一种多路计算机系统技术方案

本发明专利技术公开了一种多路计算机系统，包括：融合应用模块基于PCIe信号与系统进行互连；计算模块负责系统内应用数据的计算和处理，通过PCIe的信号总线与系统进行互连；分布式交换模块对系统内连接所有的计算模块，对系统外提高速连接通道；PCIe交换模块负责整个系统中PCIe数据的接收、交换与转发；存储控制模块连接PCIe交换模块和磁盘存储模块，将PCIe信号转换为磁盘存储信号；磁盘存储模块通过存储控制模块将内部独立的物理磁盘组建成磁盘阵列；I/O扩展模块提供扩展插槽；基础控制模块对系统内部各模块进行监控和管理。本发明专利技术提升了整个计算机体系的性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及计算机存储
，尤指一种基于融合架构支持多节点全局共享10、存储及分布式网络交换的新型多路计算机系统。
技术介绍
随着目前网络及数据量爆发式的增长，对计算机系统的计算、网络、存储能力提出很高的要求。如图1所示，在目前传统的计算机系统架构中，由于无法从硬件层面解决多物理系统间底层设备的共享使用，只能通过软件虚拟机的方式实现在一个单独的物理系统内部，多个虚拟机对底层输入输出(10，Input/Output)和共享设备的访问。在大型的计算机系统中，由于需要强大的计算能力，往往存在不止一个物理的计算子系统，尽管通过虚拟机的方式可以使多个物理子系统访问到存储设备，但存储设备端需要为每个虚拟机都建立对应的独立磁盘空间，无法实现整个存储资源的共享访问，不利于资源的集中利用与管理。同时，现有的架构灵活性相对死板，功能模块固定，多个功能模块间无法按需进行互换，因此限制了整个产品的扩展性能。此外，现有计算机架构中往往网络控制器都只与单一的处理单元连接，当多个处理单元需要同时进行网路数据的访问时，只能通过与网络控器连接的处理单元来实现，这样无法充分利用多路系统的计算优势、造成了多计算系统中计算资源间的浪费。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种多路计算机系统，能够提升整个计算机体系的性能。为了达到本专利技术目的，本专利技术提供了一种多路计算机系统，包括:融合应用模块、计算模块、分布式交换模块、快速外围组件互连PCIe交换模块、存储控制模块、磁盘存储模块、输入输出I/O扩展模块和基础控制模块，其中，融合应用模块，用于基于PCIe信号与系统进行互连；计算模块，用于负责整个系统内应用数据的计算和处理，通过PCIe的信号总线与系统进行互连；分布式交换模块，用于对系统内连接所有的计算模块，对系统外提高速连接通道；PCIe交换模块，用于负责系统中PCIe数据的接收、交换与转发；存储控制模块，用于连接PCIe交换模块和磁盘存储模块，将PCIe信号转换为磁盘存储信号；磁盘存储模块，用于通过存储控制模块将内部独立的物理磁盘组建成磁盘阵列；1/0扩展模块，用于提供扩展插槽；基础控制模块，用于对系统内部各模块的监控和管理。进一步地，所述融合应用模块，具体用于:包括存储模块、Cache加速模块和I/O增强模块，所述存储模块、Cache加速模块和I/O增强模块均基于PCIe信号与整个系统进行互连。进一步地，所述分布式交换模块，具体用于:对系统内连接所有的计算模块，对系统外提供3个100Gb/S的高速连接通道；通过所述分布式交换模块组建成分布式的网络拓扑，进行基于分布式的并行计算。进一步地，所述PCIe交换模块，具体用于:包括处理器和PLX交换芯片，负责整个系统中PCIe数据的接收、交换与转发；通过PCIe交换模块将磁盘存储模块和I/O扩展模块中的磁盘和I/O设备完全池化，提供给计算模块使用。进一步地，所述存储控制模块，具体用于:连接PCIe交换模块和磁盘存储模块，将PCIe信号转换为SAS/SATA信号，并提供针对磁盘存储模块上磁盘数据的读写、存储控制。进一步地，所述磁盘存储模块，具体用于:包括多个单独的2.5寸物理存储盘，在单个磁盘存储模块上最大可以支持12个2.5寸磁盘，整个系统支持2个磁盘存储模块，最多可支持24个2.5寸磁盘；单独的物理磁盘通过存储控制模块组建成RAID0、5、6等多种磁盘阵列。进一步地，所述I/O扩展模块，具体用于:提供10个PCIe3.0的扩展插槽，搭配标准的以太网、光纤通道、Cache加速或运算加速卡；1/0扩展模块通过PCIe交换模块与计算模块及融合应用模块连接，将I/O资源池化，统一提供给计算模块及融合应用模块使用。进一步地，所述基础控制模块，具体用于:对系统内各模块进行监控和管理，且提供通用的网络接口与外部的管理者或集中通讯及管理设备进行连接。进一步地，所述多路计算机系统还包括:分布式网络模块；所述分布式网络模块的两侧的100Gb/S链路与左右相邻的系统间进行互连，中间的I条100Gb/S的链路与相对面的系统间进行互连，并在左右两侧支持双翼的扩展，构建基于分布式网络的超级计算机系统集群。进一步地，所述PCIe交换模块，还包括:上行端口、下行端口和管理端口，其中，上行端口连接计算模块和融合应用模块；下行端口用来连接I/o扩展模块和存储控制模块；管理端口通过I2C链路连接微处理单元。进一步地，所述分布式交换模块包括PCIe交换控制器和10Gb网络控制器，其中，PCIe交换控制器上行通过8个PCIe3.0 x4的链路与计算模块或融合应用模块连接，下行通过I个PCIe3.0 xl6的链路与10Gb网络控制器连接；10Gb网络控制器上行通过PCIe3.0xl6的链路与PCIe交换控制器连接，将PCIe信号转换为网络信号与外部网络设备进行通讯，下行提供3个100Gb/S的高速连接通道，用于进行网络的扩展。和现有技术相比，本专利技术在新的计算机系统架构中引入基于新型PCIe交换技术，解决目前传统的计算机系统架构中由于无法从硬件层面解决多物理系统间底层设备的共享使用，只能通过软件虚拟机的方式实现在一个单独的物理系统内部、多个虚拟机对底层10和共享设备的访问的问题，推出基于MultiHost多节点全局共享10及存储的新计算机架构。在新的计算机系统架构中将分布式网络架构引入到多路计算机系统设计中，通过系统中的分布式网络模块不但可以实现计算机系统内部多个信息处理类模块间的基于分布式的数据交换，同时分布式网络模块对外还提供3条100Gb/S带宽的通信链路，可以在多个新型的计算机系统架构间组建成基于分布式的网络，这时每个新型的计算机系统将作为分布式网络中的一个计算单元，并且基于分布式网络模块组件的分布式网络还支持双翼扩展，可以进一步加强新型计算机架构的网络扩展与计算性能方面的扩展。在计算机体系架构中引入100Gb/s高速交换互联通道，作为核心的数据交换通路，整体提升整个计算机体系的数据传输带宽和传输效率，符合未来大数据时代的需求。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。【附图说明】附图用来提供对本专利技术技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本专利技术的技术方案，并不构成对本专利技术技术方案的限制。图1是现有技术中全局资源共享的传统计算机架构的示意图。图2是本专利技术的一种实施例中全局资源共享的新型计算机架构的示意图。图3是本专利技术的一种实施例中多路计算机系统的架构示意图。图4是本专利技术的一种实施例中多路计算机系统支持双翼扩展的架构示意图。图5是本专利技术的一种实施例中PCIe交换模块的结构示意图。图6是本专利技术的一种实施例中分布式交换模块的结构不意图。【具体实施方式】为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然在流程图中示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多路计算机系统，其特征在于，包括：融合应用模块、计算模块、分布式交换模块、快速外围组件互连PCIe交换模块、存储控制模块、磁盘存储模块、输入输出I/O扩展模块和基础控制模块，其中，融合应用模块，用于基于PCIe信号与系统进行互连；计算模块，用于负责整个系统内应用数据的计算和处理，通过PCIe的信号总线与系统进行互连；分布式交换模块，用于对系统内连接所有的计算模块，对系统外提高速连接通道；PCIe交换模块，用于负责系统中PCIe数据的接收、交换与转发；存储控制模块，用于连接PCIe交换模块和磁盘存储模块，将PCIe信号转换为磁盘存储信号；磁盘存储模块，用于通过存储控制模块将内部独立的物理磁盘组建成磁盘阵列；I/O扩展模块，用于提供扩展插槽；基础控制模块，用于对系统内部各模块的监控和管理。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，
申请(专利权)人：浪潮北京电子信息产业有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11