，其特征在于，所述磁盤底板通過線纜與前置Π板連接，用于提供控制信號，并監(jiān)控整個磁盤背板上支持的存儲單元的運行狀態(tài)。
3.根據權利要求1或2所述一種基于融合架構的分布式存儲擴展架構，其特征在于，所述計算單元采用2顆X86架構處理單元:處理單元I和處理單元2，處理單元之間通過兩條高速的QPI互連總線連接。
4.根據權利要求3所述一種基于融合架構的分布式存儲擴展架構，其特征在于，所述計算模塊的擴展單元包括RAID扣卡，所述處理單元I與RAID扣卡之間通過一條PCIE3.0x4的鏈路連接。
5.根據權利要求3所述一種基于融合架構的分布式存儲擴展架構，其特征在于，所述RAID扣卡采用Mezz扣卡的設計形態(tài)。
6.根據權利要求4所述一種基于融合架構的分布式存儲擴展架構，其特征在于，所述磁盤背板上還設置了 SAS擴展單元，所述SAS擴展單元負責數(shù)據連接和數(shù)據傳送，SAS擴展單元主要用作連接磁盤背板上的存儲單元；所述計算模塊的擴展單元還包括Mini SASPort,所述RAID扣卡通過Mini SAS Port與磁盤背板上的SAS擴展單元連接,將存儲單元的數(shù)據傳輸?shù)接嬎隳K上進行處理，并根據處理單元或RAID扣卡的操作指令對存儲單元的數(shù)據進行操作。
7.根據權利要求4所述一種基于融合架構的分布式存儲擴展架構，其特征在于，所述磁盤背板上支持12個2.5寸SAS/SATA存儲單元，以2個存儲單元為I個豎組，橫向空間內共支持6個豎組。
8.根據權利要求7所述一種基于融合架構的分布式存儲擴展架構，其特征在于，所述磁盤背板的管理單元負責磁盤背板本身以及12個存儲單元狀態(tài)的監(jiān)控，通過I2C的管理總線獲取存儲單元上電壓、溫度信息；同時通過SGP1總線與SAS擴展單元進行連接，通過SGP1實現(xiàn)對SAS擴展單元初始化信息的配置運行狀態(tài)的監(jiān)控。
9.根據權利要求1或2所述一種基于融合架構的分布式存儲擴展架構，其特征在于，所述磁盤背板上的管理單元與所述計算模塊的管理單元間通過SGP1和JATG兩條總線連接。
10.根據權利要求4所述一種基于融合架構的分布式存儲擴展架構，其特征在于，所述存儲模塊的磁盤底板的一端設置有電源連接器，通過將該電源連接器插接到系統(tǒng)供電背板上給存儲模塊供電；所述磁盤底板上還設置有管理信號連接器，該管理信號連接器與磁盤底板的管理單元連接，通過將該管理信號連接器插接到系統(tǒng)前置UI板的相應管理信號連接器上進行通信。
【文檔編號】G06F3/06GK104461396SQ201410801075
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月22日 優(yōu)先權日:2014年12月22日
【發(fā)明者】王磊 申請人:浪潮電子信息產業(yè)股份有限公司