高性能服务器自主管理板的设计与实现

论文摘要

高性能、高可用服务器,可以应用于电信、金融、工业、能源、及政府部门等多个涉及国家安全及国计民生的领域。而目前国内对高可用的研究主要还是通过冗余技术实现,造成较大的冗余度,因此研制具备自适应、可扩展、可重构、自配置能力的高性能、高可用服务器,能够完善我国信息化建设,对国家的经济、社会安全有着战略性的意义。而服务器管理是研制高性能、高可用服务器的关键,为了实现对整个服务器集中、持续、有效地管理,设计了高性能服务器管理硬件平台。为了实现高可用性,采用多层次架构,设计了本地管理模块LMM和全局管理模块GMM。LMM主要负责对本地节点的状态收集和分析及故障的检测和处理,GMM主要负责监控和管理整个系统,它本身并不直接监测计算节点的软硬件资源运行状态。为了实现对服务器系统内计算节点运行状态的全面监控,采用了带内外相结合的监控方式,实现对服务器系统内部件运行状态的实时监测。此外,GMM的双机热备份技术,多通道的通讯网络冗余技术,保证了系统的高可用。热插拔功能的设计更能明显缩短管理系统的平均维修时间,进一步提高系统的可用性。本文研究了基于IPMI的服务器管理技术、常见的高可用技术,根据高性能、高可用服务器的需求,总结了服务器管理平台的功能需求,然后针对此需求提出了LMM和GMM双层管理架构,并完成了对LMM和GMM的详细设计。最后采用ARM7最小系统+外围通讯接口群的嵌入式系统完成了LMM的硬件实现,并对板卡各个模块及主要功能进行了测试。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.1.1 课题来源
• 1.1.2 课题目的与意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 服务器管理技术的研究现状
• 1.2.2 自主管理研究现状
• 1.3 本文主要工作
• 1.4 本文组织结构
• 第2章 关键技术研究分析
• 2.1 基于IPMI 的服务器管理技术
• 2.1.1 IPMI 概述
• 2.1.2 IPMI 接口协议总结
• 2.1.3 SOL 技术
• 2.2 高可用技术
• 2.2.1 可用性
• 2.2.2 双机热备份技术的分析
• 2.2.3 热插拔技术
• 2.3 本章小结
• 第3章 服务器管理平台功能需求分析
• 3.1 高可用服务器系统需求
• 3.1.1 研究目标及技术指标
• 3.1.2 高可用服务器系统体系结构设计
• 3.2 服务器管理平台需求分析
• 3.2.1 服务器管理平台研究目标
• 3.2.2 服务器管理平台需求分析
• 3.3 本章小结
• 第4章 服务器管理平台设计方案
• 4.1 总体架构设计
• 4.2 本地管理模块设计方案
• 4.2.1 本地管理总体设计方案
• 4.2.2 本地管理各模块设计方案
• 4.3 全局管理模块设计方案
• 4.3.1 全局管理总体设计方案
• 4.3.2 本地管理各模块设计方案
• 4.4 方案的优缺点和实现方法
• 4.4.1 优缺点
• 4.4.2 实现方法
• 4.5 本章小结
• 第5章 本地管理模块硬件平台设计与实现
• 5.1 硬件结构设计
• 5.1.1 主芯片的选择
• 5.1.2 存储空间及中断的分配
• 5.2 硬件结构各模块设计与实现
• 5.2.1 电源模块
• 5.2.2 核心系统模块
• 5.2.3 通讯模块
• 5.2.4 信息存储模块
• 5.2.5 热插拔模块
• 5.3 PCB 的设计与实现
• 5.4 模块测试
• 5.4.1 测试流程
• 5.4.2 测试分析
• 5.5 功能测试
• 5.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
• 致谢