一種刀片伺服器主備管理模塊備份及更新方法
2023-10-08 07:42:49
一種刀片伺服器主備管理模塊備份及更新方法
【專利摘要】本發明提出一種刀片伺服器主備管理模塊備份及更新方法，可實現主備管理模塊的冗餘備份及固件更新。冗餘備份主要是以主管理模塊為主，在主管理模塊失效時從管理模塊可以接管系統監控管理權，一旦主管理模塊恢復，則從管理模塊釋放控制權，由主管理模塊重新獲得管理權。固件更新方法通過在刀片模塊啟動NAT服務，建立NAT網絡映射表的方式，將固件鏡像通過網絡主管理模塊傳輸到從管理模塊，可實現大容量固件鏡像下，主備管理模塊統一更新的需求。本方法特別適合於不影響用戶正常伺服器使用條件下的，主備管理模塊固件鏡像更新的需求，同時搶佔的冗餘策略可滿足用戶對硬體成本設計的考慮。
【專利說明】一種刀片伺服器主備管理模塊備份及更新方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及計算機伺服器【技術領域】，具體地說是一種刀片伺服器主備管理模塊備份及更新方法。
【背景技術】
[0002]片伺服器以其高計算密度、優化部署、資源共享和便於集中管理的特點被大量應用在高性能計算和雲計算服務領域中，它已成為伺服器發展的主要方向。
[0003]刀片伺服器系統通常由多個刀片模塊，電源及風扇模塊、管理模塊等組成。監控管理系統是伺服器正常工作的保障，主要分為帶內監控管理系統和帶外監控管理系統。其中，帶外監控管理系統無論伺服器是否開機都可以對伺服器各關鍵指標進行監控管理，應用十分廣泛，其主要是在刀片模塊板級監控管理單元(BMC)及管理模塊系統級監控管理單元(SMC)來實現的。SMC單元作為刀片伺服器集中管理中心模塊，對刀片伺服器乃至伺服器集群進行實時的監控管理。由於模塊功能集中且重要，因此，通常將SMC單元設計成完全備份的形式。但實際中備SMC單元往往扮演是臨時取代主SMC的角色，這樣完全備份的設計形式無論是設計成本還是實際作用上都有待改進。同時，隨著監控管理的需求增加，需要不定期的對SMC的固件程序進行更新升級。目前，更新方法主要由三種:一、通過離線方式利用專用工具更新，此方法實施時需要關閉伺服器電源，這樣會嚴重影響用戶對伺服器的正常使用；二、通過WEB Browser方式分別登錄到模塊更新，此方法實施時需用戶人為的將系統控制權到需要更新的模塊後再實施，同樣會嚴重影響用戶對伺服器的正常使用；三、通過WEB Browser方式登錄到統一模塊更新，通過主備管理模塊間串口信號傳輸固件鏡像，但通常鏡像都比較大，在串口上傳輸不僅傳輸速率慢，而且常常出現通信斷路的問題；
因此，如何能在既節約成本、提高備份模塊使用度的前提下實現主備管理模塊的冗餘，又能在不影響用戶正常使用伺服器的前提下，主備管理模塊通過統一的方式進行高效的更新就成了亟需解決的問題。
【發明內容】
[0004]針對刀片伺服器管理模塊主備冗餘及固件更新中，如何準確地實現管理模塊主備冗餘切換，並實現通過主管理模塊實現備管理模塊的固件更新，本發明提出了一種刀片伺服器主備管理模塊備份及更新方法。
[0005]本發明的目的是按以下方式實現的，包括:1)刀片伺服器主備管理模塊間與其他模塊的連接方式；2)刀片伺服器主備管理模塊的冗餘備份方法；3)刀片伺服器主備管理模塊的更新方法，其中:
1)刀片伺服器主備管理模塊間與其他模塊的連接方式中，主備管理模塊的SMC單元間通過串口心跳信號連結，並且與刀片計算模塊的BMC單元通過乙太網總線方式連結；
2)刀片伺服器主備管理模塊的冗餘備份方法中，冗餘備份機制是搶佔式的，備管理模塊作為主管理模塊的備份模塊，備管理模塊在主管理模塊失效時接管刀片伺服器的監控管理工作，一旦主管理模塊恢復，備管理模塊則讓出系統的監控管理權；
3)刀片伺服器主備管理模塊的更新方法中，更新方法是固件鏡像的更新方法，需要更新的固件是管理模塊的SMC單元，更新方法對於主備管理模塊是不同的，其中:
1)主管理模塊固件更新包括上傳文件、啟動更新流程；
2)備管理模塊固件更新的前提是主管理模塊和至少一個刀片模塊在位，通過刀片中轉機制，由主管理模塊鏡像文件傳送到備管理模塊後，再啟動更新流程；
3)主管理模塊通過串口獲取備管理模塊的固件更新進度；
所述的連接方式是管理模塊的SMC單元通過網絡交換晶片與多個刀片模塊的BMC單元實現連結。
[0006]所述的連接方式是主備管理模塊的SMC單元間通過串口形式連結，並有特定的通協議。
[0007]所述的搶佔式備份機制是主備管理模塊對外提供硬體接口，備管理模塊是主管理模塊的子集。
[0008]所述的固件更新流程包括:更新模式、文件校驗、啟動更新、更新後校驗、退出更新環節。
[0009]所述的刀片中轉機制包括:
O刀片模塊上建立主備管理模塊的NAT網絡映射表；
2)主管理模塊向備管理模塊發送固件更新指令；
3)備管理模塊訪問在位號數最小的刀片獲取NAT網絡映射表；
4)備管理模塊獲得主管理模塊的映射網絡地址；
5)備管理模塊向網絡地址發送獲取固件鏡像指令；
6)主管理模塊響應備管理模塊請求，並發送鏡像到備管理模塊；
7)備管理模塊接收後啟動固件更新流程。
[0010]串口通信協議使用特定的通信格式獲取對方在位信息、發送及接收控制指令、及獲取對方更新進度及更新狀態。
[0011]更新狀態異常時，可安全退出更新流程，並反饋異常狀態給用戶提示。
[0012]本發明的有益效果是:利用本實施例的刀片伺服器主備管理模塊備份及更新方法，不僅可以完成主備管理模塊冗餘備份，提高伺服器監控管理系統高度容錯性，而且可以在不影響用戶刀片節點正常工作的情況下，通過登錄統一模塊完成主備管理模塊的更新。除此之外，本發明也涉及固件更新的可用性設計，基於網絡的NAT網絡映射表，可以避免由於固件鏡像文件導致串口傳輸數據時的失效風險，並大幅提高數據傳輸速率，增強了系統的可用性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1是根據本發明的刀片伺服器組成及各模塊物理連接圖；
圖2是根據本發明的刀片伺服器主管理模塊冗餘備份圖；
圖3是根據本發明的刀片伺服器主管理模塊固件更新流程圖；
圖4是根據本發明的刀片伺服器備管理模塊固件更新流程圖。【具體實施方式】
[0014]以下結合附圖對本發明的實施例進行說明，應當理解，以此所描述的實施例僅用於說明和理解本發明，並不用於限定本發明。
[0015]圖1:是根據本發明的刀片伺服器組成及各模塊物理連接圖。如圖1所示，刀片伺服器包含一定數量計算刀片模塊(包含BMC單元)，本實例中計算刀片模塊數量為二十刀片，主管理模塊和備管理模塊(包含SMC單元)，若干電源和風扇等。
[0016]圖2是根據本發明的刀片伺服器的主備管理模塊冗餘備份圖，如圖2所示，具體冗餘備份過程描述如下:
步驟1:當刀片服務系統主管理模塊失效時，備管理模塊獲得系統控制權，完成初始化配置；
步驟2:當刀片服務系統主管理模塊恢復時，這種恢復可能是更換模塊或主管理模塊重啟完成等動作，主管理模塊會從備管理模塊獲得系統當前同步配置文件，重啟備管理模塊，獲得系統控制權。
[0017]圖3是根據本發明的刀片伺服器主管理模塊固件更新流程圖，具體固件更新流程描述如下:
步驟1:以Web browser方式登錄刀片伺服器監控管理系統，進入管理模塊頁面，點擊主SMC固件更新按鈕，系統進入更新模式；
步驟2:上傳目標固件更新文件到管理模塊的SMC單元；
步驟3:對上傳文件進行完整性校驗，如果失敗則提示用戶退出更新模式，重新啟動管理模塊；
步驟4:如果步驟3上傳成功，則啟動更新；
步驟5:按塊將固件信息寫入Flash中；
步驟6:寫入完成後再將此塊信息讀出並進行校驗；
步驟7:如果校驗失敗，退出更新模式，重新啟動；
步驟8:如果校驗成功，則判斷是否是最後的要寫入的數據；
步驟9:如果全部塊都更新完成，則整體校驗寫入的固件信息；
步驟9:如果為完成全部塊更新，則從步驟6開始重複操作；
步驟10:如果校驗整體校驗失敗，退出更新模式，重新啟動；
步驟11:如果校驗整體校驗成功，則提示用戶此次更新完成，重新啟動。
[0018]圖4是根據本發明的刀片伺服器備管理模塊固件更新流程圖，備管理模塊固件更新流程包括:
流程A:備SMC單元通過刀片模塊的NAT映射表獲取主SMC單元網絡配置，具體過程描述如下:
步驟1:以Web toowser方式登錄刀片伺服器監控管理系統，進入管理模塊頁面，點擊備SMC固件更新按鈕，系統進入更新模式；；
步驟2:上傳目標固件更新文件到管理模塊的SMC模塊；
步驟3:主SMC模塊通過串口發送啟動更新指令到備SMC模塊；
步驟4:主SMC單元通過LAN獲取刀片在位信息；
步驟5:主SMC獲取選定在位號最小的刀片，啟動NAT服務，並獲得NAT網絡映射文件； 步驟6:主SMC發送指令到備SMC，通知其映射後的網絡地址信息；
步驟7:備SMC由刀片模塊的NAT服務網絡中轉，從主SMC處獲取需要更新的固件鏡
像；
步驟8:備SMC通過串口回復主SMC，準備完成可啟動更新；
步驟9:主SMC通知備SMC進入更新模式；
流程B:備SMC單元啟動更新流程，此流程與主SMC單元更新流程類似。
[0019]利用本實施例的刀片伺服器主備管理模塊備份及更新方法，不僅可以完成主備管理模塊冗餘備份，提高伺服器監控管理系統高度容錯性，而且可以在不影響用戶刀片節點正常工作的情況下，通過登錄統一模塊完成主備管理模塊的更新。
[0020]除此之外，本發明也涉及固件更新的可用性設計，基於網絡的NAT網絡映射表，可以避免由於固件鏡像文件導致串口傳輸數據時的失效風險，並大幅提高數據傳輸速率，增強了系統的可用性。
[0021]以上所述僅為本發明的實施例而已，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種刀片伺服器主備管理模塊備份及更新方法，其特徵在於包括:1)刀片伺服器主備管理模塊間與其他模塊的連接方式；2)刀片伺服器主備管理模塊的冗餘備份方法；3)刀片伺服器主備管理模塊的更新方法，其中: 1)刀片伺服器主備管理模塊間與其他模塊的連接方式中，主備管理模塊的SMC單元間通過串口心跳信號連結，並且與刀片計算模塊的BMC單元通過乙太網總線方式連結； 2)刀片伺服器主備管理模塊的冗餘備份方法中，冗餘備份機制是搶佔式的，備管理模塊作為主管理模塊的備份模塊，備管理模塊在主管理模塊失效時接管刀片伺服器的監控管理工作，一旦主管理模塊恢復，備管理模塊則讓出系統的監控管理權； 3)刀片伺服器主備管理模塊的更新方法中，更新方法是固件鏡像的更新方法，需要更新的固件是管理模塊的SMC單元，更新方法對於主備管理模塊是不同的，其中: O主管理模塊固件更新包括上傳文件、啟動更新流程； 2)備管理模塊固件更新的前提是主管理模塊和至少一個刀片模塊在位，通過刀片中轉機制，由主管理模塊鏡像文件傳送到備管理模塊後，再啟動更新流程； 3)主管理模塊通過串口獲取備管理模塊的固件更新進度。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於連接方式是管理模塊的SMC單元通過網絡交換晶片與多個刀片模塊的BMC單元實現連結。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，連接方式是主備管理模塊的SMC單元間通過串口形式連結，並有特定的通信協議。
4.根據權利要求1所述方法，其特徵在於，搶佔式備份機制是主備管理模塊對外提供硬體接口，備管理模塊是主管理模塊的子集。
5.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，固件更新流程包括:更新模式、文件校驗、啟動更新、更新後校驗、退出更新環節。
6.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於刀片中轉機制包括: 1)刀片模塊上建立主備管理模塊的NAT網絡映射表； 2)主管理模塊向備管理模塊發送固件更新指令； 3)備管理模塊訪問在位號數最小的刀片獲取NAT網絡映射表； 4)備管理模塊獲得主管理模塊的映射網絡地址； 5)備管理模塊向網絡地址發送獲取固件鏡像指令； 6)主管理模塊響應備管理模塊請求，並發送鏡像到備管理模塊； 7)備管理模塊接收後啟動固件更新流程。
7.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，串口通信協議使用特定的通信格式獲取對方在位信息、發送及接收控制指令及獲取對方更新進度及更新狀態。
8.根據權利要求7所述的方法，其特徵在於，更新狀態異常時，可安全退出更新流程，並反饋異常狀態給用戶提示。
【文檔編號】G06F11/14GK103473152SQ201310438789
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月25日 優先權日:2013年9月25日
【發明者】陳剛 申請人:浪潮電子信息產業股份有限公司