專利名稱：分布式節(jié)點動態(tài)管理數(shù)據(jù)自適應(yīng)交換方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，特別是涉及分布式節(jié)點動態(tài)管理數(shù)據(jù)自適應(yīng)交換方法。
背景技術(shù)：
IPMI (Intelligent Platform Management Interface,智能平臺管理接口)規(guī)范是 由Intel, Deil, HP和NEC為了提供對服務(wù)器物理特性如溫度、電壓、風(fēng)扇、電源和 機箱提供監(jiān)控而聯(lián)合開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)接口。 IPMI由三部分規(guī)范組成智能平臺管理接 口、智能平臺管理總線(IPMB)、智能機箱管理總線(ICMB)。 IPM規(guī)范定義了管 理軟件和機箱管理硬件的接口。 IPMB規(guī)范定義了內(nèi)部智能平臺管理總線。ICMB 規(guī)范定義了連接另加的IPMI使能系統(tǒng)的外部總線。IPM是使硬件管理具備"智能化"的新一代通用接口標(biāo)準(zhǔn)，它是一種可擴展的 標(biāo)準(zhǔn)，它定義了如何監(jiān)控硬件和傳感器、控制系統(tǒng)部件以及記錄重大事件，隨著 IPMI技術(shù)在服務(wù)器中的應(yīng)用，利用IPMI的眾多優(yōu)勢就成為服務(wù)器管理特別是集 群管理中不可缺少的部分。用戶可以利用IPMI監(jiān)視服務(wù)器的物理特征，如溫度、 電壓、電扇工作狀態(tài)、電源供應(yīng)以及機箱入侵等。IPM最大的優(yōu)勢在于它是獨立 于CPU BIOS和OS的，所以用戶無論在開機還是關(guān)機的狀態(tài)下，只要接通電源 就可以實現(xiàn)對服務(wù)器的狀態(tài)的査詢。ATCA主要是一個硬件規(guī)范，其平臺結(jié)構(gòu)如圖l所示。圖中，機框管理控制 器(ShMC)負(fù)責(zé)完成對ACTA系統(tǒng)中的現(xiàn)場置換單元(Field Replaceable Units, FRU) 如單板,電源、風(fēng)扇、溫度傳感器的管理。IPMC即智能平臺管理控制器，物理空 間上主要位于ATCA機架上的每個FRU上面，目前ATCA機架上的每個FRU上 都有一個IPMC控制器，這些IPMC控制器通過兩條雙冗余的IPMB總線和ShMC 進(jìn)行通信，從而來實現(xiàn)IPMC對FRU的各種管理。平臺散熱系統(tǒng)(Fan Tray)負(fù)責(zé) 系統(tǒng)散熱。交換板(Hub)負(fù)責(zé)平臺數(shù)據(jù)交換與交換控制。業(yè)務(wù)板(Node)則負(fù)責(zé) 平臺的系統(tǒng)控制、應(yīng)用業(yè)務(wù)承載和軟件支持等。在ATCA機框中，管理系統(tǒng)的傳輸信息和IPMI(智能平臺管理接口)指令集被 用來對其進(jìn)行管理，包括對電源的管理、電子鑰匙和機架內(nèi)溫度的監(jiān)控。利用IPMI 協(xié)議獲取到ATCA節(jié)點號，作為節(jié)點的物理層標(biāo)志。ATCA機框提供兩種數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕涌?，基本接?(Base Interface)和交換接口 (Fabric Interface)。基本接口提供機框內(nèi)的IP傳輸，交換接口是ATCA機框中 的主要數(shù)據(jù)傳輸接口。使用基本接口進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)層標(biāo)志，即IP地址的傳輸。在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，為了檢測節(jié)點機的狀態(tài)，通常的做法是采用心跳線(Hearbeat) 技術(shù)。這一技術(shù)的原理是，加入服務(wù)的計算機周期性地定時向外廣播一個比較小的 報文(心跳報文)來告訴別人自己的狀態(tài)。如果該計算機發(fā)生故障時，他的心跳報 文中會包含這一錯誤信息，或者根本就無法發(fā)出報文了。當(dāng)這一組的其他的服務(wù)器 發(fā)現(xiàn)這一狀況或者在一段時間間隔內(nèi)(故障檢測時間)沒有收到從該服務(wù)器來的心 跳報文，就發(fā)起一輪新的選舉(如果失效的是主服務(wù)器的話)，或者將這一發(fā)生故 障的服務(wù)器在其服務(wù)器列表中除去(如果失效的是從服務(wù)器)。通過IPM接口，可以得到系統(tǒng)中刀片(如單板)硬件的物理信息，比如槽位 號，但是IPM作為一種硬件管理手段，無法得到鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層的信息。而通過 心跳技術(shù)，在廣播報文中加入本節(jié)點的MAC地址和IP地址，使其他節(jié)點可以得 到該節(jié)點的鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層的信息，但是卻無法得到物理層的信息。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供分布式節(jié)點動 態(tài)管理數(shù)據(jù)自適應(yīng)交換方法。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)分布式節(jié)點動態(tài)管理數(shù)據(jù)自適 應(yīng)交換方法，其特征在于，該方法包括以下步驟a. 由ATCA (Advanced Telecom Computer Architecture)各刀片通過IPMI (Intelligent Platform Management Interface)接口獲取其自身的物理節(jié)點信息，并通過ATCA系統(tǒng)的基本接口 (Base Interface)以底層通信協(xié)議獲取通信地址信 息；b. 各刀片將物理節(jié)點信息和通信地址信息組裝成某種格式的刀片信息幀； c. 各刀片以廣播形式發(fā)送各自的刀片信息幀給ATCA系統(tǒng)中的其他刀片， 同時也通過地址偵聽，接收其他刀片的刀片信息幀來獲取發(fā)送該信息幀的刀片 的信息，再根據(jù)這些信息建立系統(tǒng)物理節(jié)點信息與上層通信地址的映射表;d. 應(yīng)用層通過映射表進(jìn)行刀片間的通信刀片發(fā)送應(yīng)用消息時，在該消 息中包含有目標(biāo)刀片的物理節(jié)點信息，根據(jù)映射表，找到與該目標(biāo)刀片物理節(jié) 點對應(yīng)的上層通信地址，將應(yīng)用消息發(fā)送到目標(biāo)刀片。所述的物理節(jié)點信息包括刀片所在ATCA槽位號、節(jié)點號。 所述的底層通信協(xié)議可以為TCP/IP協(xié)議。 所述的通信地址信息可以為IP地址信息。所述的地址偵聽為在ATCA系統(tǒng)上電工作時，由各塊刀片在程序中創(chuàng)建 始終存在的地址偵聽線程，每塊刀片一方面?zhèn)陕犇硞€在程序中指定的端口，接 收從其他刀片發(fā)來的廣播地址消息包，即刀片消息幀，另一方面向本ATCA系 統(tǒng)所有刀片發(fā)送廣播地址消息包。所述的上層通信地址可以為鏈路層的MAC地址，也可以為網(wǎng)絡(luò)層的IP地址。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有可擴展性強、高效、節(jié)省資源等優(yōu)點。


圖1為本發(fā)明的ATCA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明的流程圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。如圖2所示，本發(fā)明通過在ATCA系統(tǒng)中采用地址偵聽技術(shù)，使各業(yè)務(wù)載 板自動發(fā)送其自身的信息以及接收其他業(yè)務(wù)載板的信息，建立起物理層到鏈路 層或網(wǎng)絡(luò)層的映射，底層的具體通信協(xié)議的改變不會影響上層的應(yīng)用層。本技術(shù)方案中，由ATCA各刀片通過IPMI接口獲取其自身的物理節(jié)點信 息，如刀片所在ATCA槽位號等，并通過基本接口 (Base Interface)以底層通 信協(xié)議獲取通信地址信息，例如使用TCP/IP協(xié)議時，獲取IP地址為通信地址
信息。刀片將這些信息組裝成某種格式的刀片信息幀，該幀包括該刀片的物理節(jié)點信息和通信地址信息，以廣播形式發(fā)送給ATCA系統(tǒng)中的其他刀片，其他 刀片通過接收刀片信息幀來獲取發(fā)送此幀的刀片信息，同時建立映射表。刀片 不需要發(fā)送獲取其他刀片信息的請求，通過接收其他刀片發(fā)送的刀片信息幀的 廣播包，及發(fā)送該刀片信息幀的廣播包，刀片信息數(shù)據(jù)實現(xiàn)了自動獲取，自動 發(fā)布。首先在ATCA系統(tǒng)上電工作時，由各塊刀片在程序中創(chuàng)建始終存在的地址 偵聽線程，每塊刀片一方面?zhèn)陕犇硞€同樣在程序中指定的端口,接收從其他刀片 發(fā)來的廣播地址消息包，即刀片信息幀，另一方面，向本ATCA系統(tǒng)所有刀片 發(fā)送廣播地址消息包。以上就是地址偵聽的過程。每個刀片都有物理層的標(biāo)志 (比如節(jié)點號)，以及物理層以上的通信地址信息(比如鏈路層的MAC地址， 網(wǎng)絡(luò)層的IP地址)，為了使節(jié)點間通信地址與底層通信協(xié)議無關(guān)，選擇使用相 對穩(wěn)定的物理節(jié)點信息，這就需要建立起物理節(jié)點信息與上層通信地址的映射 關(guān)系，對于應(yīng)用層來說，只需要關(guān)心物理節(jié)點信息，不用考慮底層通信協(xié)議的 改變。當(dāng)某個刀片發(fā)送應(yīng)用消息時，在該消息中包含有目標(biāo)刀片物理節(jié)點信息， 根據(jù)之前創(chuàng)建的地址映射表，找到與該節(jié)點號對應(yīng)的鏈路層或網(wǎng)絡(luò)層通信地 址，即可將消息發(fā)送到目標(biāo)刀片。使用地址偵聽技術(shù)實現(xiàn)分布式節(jié)點(即ATCA系統(tǒng)中的刀片)動態(tài)管理數(shù) 據(jù)自適應(yīng)交換，在改變底層通信協(xié)議時，可以不對應(yīng)用層進(jìn)行改變，增強了系 統(tǒng)的可擴展性。各個節(jié)點通過主動發(fā)布地址信息的方式，通知本地所有節(jié)點該 節(jié)點信息的改變。同時激發(fā)需要這個數(shù)據(jù)的節(jié)點進(jìn)行本身配置的優(yōu)化操作，即 根據(jù)收到的廣播包中節(jié)點信息，修改地址映射表中的物理層與其上層對應(yīng)的記 錄。分布式節(jié)點動態(tài)管理數(shù)據(jù)自適應(yīng)交換的流程圖如下圖所示。 現(xiàn)以ATCA3.1系統(tǒng)為例。系統(tǒng)中的各塊刀片需要知道其他刀片的信息， 采用TCP/IP協(xié)議進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信，各塊刀片按照一定的時間間隔周期發(fā)送廣播 包通知其他刀片節(jié)點號以及刀片的IP地址。根據(jù)接收到的廣播包中信息，建立 起節(jié)點號到IP地址的映射表。如果在3次發(fā)送周期后，沒有收到某一節(jié)點的廣 播包，則認(rèn)為該刀片已"死亡"，將它的信息從地址映射表中刪除。刀片之間
進(jìn)行通信時，根據(jù)節(jié)點號找到該刀片的IP地址，發(fā)送消息到目標(biāo)刀片。
權(quán)利要求
1.分布式節(jié)點動態(tài)管理數(shù)據(jù)自適應(yīng)交換方法，其特征在于，該方法包括以下步驟a.由ATCA(Advanced Telecom Computer Architecture)各刀片通過IPMI(Intelligent Platform Management Interface)接口獲取其自身的物理節(jié)點信息，并通過ATCA系統(tǒng)的基本接口(Base Interface)以底層通信協(xié)議獲取通信地址信息；b.各刀片將物理節(jié)點信息和通信地址信息組裝成某種格式的刀片信息幀；c.各刀片以廣播形式發(fā)送各自的刀片信息幀給ATCA系統(tǒng)中的其他刀片，同時也通過地址偵聽，接收其他刀片的刀片信息幀來獲取發(fā)送該信息幀的刀片的信息，再根據(jù)這些信息建立系統(tǒng)物理節(jié)點信息與上層通信地址的映射表；d.應(yīng)用層通過映射表進(jìn)行刀片間的通信刀片發(fā)送應(yīng)用消息時，在該消息中包含有目標(biāo)刀片的物理節(jié)點信息，根據(jù)映射表，找到與該目標(biāo)刀片物理節(jié)點對應(yīng)的上層通信地址，將應(yīng)用消息發(fā)送到目標(biāo)刀片。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的分布式節(jié)點動態(tài)管理數(shù)據(jù)自適應(yīng)交換方法，其 特征在于，所述的物理節(jié)點信息包括刀片所在ATCA槽位號、節(jié)點號。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的分布式節(jié)點動態(tài)管理數(shù)據(jù)自適應(yīng)交換方法，其 特征在于，所述的底層通信協(xié)議可以為TCP/IP協(xié)議。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的分布式節(jié)點動態(tài)管理數(shù)據(jù)自適應(yīng)交換方法，其 特征在于，所述的通信地址信息可以為IP地址信息。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的分布式節(jié)點動態(tài)管理數(shù)據(jù)自適應(yīng)交換方法，其 特征在于，所述的地址偵聽為在ATCA系統(tǒng)上電工作時，由各塊刀片在程序 中創(chuàng)建始終存在的地址偵聽線程，每塊刀片一方面?zhèn)陕犇硞€在程序中指定的端 口，接收從其他刀片發(fā)來的廣播地址消息包，即刀片消息幀，另一方面向本 ATCA系統(tǒng)所有刀片發(fā)送廣播地址消息包。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的分布式節(jié)點動態(tài)管理數(shù)據(jù)自適應(yīng)交換方法，其 特征在于，所述的上層通信地址可以為鏈路層的MAC地址，也可以為網(wǎng)絡(luò)層 的IP地址。
全文摘要
本發(fā)明涉及分布式節(jié)點動態(tài)管理數(shù)據(jù)自適應(yīng)交換方法，該方法包括以下步驟由ATCA(Advanced Telecom Computer Architecture)各刀片通過IPMI(Intelligent Platform Management Interface)接口獲取其自身的物理節(jié)點信息，并通過ATCA系統(tǒng)的基本接口(Base Interface)以底層通信協(xié)議獲取通信地址信息。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有可擴展性強、高效、節(jié)省資源等優(yōu)點。
文檔編號H04L29/08GK101132301SQ200610030468
公開日2008年2月27日 申請日期2006年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月25日
發(fā)明者茜 周, 朱增喜, 祝貴根 申請人:上海未來寬帶技術(shù)及應(yīng)用工程研究中心有限公司