[发明专利]一种基于光交换和分布式网络的整机柜架构的设计方法

权利要求书

1.一种基于光交换和分布式网络的整机柜架构设计方法，其特征在于,该整机柜架构设计方法,突破传统整机柜产品内部互联传输带宽的局限，将光互连技术用到整机柜产品中，单点交换传输带宽能够达到100Gb/s；将基于分布式网络的全局共享式架构与传统整机柜产品架构进行融合，在融合后的新架构下，该整机柜产品的资源被完全的池化，整个系统的计算资源、存储资源和I/O资源根据需求能够进行动态的划分和配置；

该整机柜架构设计方法，提出了一种基于光交换和分布式网络并支持全局共享式的整机柜产品架构，该整机柜产品的整个架构由计算资源池、存储资源池和I/O资源池三部分组成；其中，

所述计算资源池作为整机柜产品中的核心处理部分，提供对数据的运算和处理，并结合分布式网络提供面向整机柜的计算资源；针对业务负载量的轻重，整个计算资源池中由若干重载计算模块和轻载计算模块组成；

所述存储资源池提供分布式的存储模式，为整机柜产品提供全局的磁盘数据存储，存储池能够满足针对面向冷数据、热数据和高速缓存不同类型的存储数据；所述存储资源池包括若干个存储模块；

所述I/O资源池提供全局共享的I/O设备扩展能力以及支持标准的PCIe设备，同时能够支持图形加速卡；所述I/O资源池包括若干个I/O模块；

同时，所述计算资源池、存储资源池和I/O资源池三者之间通过100G光网络进行互连。

2.根据权利要求1所述的基于光交换和分布式网络的整机柜架构设计方法，其特征在于,每个重载计算模块由存储单元、重载处理单元、通信转换单元、分布式交换控制器和光传送单元5部分组成；

其中存储单元与重载处理单元通过SMI总线进行连接，存储单元用来存储重载处理单元需要的数据，存储带宽能够达到16Gb/s；

重载处理单元中的处理单元选用传统X86架构的处理器；

重载处理单元与通信转换单元直接通过PCIe总线进行连接，通信转换单元会将重载处理单元传过来的PCIe信号转换为光信号，再由光传送单元进行传输；同时，通信转换单元也将光传送单元传来的信号转换为PCIe信号，并连接重载处理单元进行处理；

光传送单元负责光信号的接收和发送，所述重载计算模块通过其光传送单元与所述轻载计算模块、存储模块、I/O模块实现100G光信号的全互连。

3.根据权利要求1所述的基于光交换和分布式网络的整机柜架构设计方法，其特征在于,每个轻载计算模块由存储单元、轻载处理单元、通信转换单元、分布式交换控制器和光传送单元5部分组成；

其中存储单元与轻载处理单元通过SMI总线进行连接，存储单元用来存储轻载处理单元需要的数据，存储带宽能够达到16Gb/s；

轻载处理单元中的处理单元采用ARM处理器；

轻载处理单元与通信转换单元直接通过Ethernet链路进行连接，通信转换单元会将轻载处理单元传过来的Ethernet信号转换为光信号，再由光传送单元进行传输；同时通信转换单元也将由光传送单元传来的信号转换为Ethernet信号，并连接轻载处理单元进行处理；

光传送单元负责光信号的接收和发送，所述轻载计算模块通过其光传送单元与所述重载计算模块、存储模块、I/O模块实现100G光信号的全互连。

4.根据权利要求1所述的基于光交换和分布式网络的整机柜架构设计方法，其特征在于,每个存储模块由存储单元、存储处理单元、通信转换单元、分布式交换控制器和光传送单元5部分组成；

其中存储单元与存储处理单元通过SAS总线进行连接；1个存储处理单元，能够支持16个存储单元，每个存储单元能够支持标准的SAS、SATA或SSD存储介质；存储处理单元中的处理单元采用ARM或ATOM处理器，用于控制数据对存储单元的写入及读出；

存储处理单元与通信转换单元直接通过PCIe总线进行连接，通信转换单元会将存储处理单元传过来的PCIe信号统一转换为光信号，再由光传送单元进行传输，同时也将由光传送单元传来的信号转换为PCIe信号，并连接存储处理单元进行处理；

光传送单元负责光信号的接收和发送，所述存储模块通过其光传送单元与所述轻载计算模块、重载计算模块、I/O模块实现100G光信号的全互连。

5.根据权利要求1所述的基于光交换和分布式网络的整机柜架构设计方法，其特征在于,每个I/O模块由I/O扩展单元、I/O控制单元、通信转换单元、分布式交换控制器和光传送单元5部分组成；

其中I/O扩展单元与I/O控制单元通过PCIe总线进行连接，1个I/O扩展单元能够提供8个PCIe3.0x8的扩展插槽，支持标准的PCIe扩展能力；I/O控制单元的处理单元采用X86架构的处理器，单个处理器最多能够提供40个PCIe的链路，用于I/O的扩展；

I/O控制单元与通信转换单元直接进行连接，通信转换单元会将I/O控制单元传过来的PCIe信号统一转换为光信号，再由光传送单元进行传输，同时通信转换单元也将由光传送单元传来的信号转换为PCIe信号，并连接I/O控制单元进行处理；

光传送单元负责光信号的接收和发送，所述I/O模块通过其光传送单元与所述轻载计算模块、重载计算模块、存储模块实现100G光信号的全互连。