一種rack機櫃系統帶電維護的設計方法
2023-10-10 07:43:39 2
專利名稱：一種rack機櫃系統帶電維護的設計方法
技術領域：
本發明涉及伺服器機櫃系統供電技術領域，具體地說是一種RACK機櫃系統帶電維護的設計方法。
背景技術：
隨著網際網路的應用範圍不斷的擴大，人們工作生活上的許多業務都呈現信息化的發展趨勢。對網絡伺服器的計算性能要求越來越大，各種高密度的機櫃伺服器系統也相繼問世。這類伺服器機櫃是由許多的計算節點以及相關的管理單元和監控單元構成。在管理單元的調度下，實現對機櫃伺服器系統所有計算節點的資源調度，實現系統計算能力最大化。但這類高密度機櫃伺服器系統由於數據處理量十分龐大，其整體的耗電也是十分巨大。傳統的伺服器供電是採用一機器配置一電源的供電方式，這種方式供電效率一般較低，且在面對部署密度要求很高的機房，這種供電方式往往會顯得捉襟見肘。鑑於這種困境，機櫃集中供電方式便得以提出。集中式供電方式是將供電的多臺電源模塊通過一電源背板模塊匯集在一塊，以實現冗餘供電功能；然後通過電源背板輸出端與供電總線相連接，機櫃系統中的所有計算節點以及散熱子系統均通過供電總線來取電。這種供電方式能夠有效的增加機櫃的機櫃部署密度，同時又能提高整個機櫃系統的供電效率，減少能耗。通常RACK機櫃集中供電方式主要是計算節點通過金手指方式在供電背板上取電，供電背板上不僅承擔著供電的作用，同時在上面集成了許多管理信號接口，這些信號接口最終會通過線纜匯集到管理主板上來實現對機櫃系統各部分的管理監控。如果其中有供電背板損壞，必須要取下來維修，這樣一來與該供電背板相連的計算節點就必須先停止工作，再取下供電背板。但在實際的機房維護中，需要保證當機櫃系統中的某部分換掉，維護人員可以直接將壞掉的板卡或計算節點取出，同時不會影響系統其它部分的正常工作。為解決這個問題，本文提出了一種解決RACK機櫃系統可帶電維護的設計方法。
發明內容
本發明的技術任務是解決現有技術的不足，提供一種RACK機櫃系統帶電維護的設計方法。本發明的技術方案是按以下方式實現的，在機櫃設置有若干個IU計算節點，連接計算節點的節點中板以橫插方式部署在機櫃裡面，節點中板只集成計算節點的信號鏈路，計算節點的供電鏈路採用導電銅排來實現，導電銅排與N+N冗餘電源模組相連接實現+12V直流供電；
所述的電源模組是指將2N個單獨的電源模塊通過電源背板互聯在一起實現+12V供電輸出的電源框體，2N個電源模塊組合在一塊實現N+N冗餘供電，每個節點上集成有一塊電源分配板卡，該板卡有兩個接口，其一為信號接口，其二為取電接口 ；計算節點通過取電埠在銅排取電，計算節點通過信號金手指與節點中板上的信號接口互聯；
當節點中板出現故障，由於每個節點都帶有信號熱拔插線路，因此，允許帶電取下故障板卡來進行更換，而不需要將機櫃先斷電再取下板卡。採用N+N冗餘電源供電，導電銅排作為供電母線，使得供電故障率最低；同時將信號鏈路中的一些信號處理相關的有源器件集成在管理主板上，當電源模塊出現故障時，直接拔出電源模塊進行更換；當信號鏈路環節出現問題，直接拔出管理主板進行更換，不會影響整個系統計算節點的正常工作；
設計步驟如下
1)首先將N+N電源模組通過固定螺絲與導電銅排互聯在一塊；
2)將節點中板固定在機櫃中部的鐵件上；
3)將帶有供電端子和信號連接金手指的電源分配板固定在節點機箱上，並與主板採用線纜方式互聯；
4)將節點插入到機櫃中，即可實現取電和信號鏈路的對接；
5)當機櫃系統中的電源模組、管理主板、節點、節點中板板卡任意一個環節出現異常，都能直接將異常的器件拔出及時進行更換，實現機櫃系統的帶電維護。本發明具有以下突出的有益效果本發明的設計方法可以方便地實現用戶對機櫃系統的在線維護，即在整個機櫃系統運行過程中，當其中的部件工作異常，可以直接將異常部件取出，而不會影響到系統其它部分的正常工作。
圖1是傳統46U機櫃的結構示意 圖2是節點供電鏈路採用導電銅排的46U機櫃結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的方法作進一步詳細說明。採用N+N冗餘電源供電，導電銅排作為供電母線，使得供電故障率最低；同時將信號鏈路中，一些信號處理相關的有源器件集成在管理主板上，當電源模塊出現故障時，可以直接拔出電源模塊進行更換；當信號鏈路環節出現問題，可以直接拔出管理主板進行更換，不會影響系統計算節點的正常工作。
實施例如圖1所示，一個46U機櫃，在機櫃裡有40個IU計算節點，以橫插方式部署在機櫃裡面與節點中板。每個計算節點由主板和電源分配板兩部分組成。節點中板用於提供計算節點與管理主板的互聯接口，每塊節點中板包含10個接口，與10個節點互聯。主板上的供電及信號鏈路通過電源分配板金手指與節點中板上的接口對接互聯。供電鏈路和信號鏈路都集成在節點中板的實現方式。這種方式，一塊節點中板上集成有10個連接器接口，每個接口與節點主板相連接，實現供電和信號傳輸。當節點中板出現故障，必須先停止供電，然後再取下故障板卡。這種維護方式在一般的網際網路用戶機房是不允許的。如圖2同樣是一個是46U機櫃，在機櫃裡有40個IU計算節點，以橫插方式部署在機櫃裡面。不同的是節點中板只集成有信號鏈路，節點供電鏈路採用導電銅排來實現。導電銅排與N+N冗餘電源模組相連接實現+12V直流供電。這裡的電源模組是指將2N個單獨的電源模塊通過電源背板互聯在一起實現+12V供電輸出的電源框體，2N個電源模塊組合在一塊實現N+N冗餘供電。每個節點上集成有一塊電源分配板，該板卡有兩個接口，其一為信號接口，其二為取電接口 ；節點通過取電埠在銅排取電，通過信號金手指與節點中板上的信號接口互聯。當節點中板出現故障，由於每個節點都帶有信號熱拔插線路。因此，可以帶電取下故障板卡來進行更換，而不需要將機櫃先斷電再取下板卡。設計步驟如下
1)首先將N+N電源模組通過固定螺絲與導電銅排互聯在一塊；
2)將節點中板固定在機櫃中部的鐵件上；
3)將帶有供電端子和信號連接金手指的電源分配板固定在節點機箱上，並與主板採用線纜方式互聯；
4)將節點插入到機櫃中，即可實現取電和信號鏈路的對接；
5)當機櫃系統中的電源模組、管理主板、節點、節點中板板卡任意一個環節出現異常，都能直接將異常的器件拔出，及時進行更換，實現機櫃系統的帶電維護。除本發明的說明書公開的技術特徵外均為本專業技術人員的公職技術。
權利要求
1.一種RACK機櫃系統帶電維護的設計方法，其特徵在於，在機櫃設置有若干個IU計算節點，連接計算節點的節點中板以橫插方式部署在機櫃裡面，節點中板只集成計算節點的信號鏈路，計算節點的供電鏈路採用導電銅排來實現，導電銅排與N+N冗餘電源模組相連接實現+12V直流供電； 所述的電源模組是指:將2N個單獨的電源模塊通過電源背板互聯在一起實現+12V供電輸出的電源框體，2N個電源模塊組合在一塊實現N+N冗餘供電，每個節點上集成有一塊電源分配板卡，該板卡有兩個接口，其一為信號接口，其二為取電接口 ；計算節點通過取電埠在銅排取電，計算節點通過信號金手指與節點中板上的信號接口互聯； 當節點中板出現故障，由於每個節點都帶有信號熱拔插線路，因此，允許帶電取下故障板卡來進行更換，而不需要將機櫃先斷電再取下板卡； 採用N+N冗餘電源供電，導電銅排作為供電母線，使得供電故障率最低；同時將信號鏈路中的一些信號處理相關的有源器件集成在管理主板上，當電源模塊出現故障時，直接拔出電源模塊進行更換；當信號鏈路環節出現問題，直接拔出管理主板進行更換，不會影響整個系統計算節點的正常工作； 設計步驟如下: 1)首先將N+N電源模組通過固定螺絲與導電銅排互聯在一塊； 2)將節點中板固定在機櫃中部的鐵件上； 3)將帶有供電端子和信號連接金手指的電源分配板固定在節點機箱上，並與主板採用線纜方式互聯； 4)將節點插入到機櫃中，即可實現取電和信號鏈路的對接； 5)當機櫃系統中的電源模組、管理主板、節點、節點中板板卡任意一個環節出現異常，都能直接將異常的器件拔出及時進行更換，實現機櫃系統的帶電維護。
全文摘要
本發明提供一種RACK機櫃系統帶電維護的設計方法，在機櫃設置有若干個1U計算節點，連接計算節點的節點中板以橫插方式部署在機櫃裡面，節點中板只集成計算節點的信號鏈路，計算節點的供電鏈路採用導電銅排來實現，導電銅排與N+N冗餘電源模組相連接實現+12V直流供電；所述的電源模組是指將2N個單獨的電源模塊通過電源背板互聯在一起實現+12V供電輸出的電源框體，2N個電源模塊組合在一塊實現N+N冗餘供電，每個節點上集成有一塊電源分配板卡，該板卡有兩個接口，其一為信號接口，其二為取電接口；計算節點通過取電埠在銅排取電，計算節點通過信號金手指與節點中板上的信號接口互聯；當節點中板出現故障，由於每個節點都帶有信號熱拔插線路，因此，允許帶電取下故障板卡來進行更換，而不需要將機櫃先斷電再取下板卡。
文檔編號G06F1/26GK103076869SQ20131001794
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月18日 優先權日2013年1月18日
發明者羅嗣恆, 孫波, 谷俊傑 申請人:浪潮電子信息產業股份有限公司