计算机集群系统及其通信方法技术方案

一种计算机集群系统及其通信方法，所述计算机集群系统的通信方法包括：发送结点在会议频道发送通信控制帧，所述通信控制帧包括传输数据帧的数据传输频道的标识，基于天线单元传送的无线射频信号的频段分配会议频道和数据传输频道；接收结点在所述会议频道接收到所述通信控制帧后，发送确认帧；所述发送结点在所述会议频道接收到所述接收结点的确认帧后，切换至所述数据传输频道发送数据帧；所述接收结点切换至所述数据传输频道接收所述发送结点发送的数据帧。所述计算机集群系统及其通信方法降低了计算机结点之间的连线复杂性，提高了机壳内体积的利用率及机壳内计算机结点的组装密度。并且实现了各计算机结点间的通信的便利性和灵活性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及计算机技术，特别是涉及一种。
技术介绍
计算机集群或者大规模并行计算机是一种常见的高性能计算机体系结构形式，其是由多个计算机结点组成，每个计算机结点由一块或者多块电路板(主机单元)组成。多个计算机结点安装在一个密闭的机箱或者机柜内，构成计算机集群系统。各个计算机结点之间的数据通信和交换由互连网络实现，其中，互连网络的常见形式有电线，光纤，光波导，自由空间激光，射频波导互连等等。 有关大规模并行计算机结构及其互连网络的一些信息还可以参考公告号为CN1311376C的中国专利技术专利。随着计算机体积的缩小，并行度的提高，要求在一个机箱内安装更多的计算机结点。现有的计算机集群系统中，计算机结点之间多采用有线方式形成互连网络，然而，随着结点数量的增加，机箱内互连网络的连线复杂程度越来越高，所占体积越来越大；并且，各计算机结点间的通信也不够灵活。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是现有的计算机集群系统的连线复杂度高，机箱的体积占用大，各计算机结点间的通信不够灵活。为解决上述问题，本专利技术实施方式提供一种计算机集群系统，包括密闭机壳；位于所述密闭机壳内的多个计算机结点，所述计算机结点包括主机单元、无线网络接口单元和天线单元，所述各计算机结点的主机单元通过所述无线网络接口单元和天线单元进行通信。可选的，所述计算机集群系统还包括底板，安装于所述机壳内，所述多个计算机结点位于所述底板上。可选的，所述天线单元为多输入多输出天线阵列。可选的，所述密闭机壳采用电磁屏蔽。为解决上述问题，本专利技术实施方式还提供一种上述计算机集群系统的通信方法，包括发送结点在会议频道发送通信控制帧，所述通信控制帧包括传输数据帧的数据传输频道的标识，所述发送结点为发送数据帧的计算机结点，基于所述天线单元传送的无线射频信号的频段分配所述会议频道和数据传输频道；接收结点在所述会议频道接收到所述通信控制帧后，发送确认帧，所述接收结点为接收所述数据帧的计算机结点；所述发送结点在所述会议频道接收到所述接收结点的确认帧后，切换至所述数据传输频道发送数据帧；所述接收结点切换至所述数据传输频道接收所述发送结点发送的数据帧。可选的，所述通信控制帧为广播通知帧，所述数据传输频道为广播频道，所述发送结点为要进行数据广播的计算机结点，所述接收结点为除所述发送结点外的计算机结点。可选的，在所述发送结点在会议频道发送通信控制帧前，还包括所述发送结点在会议频道获取所述数据传输频道的频道令牌，所述频道令牌用于确认所述发送结点占有所述数据传输频道。可选的，所述发送结点在会议频道获取所述数据传输频道的频道令牌包括所述发送结点向其他计算机结点发送频道占用查询帧，获得空闲的数据传输频道的信息，所述空闲的数据传输频道的信息包括频道占有结点的标识，所述频道占有结点为当前占有所述空闲的数据传输频道的计算机结点；所述频道占有结点向所述发送结点发送令牌授权帧，所述发送结点从所述频道占有结点获取所述空闲的数据传输频道的频道令牌。 可选的，所述发送结点在会议频道获取所述数据传输频道的频道令牌还包括在所述发送结点从所述频道占有结点获取所述频道令牌后，所述发送结点向所述频道占有结点发送令牌确认帧。可选的，在所述发送结点在会议频道发送通信控制帧前，还包括发送结点侦测到所述会议频道上有控制帧传输时，将发送所述通信控制帧的时间延迟预定时间。与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点在密闭空间内的计算机结点之间建立无线网络，降低了计算机结点之间的连线复杂性，提高了机壳内体积的利用率及机壳内计算机结点的组装密度。并且，通过无线互连网络可以实现各计算机结点间的多种通信方式，实现了通信的便利性和灵活性。进一步地，本专利技术实施例的通信方法结合多输入多输出(MIMO)无线局域网技术可以实现高速无线互连，提高计算机结点之间通信的灵活性，保持了计算机结点之间通信的闻吞吐量。附图说明图I是本专利技术实施例的计算机集群系统的计算机结点的结构示意图；图2是本专利技术实施例的计算机集群系统的计算机结点的布局示意图；图3是本专利技术实施方式的计算机集群系统的通信方法的流程图；图4是本专利技术实施例的计算机集群系统的通信方法的流程图；图5是图4所示的步骤S41的流程图。具体实施例方式本专利技术实施方式采用无线组网技术实现了密闭机壳内的各计算机结点之间的互连，降低了计算机结点之间的连线复杂性，提高机壳体积的利用率和机壳内计算机结点的组装密度。并且，本专利技术实施方式针对密闭空间的无线互连环境提出了一种通信方法，以实现各计算机结点的主机单元通过无线网络接口单元和天线单元进行数据通信和交换，从而提高了计算机结点之间通信的灵活性，保持了通信的高吞吐量。本专利技术实施方式的计算机集群系统包括密闭机壳；位于所述密闭机壳内的多个计算机结点，所述计算机结点包括主机单元、无线网络接口单元和天线单元，所述各计算机结点的主机单元通过所述无线网络接口单元和天线单元进行通信。所述密闭机壳可以采用电磁屏蔽，内部的无线信号无法泄漏到外部，外部的无线信号也无法干扰内部通信。如图I所示，所述计算机结点包括主机单元10、与主机单元10相连的无线网络接口单元20，以及与无线网络接口单元20相连的天线单元30。主机单元10包括一个或多个处理器，主要用于进程的处理，主机单元10之间的数据通信通过无线网络接口单元20和天线单元30实现。 在本专利技术实施例中，天线单元30为MMO天线阵列。MMO技术是一种无线传输技术，简单来说，是指发射端多个天线同时发射同一频率、同一数据的无线信号，各天线之间发射的无线信号在相位上有所不同，根据各天线之间不同相位差，并结合接收端的反馈信息，可以在空间中某个位置的接收端形成较强的合成信号。由于安装计算机结点的机壳是一个密闭的空间，在其中进行无线传输不可避免会产生大量的多径效应。在通常的无线传输技术中，多径效应是一个有害的因素，会严重降低传输的质量，但是利用MMO技术，多径效应就成了一个有利的因素，可以提高传输带宽和效率。因此，利用多个发射和接收天线的方案，以及波束形成技术，借助密闭空间中大量的多径效应，使得密闭空间中各个计算机结点的信号强度自适应达到最优。在本专利技术实施例中，多个计算机结点可以通过底板安装于所述机壳内，所述多个计算机结点位于所述底板上，所述底板安装于所述机壳内。由于采用无线互连技术，计算机结点在底板上的布局可以基本不受限制，例如，多个计算机结点在底板上可以如图2所示的以阵列方式排布。多个计算机结点之间不需要通过有线连接，底板的设计也就无需考虑布线所占空间，因而简化了底板的布局设计。并且，由于省去了布线占用的空间，因此，可以在密闭机壳内安装更多的计算机结点，提高了机箱的体积利用率。上述采用无线互连方式的计算机集群系统的计算机结点之间的数据通信方式的灵活性高，可以实现多种通信方式，例如，可以进行广播通信，组播通信和点对点通信。所述广播通信是指一个计算机结点向其他所有的计算机结点进行数据广播。所述组播通信是指一个计算机结点与多个计算机结点之间的数据通信。所述点对点通信是指一个计算机结点与另一计算机结点之间的数据通信。为使上述计算机集群系统的计算机结点之间的数据通信方式灵活高效，本专利技术实施例将计算机结点传输的无线射频信号依其频率范围(频段)分配为会议频道和数据传输频道本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种计算机集群系统，其特征在于，包括：密闭机壳；位于所述密闭机壳内的多个计算机结点，所述计算机结点包括主机单元、无线网络接口单元和天线单元，所述各计算机结点的主机单元通过所述无线网络接口单元和天线单元进行通信。

【技术特征摘要】
1.一种计算机集群系统，其特征在于，包括 密闭机壳； 位于所述密闭机壳内的多个计算机结点，所述计算机结点包括主机单元、无线网络接口单元和天线单元，所述各计算机结点的主机单元通过所述无线网络接口单元和天线单元进行通信。2.根据权利要求I所述的计算机集群系统，其特征在于，还包括底板，安装于所述机壳内，所述多个计算机结点位于所述底板上。3.根据权利要求I所述的计算机集群系统，其特征在于，所述天线单元为多输入多输出天线阵列。4.根据权利要求I所述的计算机集群系统，其特征在于，所述密闭机壳采用电磁屏蔽。5.一种权利要求I至4任一项所述的计算机集群系统的通信方法，其特征在于，包括 发送结点在会议频道发送通信控制帧，所述通信控制帧包括传输数据帧的数据传输频道的标识，所述发送结点为发送数据帧的计算机结点，基于所述天线单元传送的无线射频信号的频段分配所述会议频道和数据传输频道； 接收结点在所述会议频道接收到所述通信控制帧后，发送确认帧，所述接收结点为接收所述数据帧的计算机结点； 所述发送结点在所述会议频道接收到所述接收结点的确认帧后，切换至所述数据传输频道发送数据帧； 所述接收结点切换至所述数据传输频道接收所述发送结点发送的数据帧。6.根据权利要求5所述的计算机集群系统的通信方法，其特征在于，所述通信控制帧为广播通知帧，所述数据传输频道为广播...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢向辉，吴东，方兴，原昊，郝子宇，
申请(专利权)人：无锡江南计算技术研究所，
类型：发明
国别省市：