CN104679703A - 高密度服务器系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种高密度服务器系统，其通过在高密度服务器中的节点背板和中板上为每个服务器节点建立了互相之间不会影响的独立工作网络信号通道，藉以保证了每个节点的网络都具有足够的带宽，而对于传输数据量相对较小的管理网络信号，则将线路合并，藉以达成保障服务器整体的网络传输速度，并减小了传输线路所占的空间的技术功效。

Description

高密度服务器系统

技术领域

本发明涉及一种高密度服务器系统，特别系指一种高密度服务器针对外部网络信息进行内部分配及处理的系统。

背景技术

所谓的高密度服务器，指的是在一台服务器内配置有高密度的服务器节点（Node），藉以提高服务器整体的运算能力。

服务器通常包含有工作网络和管理网络，工作网络连接外网，用于传输其主要的服务数据；管理网络一般设于机房内部，用于对服务器进行管理和控制。

高密度服务器一般通过网络接口来对外传输数据，其内部节点众多，然而其对外的网络接口通常较少（远少于节点数量），而每个节点又必须连接到管理网络和工作网络。

因此，针对高密度服务器，在较狭小的空间内，如何保证每个节点具有可靠的网络连接并拥有足够的网络带宽，是一个非常重要的问题。

综上所述，因此有必要提出全新的高密度服务器构架，来解决各节点的网络信号传输问题。

发明内容

有鉴于上述问题，本发明遂揭露一种高密度服务器系统，其中至少包含：机箱、中板、网络控制板、多个节点背板、至少一个服务器节点。

中板，固定于机箱内，具有多个背板插槽（slot）和管理网络插槽与工作网络插槽及信号线路，每个背板插槽包含多组工作网络通道接脚和一组管理网络通道接脚，信号线路将工作网络通道接脚与工作网络插槽连接以产生各工作网络通道，并将管理网络通道接脚与管理网络插槽连接以产生管理网络通道。

网络控制板，至少具有对外网络接口、网络处理单元、管理网络插头以及工作网络插头，管理网络插头与工作网络插头分别插接于管理网络插槽与工作网络插槽，网络处理单元自对外网络接口接收工作网络信号与管理网络信号后，分别经由工作网络插头与管理网络插头输出至工作网络通道与管理网络通道；网络处理单元更通过工作网络插头与管理网络插头接收来自工作网络通道与管理网络通道的工作网络信号与管理网络信号，并合成网络信号后从对外网络接口输出。

节点背板，分别于另一侧插接到中板的背板插槽上，每个节点背板包含多个节点插槽，每个节点插槽单独藕接背板插槽内的工作网络通道其中之一，背板插槽内的管理网络通道则通过分线模块耦接至各个节点插槽。

服务器节点（node），插设于节点插槽上，每一服务器节点包含数据处理模块和基板管理控制器（Baseboard Management Controller,BMC），数据处理模块通过节点插槽收发工作网络通道内的工作网络信号，基板管理控制器通过节点插槽收发管理网络通道内的管理网络信号。

本发明所揭露的系统如上，本发明的高密度服务器中，对于负荷较大的工作网络，在节点背板和中板上，每个服务器节点均有独立的数据传输通道，互相之间不会影响，保证了每个节点的网络都具有足够的带宽，服务器整体的网络传输速度得到保障；对了数据量相对较小的管理网络，服务器系统采用了适当的合并线路的手段，减小了传输线路所占的空间；本发明在整个服务器内的网络信号传输均免去了线缆，全部依靠插接口和印刷线路，结构更紧凑，信号传输更可靠。

附图说明

图1A为本发明所提的高密度服务器的元件示意图。

图1B为本发明所提的中板的元件示意图。

图1C为本发明所提的网络控制板的元件示意图。

图1D为本发明所提的节点背板的元件示意图。

图1E为本发明所提的网络信号通道的示意图。

图1F为本发明所提的服务器节点的元件示意图。

【符号说明】

100        高密度服务器

110        中板

111        管理网络插槽

112        工作网络插槽

114        信号线路

116        背板插槽

118        工作电源连接器

119        风扇连接器

120        网络控制板

121        管理网络插头

122        工作网络插头

125        对外网络接口

126        网络处理单元

129        控制单元

130        节点背板

131        背板接脚

133        节点插槽

135        分线单元

140        服务器节点

141        节点接脚

145        数据处理单元

146        基板管理控制器

180        电源模块

190        风扇模块

300       管理主机

具体实施方式

以下将配合图式及实施例来详细说明本发明的特征与实施方式，内容足以使任何本领域技术人员能够轻易地充分理解本发明解决技术问题所应用的技术手段并据以实施，藉此实现本发明可达成的功效。

本发明可以由管理模块依据插设于高密度服务器中的服务器节点的网络识别数据配置网络地址，并通过高密度服务器的通讯模块让管理模块与各个服务器节点交换数据，使管理模块得以管理插设于高密度服务器中的服务器节点。

其中，本发明所提的高密度服务器100如「图1A」所示，高密度服务器100至少包含机箱101、中板110、网络控制板120、节点背板130、以及服务器节点（node）140。另外，高密度服务器100还可以包含电源模块180以及风扇模块190。

机箱101提供设置中板110、网络控制板120、节点背板130、以及服务器节点140的空间。

中板110，固定于机箱101内，负责提供网络控制板120与节点背板130连接，并提供在网络控制板120与节点背板130之间传递数据信号与控制信号等信号。在部分的实施例中，中板110将电源模块180所提供的电源信号传递给网络控制板120、节点背板130、服务器节点140、以及风扇模块190。

如「图1B」所示，中板110具有管理网络插槽（slot）111与工作网络插槽112、信号线路114、以及多个背板插槽116。在部分的实施例中，中板110还包含工作电源连接器（Connector）118以及风扇连接器119。

管理网络插槽111与工作网络插槽112提供网络控制板120连接，使网络控制板120可以插设于中板110上。分别负责将来自信号线路114的管理网络信号与工作网络信号传送到网络控制板120，也负责将来自网络控制板120的管理网络信号与工作网络信号送上信号线路114，使管理网络信号与工作网络信号被传送到背板插槽116。

每一个背板插槽116都可以提供一个不同的节点背板130连接，背板插槽116包含多组工作网络通道接脚（pin）和一组管理网络通道接脚（图中未示），每一组工作网络通道接脚与管理网络通道接脚包含一根或多根接脚，本发明没有特别的限制。

信号线路114分别将各个工作网络通道接脚与工作网络插槽112连接以产生分别与各个工作网络通道接脚对应的多条工作网络通道，信号线路114也将管理网络通道接脚与管理网络插槽111连接以产生一条管理网络通道。其中，各个工作网络通道与管理网络通道都是相互隔离的。

工作电源连接器118提供电源模块180连接，使电源模块180可以将电源信号通过中板110传送给节点背板130，并由节点背板130传送到服务器节点140。工作电源连接器118也与风扇连接器119连接，使得电源模块180可以提供电源信号给风扇模块190。

网络控制板120插设于中板110的一侧，负责提供高密度服务器100与高密度服务器100外部的其他网络装置交换数据。

如「图1C」所示，网络控制板120包含管理网络插头121、工作网络插头122、对外网络接口125、以及网络处理单元126，在部分的实施例中，网络控制板120还可以包含控制单元129。

管理网络插头121与工作网络插头122分别插接于中板110的管理网络插槽111与工作网络插槽112，使得网络控制板120插设于中板110上。

对外网络接口125与高密度服务器100外部的网络装置连接，负责将通过管理网络插头121与工作网络插头122的管理网络信号与工作网络信号传送到高密度服务器100外部的网络装置，也负责接收高密度服务器100外部的网络装置所传送的管理网络信号与工作网络信号。其中，高密度服务器100外部的网络装置例如管理主机300，但本发明并不以此为限。

网络处理单元126负责在对外网络接口125接收到来自外部的网络装置的工作网络信号及/或管理网络信号后，分别将对外网络接口125所接收到的管理网络信号通过管理网络插头121传送给中板110的管理网络插槽111，藉以将管理网络信号输出到管理网络通道，以及将对外网络接口125所接收到的工作网络信号通过工作网络插头122传送给中板110的工作网络插槽112，藉以将工作网络信号输出到工作网络通道。

网络处理单元126也负责通过管理网络插头121与工作网络插头122接收来自管理网络通道的管理网络信号与来自工作网络通道的工作网络信号，并通过对外网络接口125输出管理网络信号与工作网络信号。

另外，网络处理单元126更可以将管理网络通道的管理网络信号与来自工作网络通道的工作网络信号合成为一个网络信号，并通过对外网络接口125输出合成产生的网络信号。

在部分的实施例中，对外网络接口125可以包含一个对外管理网络接口和多个对外工作网络接口，网络处理单元126可以包括管理网络处理单元和工作网络处理单元。

管理网络处理单元与对外管理网络接口以及管理网络插头121连接，使对外管理网络接口耦接至管理网络插头121。管理网络处理单元负责通过管理网络插头121接收来自管理网络通道的管理网络信号，并通过对外管理网络接口输出管理网络信号。

管理网络处理单元可以通过管理网络通道（网络控制板120上的管理网络插头121、中板110上的管理网络插槽111与背板插槽116、以及节点背板130上的分线单元135与节点插槽133）取得各服务器节点140的媒体访问控制地址（Media Access Control Address,MAC address），并执行地址自动分配程式，藉以依据所取得的媒体访问控制地址分配网络地址（IP address）给相对应的服务器节点140。

在部分的实施例中，管理网络处理单元更可以将分配好的网络地址通过对外网络接口125中的对外管理网络接口传送给管理主机300，并接收管理主机300依据接收到的网络地址所发送的管理指令。管理网络处理单元在接收到管理主机300所发送的管理指令后，可以通过管理网络通道，将管理指令传送到使用管理指令中所包含的网络地址的服务器节点140，以控制该服务器节点140的运作。

工作网络处理单元与对外工作网络接口以及工作网络插头122连接，使对外工作网络接口耦接至工作网络插头122。工作网络处理单元负责通过工作网络插头122接收来自各个工作网络通道的工作网络信号，并通过对外工作网络接口输出工作网络信号，其中，工作网络插头122与工作网络处理单元之间是以多条互相隔离的线路连接，每一条线路队应一个工作网络通道，负责传送相对应的工作网络通道上的工作网络信号。

控制单元129可以控制电源模块180及/或风扇模块190的运作。一般而言，控制单元129可以通过管理网络插头121接收来自管理网络通道的某个服务器节点140的节点工作信息，也可以通过对外网络接口125接收高密度服务器100外部的网络装置所传送的网络指令，并依据所接收到的节点工作信息及/或网络指令控制控制电源模块180及/或风扇模块190，但本发明并不以此为限。

节点背板130插接到中板110的一个背板插槽116中。在一个高密度服务器100中，可以插设多个节点背板130。

节点背板130负责提供服务器节点140连接，并在中板110与服务器节点140之间传递信号。在部分的实施例中，节点背板130也负责将电源模块180通过中板110所传送的电源信号传送给服务器节点140。

如「图1D」所示，每一个节点背板130包含背板接脚131、多个节点插槽133、以及分线单元135。

背板接脚131为节点背板130插设到中板110的背板插槽116中的部分，通常为金手指，但本发明并不以此为限。

每一个节点插槽133提供一个不同的服务器节点140连接。每一个节点插槽133通过中板110的背板插槽116单独耦接其中一条工作网络通道，并通过分线单元135与背板插槽116耦接管理网络通道。也就是说，如「图1E」所示，一个节点插槽133的一侧与一个服务器节点140连接，该节点插槽133的另一侧与背板接脚131中的其中一组接脚连接，背板接脚131中与该节点插槽133连接的该组接脚与背板插槽116中连接某个工作网络通道的一组接脚连接，同时，所有的节点插槽133都与分线单元135连接，分线单元135与背板接脚131中的另外一组接脚连接，背板接脚131中与该分线单元135连接的该组接脚与背板插槽116中连接管理网络通道的一组接脚连接。

在部分的实施例中，节点插槽133为PCI-E插槽，每一个PCI-E插槽包含两组相互独立的接脚。其中一组接脚通过中板110的背板插槽116连接工作网络通道，另一组接脚通过背板插槽116连接管理网络通道。

分线单元135可以判断与所接收到的管理网络信号对应的服务器节点140，并将管理网络信号传送给与相对应的服务器节点140连接的节点插槽133，使得该服务器节点140可以取得管理网络信号。

此外，当插设于一个节点背板130上的所有服务器节点140由机箱101的一侧拔下后，该节点背板130可从机箱101的另一侧抽出。

服务器节点140插设到一个节点背板130的一个节点插槽133上，负责接收来自相连接的节点插槽133的工作网络信号与管理网络信号，并负责通过相连接的节点插槽133将所产生的工作网络信号与管理网络信号。

如「图1F」所示，每一个服务器节点140包含节点接脚141、数据处理单元145以及、基板管理控制器（Baseboard Management Controller,BMC）146。

节点接脚141为服务器节点140插设到节点背板130的节点插槽133中的部分，通常为金手指，但本发明并不以此为限。

数据处理单元145通过与节点接脚141相连接的节点背板130的节点插槽133接收工作网络信号并进行对应的处理，以及在进行特定处理后，通过与节点接脚141相连接的节点插槽133传送工作网络信号。

基板管理控制器146通过与节点接脚141相连接的节点背板130的节点插槽133接收管理网络信号并进行对应的处理，以及在进行特定处理后，通过与节点接脚141相连接的节点插槽133传送管理网络信号。例如，提供网络控制板120的网络处理单元服务器节点140的媒体访问控制地址等，但本发明并不以此为限。

电源模块180，通过中板110的工作电源连接器118与中板110连接，位于中板110的一侧，负责通过中板110与节点背板130供电给服务器节点140。

风扇模块190，通过中板110的风扇连接器119与中板110连接，位于中板110的一侧，负责在通过风扇连接器119获得电源模块180所提供的工作电源后，为服务器节点140散热。

综上所述，可知本发明与先前技术之间的差异在于具有在高密度服务器的节点背板和中板上为每个服务器节点建立了互相之间不会影响的独立工作网络信号通道，藉以保证了每个节点的网络都具有足够的带宽，而对于传输数据量相对较小的管理网络信号，则将线路合并，藉以达成保障服务器整体的网络传输速度，并减小了传输线路所占的空间的技术手段，藉由此一技术手段可以解决先前技术所存在无法确保高密度服务器中的服务器节点的传输带宽与可靠度的问题，进而达成保障服务器整体的网络传输速度，并减小了传输线路所占的空间的技术功效。

再者，本发明的管理高密度服务器的方法，可实现于硬件、软件或硬件与软体的组合中，亦可在计算机系统中以集中方式实现或以不同元件散布于若干互连的计算机系统的分散方式实现。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，惟所述的内容并非用以直接限定本发明的专利保护范围。任何本发明所属技术领域中的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，对本发明的实施的形式上及细节上作些许的更动润饰，均属于本发明的专利保护范围。本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定者为准。

Claims (9)

1.一种高密度服务器系统，其特征在于，该系统至少包含：

一机箱；

一中板，固定于该机箱内，具有多个背板插槽和一管理网络插槽与一工作网络插槽及信号线路，每一该背板插槽包含多组工作网络通道接脚和一组管理网络通道接脚，该信号线路将各该工作网络通道接脚与该工作网络插槽连接以产生各工作网络通道，并将该管理网络通道接脚与该管理网络插槽连接以产生一管理网络通道；

一网络控制板，至少具有一对外网络接口、一网络处理单元、一管理网络插头以及一工作网络插头，该管理网络插头与该工作网络插头分别插接于该管理网络插槽与工作网络插槽，该网络处理单元自该对外网络接口接收工作网络信号与管理网络信号后，分别经由该些工作网络插头与管理网络插头输出工作网络信号与管理网络信号至该些工作网络通道与管理网络通道；该网络处理单元更通过该些工作网络插头与管理网络插头接收来自该些工作网络通道与管理网络通道的工作网络信号与管理网络信号，并合成网络信号后从该对外网络接口输出；

多个节点背板，每一该节点背板插接到一该背板插槽，每一该节点背板包含多个节点插槽及一分线单元，每一该节点插槽单独藕接该背板插槽内的该些工作网络通道其中之一，该背板插槽内的该管理网络通道则通过该分线单元耦接各该节点插槽；及

至少一服务器节点，每一该服务器节点插设于一该节点插槽上，每一该服务器节点包含一数据处理单元和一基板管理控制器，该数据处理单元通过节点插槽收发该工作网络通道内的工作网络信号，该基板管理控制器通过节点插槽收发该管理网络通道内的管理网络信号。

2.如权利要求1所述的高密度服务器系统，其特征在于，插设于一该节点背板上的所有服务器节点由该机箱的一侧自该节点背板拔下后，该节点背板可由该机箱的另一侧抽出。

3.如权利要求1所述的高密度服务器系统，其特征在于，各该节点插槽为PCI-E插槽，每一该PCI-E插槽所包含的两组相互独立的接脚分别连接该工作网络通道和该管理网络通道，该数据处理单元通过与该工作网络通道连接的一组接脚收发工作网络信号，该基板管理控制器通过与该管理网络通道连接的另一组接脚收发管理网络信号。

4.如权利要求1所述的高密度服务器系统，其特征在于，该对外网络接口更包括一个对外管理网络接口和多个对外工作网络接口，该网络处理单元更包括管理网络处理单元和工作网络处理单元，该对外管理网络接口通过该管理网络处理单元耦接至该管理网络插头，该些对外工作网络接口通过该工作网络处理单元耦接至该工作网络插头，且各该对外工作网络接口连接该工作网络处理单元的线路之间互相隔离。

5.如权利要求4所述的高密度服务器系统，其特征在于，该高密度服务器更包含一电源模块，位于该中板一侧，用以通过该中板及各该节点背板供电给各该服务器节点。

6.如权利要求5所述的高密度服务器系统，其特征在于，该网络控制板更包含一控制单元，该控制单元耦接至该管理网络处理单元，可依据自管理网络通道传输来的各服务器节点的基板管理控制器采集的节点工作信息或自该对外管理网络接口接受一网络指令而控制该电源模块的运作。

7.如权利要求6所述的高密度服务器系统，其特征在于，该高密度服务器更包含一风扇模块，位于该中板一侧，用以给各该服务器节点散热，该控制单元更可依据自管理网络通道传输来的各服务器节点的基板管理控制器采集的节点工作信息或自该对外管理网络接口接受一网络指令而控制该风扇模块的运作。

8.如权利要求4所述的高密度服务器系统，其特征在于，该管理网络处理单元通过各该服务器节点的基板管理控制器取得各该服务器节点的媒体访问控制地址，并执行一地址自动分配程式，藉以依据各该媒体访问控制地址给各该服务器节点分配一网络地址，并将分配好的网络地址通过该对外管理网络接口传输至一管理主机。

9.如权利要求8所述的高密度服务器系统，其特征在于，该管理主机发送一管理指令，该管理指令包含一该网络地址，该管理网络处理单元依据该网络地址通过对应的管理网络通道发送该管理指令至该对应服务器节点，以控制对应服务器节点的运作。