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CN100568200C - 为服务器提供虚拟通信端口的方法以及计算机系统 - Google Patents

为服务器提供虚拟通信端口的方法以及计算机系统 Download PDF

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CN100568200C
CN100568200C CNB2005100738295A CN200510073829A CN100568200C CN 100568200 C CN100568200 C CN 100568200C CN B2005100738295 A CNB2005100738295 A CN B2005100738295A CN 200510073829 A CN200510073829 A CN 200510073829A CN 100568200 C CN100568200 C CN 100568200C
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Abstract

一种通过在刀片服务器中创建虚拟COM端口而从刀片服务器机座中的刀片服务器访问远程实际通信端口(“COM端口”)的方法和系统。基本输入/输出(BIOS)控制器监视刀片服务器中的内部COM端口的通信流量。一旦检测到通信流量，BIOS控制器使该流量改向至BIOS控制器芯片组创建的虚拟USB COM端口。虚拟USB COM端口将该通信流量发送至刀片服务器中的内部通用串行总线(USB)装置。然后USB装置将该流量引向到达远程系统的边带信道上的以太网媒体存取控制器(MAC)输入/输出(I/O)，该通信流量通过其到达远程系统中的实际COM端口。

Description

为服务器提供虚拟通信端口的方法以及计算机系统
技术领域
本发明通常涉及计算机领域，具体地涉及提供在服务器机座内的多个刀片服务器(blade server)。更具体地，本发明涉及用于为服务器机座内的不具有实际通信端口的服务器提供虚拟通信端口的方法和系统。
背景技术
刀片服务器计算机在单个服务器机座(刀片中心机座)中提供高密度的服务器板(刀片)。图1示出了典型的刀片服务器计算机，表示为刀片服务器机座102。刀片服务器机座102包括多个可热交换的刀片服务器104a-n。刀片服务器机座102中通常有14个刀片服务器104。刀片服务器104的操作由表示为管理模块108的逻辑控制，每个管理模块108通常包括用于控制输入/输出(I/O)功能并将作业和数据分配给不同的刀片服务器104的处理器。通常将第一管理模块108a指定为主管理模块，第二管理模块108b作为在主管理模块108a失效时将使用的备份。管理模块108的另一个功能是控制电源模块110和冷却风扇112。
尽管通常可能经过交换器(没有显示)与刀片服务器104通信，但许多处理，例如远程控制台和运行在LinuxTM和WindowsTM下的调试器，都要求串行通信端口(“COM端口”)。这些处理与刀片服务器中的服务处理器(没有显示)通信。这些处理需要经过COM端口来由这些服务处理器访问。但是，主要由于刀片服务器机座102的集成特性导致刀片服务器机座102中的刀片服务器104没有各自的COM端口。这个问题的可能解决方案是使所有的刀片服务器104共享刀片服务器机座102中的背板(没有显示)上的公用的COM端口。但是，由于在任何时间只可能访问14个刀片服务器104中的一个，所以这个解决方案是有问题的。
因此需要一种方法和系统，其能够允许刀片服务器机座102中的所有刀片服务器104都连接到外部COM端口并允许与每个刀片服务器104建立同时通信会议。该方法和系统能够处理视频改向和代码更新所需的较高带宽，以及其它数据密集的通信。
发明内容
因此，本发明是关于一种方法和系统，其通过在刀片服务器中创建虚拟COM端口而从刀片服务器机座中的刀片服务器访问远程实际通信端口(“COM端口”)。基本输入/输出(BIOS)控制器监视刀片服务器中的内部COM端口的通信流量。一旦检测到通信流量，BIOS控制器使该流量改向至BIOS控制器芯片组创建的虚拟USB COM端口。虚拟USB COM端口将该通信流量发送至刀片服务器中的内部通用串行总线(USB)装置。然后USB装置将该流量引向到达远程计算机系统的边带信道上的以太网媒体存取控制器(MAC)输入/输出(I/O)，该通信流量通过其到达远程计算机系统中的实际COM端口。
本发明的上述以及其它的目的、特征和优点将在下面详细记载的说明中变得显而易见。
附图说明
在后附的权利要求中阐述了本发明可信特点的新颖特征。但是，当结合附图阅读时，通过参照下面的示意性实施例的详细说明可更好地理解发明本身、优选的使用方式以及其它的目的和优点，其中：
图1示出了刀片服务器机座的现有技术的视图；
图2a示意性显示了按照本发明的连接到远程系统的刀片服务器机座，远程系统具有供刀片服务器机座中的刀片服务器使用的通信端口(COM端口)；
图2b示出了图2a所示刀片服务器中的刀片服务器的其它细节；
图3a是用于本发明的从刀片服务器向远程系统上的COM端口发送通信流量的步骤的流程图；
图3b是用于本发明的从远程系统上的COM端口向刀片服务器发送通信流量的步骤的流程图；
图4示意性显示了用于设置供指定刀片服务器使用的远程COM端口的图形用户界面(GUI)。
具体实施方式
现在参照图2a，显示了按照本发明优选实施例的刀片服务器机座200的示意性方块图。为了更加清楚，只显示了4个刀片服务器202a、202b、202c、202n。但是，在优选实施例中，刀片服务器机座200具有能够连接14个或更多个刀片服务器202的中间背板204。(中间背板204在功能上类似于其上连接刀片服务器202的底板，但是由于其最佳位置是在刀片服务器机座200的中间而不是在刀片服务器机座200的底部所以被称作“中间背板”。)
刀片服务器机座200具有一个或多个管理模块206。尽管只显示了一个管理模块206，但是刀片服务器机座200优选地具有主管理模块206和备份管理模块206(没有显示)。管理模块206能够管理多个刀片服务器202。管理模块206经过虚拟局域网(VLAN)与刀片服务器202通信，虚拟局域网(VLAN)将管理模块206连接到以太网交换器208，将以太网交换器208连接到中间背板204，并将中间背板204连接到以太网媒体地址控制器(MAC)输入/输出(I/O)210。
在本发明中，向或从实际远程通信端口(COM端口)212发射刀片服务器202的入站的串行通信流量。串行通信流量的路径是从COM端口212(例如，COM端口212a)到远程系统214，例如膝上型计算机。然后该流量经过管理模块以太网216到达与刀片服务器机座200关联的管理模块206。该流量从管理模块206经过VLAN到达刀片服务器机座200中的以太网交换器208，然后到达中间背板204。接着该流量继续经过VLAN到达刀片服务器202(例如刀片服务器202a)中的以太网MAC 210(例如，以太网MAC 210a)。该流量在以太网MAC210被解码，然后经过内置集成电路(I2C)线发送至内部USB装置218(例如，USB装置218a)，内置集成电路线遵循菲利普的内置IC(内置集成电路)标准(该标准被全文引用并入此处并通称作I2C)。应注意的是，USB装置218是严格的内部USB装置，其不能与刀片服务器202的外部通信。该流量从USB装置218经过内部USB线被发送至USB主机控制器220(例如，USB主机控制器220a)。来自USB主机控制器220的该流量由图2b所示的逻辑控制。
参照图2b，给出按照本发明设计的刀片服务器202a的操作的其它细节。刀片服务器202a的详细组件在其参考标记后面给出了后缀“a”，应当理解每个刀片服务器202都具有与刀片服务器202a所示完全相同的组件。
当图2a中所示的通信流量到达USB主机控制器220a时，基本输入/输出系统(BIOS)控制器222a检测流量的到达。该检测使得系统管理中断(SMI)处理器228a向USB主机控制器220a发出SMI，使USB主机控制器220a将流量发送至由BIOS 224a中虚拟USB COM端口代码226a定义的虚拟USB COM端口。即，虚拟USB COM端口代码226a在软件中创建能与USB主机控制器220a通信的虚拟COM端口。然后虚拟USB COM端口将流量引向内部COM(ICOM)端口230，端口230是超级I/O 232a的输入/输出(I/O)。该流量继续到达服务处理器234a，服务处理器234a将该流量引向处理该流量的适当的软件236a。
应当注意，多刀片机座200中的数据流量能够以同频道和不同频道信号传输通信。正常的管理数据流量是受控制的，并经过符合数据通信的电子工业协会(EIA)RS 485标准的管理网络(没有显示)传输。本发明所述的进出实际COM 212的通信流量是不同频道信号传输的，其经过以太网交换器208通信，因此不会与同频道信号传输的管理网络流量冲突。
除了SMI处理器228a响应于ICOM端口I/O 230a处的活动发出SMI之外，从软件236a流出的通信流量流过与上述入站的通信流量类似的路径。即，当来自软件236a的通信数据经过服务处理器234a和超级I/O 232a到达ICOM端口I/O 230a时，BIOS控制器222a检测ICOM端口I/O 230a处到达的流量，并使SMI处理器228a向ICOM端口I/O 230a发出SMI，以将该流量引导至上述的虚拟USB端口。然后虚拟USB端口将该流量引导至USB控制器220a，该流量从USB控制器220a在上述路径中继续到达实际COM端口212。
现参照图3a，其给出了从刀片服务器到远程COM端口发送流出的通信流量所用步骤的流程图。在开始方块300之后，构造BIOS控制器芯片组被构造成创建虚拟USB COM端口，并且只要内部COM(ICOM)I/O端口接收流出的通信流量就产生SMI(方块302)，如图2b中所示。SMI使流出的通信流量改向至虚拟USB端口(方块304)，然后到达USB主机控制器(方块305)。然后USB主机控制器经过内部USB线将流量发送至内部USB装置(方块306)。然后USB装置优选的使用因特网协议经过内部I2C线将流量发送至以太网MAC I/O装置(方块308)，以太网MAC I/O装置将流量封装，并将其发送至多片机座中的管理模块(方块310)。然后管理模块经过管理模块以太网上的边带将封装的流量发送至例如膝上型或其它的计算机的远程系统(方块312)，封装的流量在远程系统被解码(开包)。然后将解码的流出流量发送至与远程系统关联的实际物理COM端口(方块314)，其允许按照需要将该流量发送至任何适当的网络(图中没有显示)，结束该过程(终止方块316)。
图3b示意性给出了刀片服务器从远程COM端口接收进入的通信流量所用的步骤。在开始方块318之后，远程系统中的实际物理COM端口接收进入的通信流量(方块320)，在此处将输入的通信流量封装(方块322)，并在管理模块以太网的边带上将其发送至管理模块，然后到达以太网I/O交换器(方块324)。进入的通信流量在以太网I/O交换器被解码，然后被发送至刀片服务器中的内部USB装置(方块326)，然后到达USB主机(方块328)，在此通过BIOS控制器芯片组检测进入的通信流量(方块330)。BIOS控制器芯片组向USB主机发出第二SMI，将该进入的通信流量改向至预先设置的虚拟USB COM端口，该流量然后到达ICOM I/O端口(方块332)。该进入流量从ICOM I/O端口经过超级I/O和服务处理器被发送至软件(方块334)，结束该过程(终止方块336)。
通过图2b所示的管理模块206来执行刀片服务器所使用的实际COM端口的设置过程。为了帮助管理人员确定使用哪一个COM端口，在监视器215(如图2a、2b所示)上显示如图4中示意性方式所示的图形用户界面(GUI)400。在GUI 400中列出了刀片服务器机座中的所有刀片服务器，如图4中所列的刀片1-14。每个所列的刀片下面是下拉的或类似的选择菜单402，其允许为每个刀片服务器选择或不选择COM端口。例如，如图4所示，管理模块已经选择了激活窗口404中所示的COM 1作为刀片3将使用的实际COM端口。通过点击激活的窗口404，管理模块将引导BIOS芯片组222(如图2b所示)建立虚拟USB COM端口，以仿真图2b所示的实际COM端口1(212b)。
应当理解，可以用程序产品来替代实施本发明的至少一些方面。经过各种信号承载媒体能够将定义本发明功能的程序传送到数据存储系统或计算机系统，信号承载媒体包括(但不限于)不可写存储媒体(例如，CD-ROM)、可写存储媒体(例如，软盘、硬盘、读/写CD-ROM、光学媒体)和通信媒体，例如计算机和包括以太网的电话网。应当理解，在这样的信号承载媒体中，当承载或编码指示本发明中方法功能的计算机可读指令时，代表了本发明的可选实施例。此外，应当理解可通过具有如此处所述的硬件、软件或软件与硬件组合的形式的装置或其等价物来实施本发明。
尽管已经参照优选实施例具体给出并说明了本发明，但本领于技术人员应当理解，在不脱离本发明的实质和范围的情况下可实施各种形式和细节上的改变。
附图文字
图1：
108a、108b管理模块
电源模块
112冷却风扇
图2a：
215监视器
216管理模块以太网
214远程系统
208太网交换器
206管理模块
200多刀片机座
210a、b、c、n以太网MAC
218a、b、c、n USB装置
220a、b、c、n USB主机控制器
图2b：
215监视器
216管理模块以太网
214远程系统
208以太网交换器
206管理模块
202a刀片
236a软件
234a服务处理器
232a超级I/O
230a内部COM端口
210a以太网MAC
218aUSB装置
220aUSB主机控制器
226a虚拟USB COM端口
228aSMI处理器
222aBIOS控制器
图3a：
300开始
302构造BIOS控制器芯片组，以创建虚拟USB COM端口，并在ICOM端口接收流出的通信流量时产生SMI
304SMI使流量改向至虚拟USB端口
305虚拟USB端口将流量发送至USB主机控制器
306USB主机控制器经过内部USB线将流量发送至USB装置
308USB装置经过内部I2C线将流量发送至以太网I/O
310以太网I/O将流量封装并将封装的流量发送至管理模块
312管理模块将封装的流量发送至远程系统，封装的流量在远程系统被解码
314解码的流量被发送至远程系统上的实际物理COM端口
316结束
图3b：
320在与远程系统关联的COM端口接收进入的通信流量
322将通信流量封装
324经过管理模块将封装的流量发送至以太网I/O
326解码该封装的流量，然后将解码的流量发送至刀片服务器中的内部USB装置
328将来自USB装置的进入流量发送至USB主机
使用BIOS控制器芯片组检测USB主机接收的进入流量
332从BIOS控制器芯片组向USB主机发出第二SMI，将该进入的通信流量改向至虚拟USB COM端口，并到达ICOM端口
334从ICOM端口将进入流量发送至超级I/O、服务处理器和软件
336结束
图4：
远程COM端口选择器
文件(file)编辑(edit)工具(tool)帮助(help)
刀片服务器(BLADE)

Claims (12)

1.一种用于为服务器提供虚拟通信端口的方法，包括：
在计算机中配置BIOS控制器芯片组，以在内部通信ICOM端口接收输出通信流量时产生第一系统管理中断SMI；
响应于ICOM端口接收该输出通信流量，第一SMI使该输出通信流量改向至BIOS控制芯片组创建的USB COM端口，并到达计算机中的USB主机控制器；
将该输出通信流量从USB主机控制器发送至计算机中的USB装置，USB装置仅能够通过内部USB适应线与USB主机控制器以及通过内部内置集成电路I2C适应线与计算机中的以太网I/O装置之间内部通信；
将该输出通信流量从USB装置发送至以太网I/O装置；
在以太网I/O装置中封装该输出通信流量；
在不同于管理信道的边带信道上将封装的输出通信流量发送至与多计算机机座关联的管理模块；
将该封装的输出通信流量从管理模块发送至远程系统；
在远程系统中解码该封装的输出通信流量；以及
将解码的输出通信流量发送至与远程系统关联的实际物理通信COM端口。
2.如权利要求1所述的方法，其中计算机是多刀片机座中的刀片服务器。
3.如权利要求2所述的方法，还包括：
在与远程系统关联的COM端口接收去往多计算机机座中计算机的输入通信流量；
在远程系统封装该输入通信流量；
将封装的输入通信流量经由管理模块从远程系统发送至以太网I/O装置；
在以太网I/O装置中解码该封装的输入通信流量；
将解码的输入通信流量从以太网I/O装置发送至计算机中的USB装置；
将该输入通信流量从USB装置发送至USB主机控制器；
通过BIOS控制器芯片组检测由USB主机控制器接收的输入通信流量；以及
响应于BIOS控制器芯片组检测到在USB主机控制器处接收的输入通信流量，BIOS控制器芯片组向USB主机控制器发出第二SMI，使该输入通信流量从USB主机控制器改向至BIOS控制器芯片组创建的虚拟USB COM端口，并到达ICOM端口。
4.一种用于为服务器提供虚拟通信端口的方法，包括：
在计算机中配置BIOS控制器芯片组，以在内部通信ICOM端口从该计算机接收输出通信流量时产生第一系统管理中断SMI；
响应于ICOM端口接收该输出通信流量，第一SMI使该输出通信流量改向至由BIOS控制器芯片组产生的虚拟通信端口；
将该输出通信流量从虚拟通信USB端口发送至USB主机控制器；
将该输出通信流量从USB主机控制器经由USB装置发送至计算机中的以太网MAC I/O装置；
将该输出通信流量从以太网MAC I/O装置发送至与多刀片机座关联的管理模块；
将该输出通信流量从与多刀片机座关联的管理模块发送至与远程系统关联的实际通信端口。
5.如权利要求4所述的方法，其中该计算机是多刀片机座中的刀片服务器。
6.如权利要求4所述的方法，还包括：
在与远程系统关联的COM端口接收去往多计算机机座中计算机的输入通信流量；
在远程系统中封装该输入通信流量；
将封装的输入通信流量经由管理模块从远程系统发送至以太网I/O装置；
在以太网I/O装置中解码该封装的输入通信流量；
将解码的输入通信流量从以太网I/O装置发送至计算机中的USB装置；
将该输入通信流量从USB装置发送至USB主机控制器；
通过BIOS控制器芯片组检测由USB主机控制器接收的输入通信流量；以及
响应于BIOS控制器芯片组检测在USB主机控制器处接收的输入通信流量，BIOS控制器芯片组向USB主机控制器发出第二SMI，使该输入通信流量从USB主机控制器改向至BIOS控制器芯片组创建的虚拟USB COM端口，并到达ICOM端口。
7.一种包括多计算机机座、多计算机机座中作为主机的计算机和远程系统的计算机系统，其中：
所述多计算机机座包括管理模块和以太网交换器；
所述计算机包括：BIOS控制器、内部通信ICOM端口、USB主机控制器、USB装置和以太网I/O装置；
其中，
所述内部通信ICOM端口用于接收输出通信流量；
所述USB主机控制器用于从BIOS控制器接收输出通信流量；
所述BIOS控制器被配置成用于在所述内部通信ICOM端口接收输出通信流量时产生第一系统管理中断SMI，并且该第一SMI使该输出通信流量改向至BIOS控制芯片组创建的USB COM端口，并到达计算机中的所述USB主机控制器；
所述USB装置用于从计算机中的USB主机控制器接收该输出通信流量，该USB装置仅能够通过内部USB适应线与USB主机控制器以及通过内部内置集成电路I2C适应线与以太网I/O装置之间内部通信；
所述以太网I/O装置用于从USB装置接收输出通信流量，并将该输出通信流量封装；
所述以太网交换器用于在不同于管理信道的边带信道上将封装的输出通信流量发送至所述的管理模块；
所述管理模块用于将该封装的输出通信流量发送至所述的远程系统；
所述远程系统用于解码该封装的输出通信流量，并将解码的输出通信流量发送至与远程系统关联的实际物理通信COM端口。
8.如权利要求7所述的计算机系统，其中该计算机是多刀片机座中的刀片服务器。
9.如权利要求8所述的计算机系统，其中：
所述远程系统还被配置成用于在与远程系统关联的COM端口接收去往多计算机机座中计算机的输入通信流量，并封装该输入通信流量；
所述计算机系统还被配置成用于将封装的进入信息流量经由管理模块从远程系统发送至以太网I/O装置；
所述以太网I/O装置还被配置成用于解码该封装的输入通信流量，并将解码的输入通信流量从以太网I/O装置发送至USB装置；
所述USB装置还被配置成用于将该输入通信流量发送至USB主机控制器；
所述BIOS控制器还被配置成用于检测由USB主机控制器接收的输入通信流量；响应于BIOS控制器芯片组检测到在USB主机控制器处接收的输入通信流量，该BIOS控制器向USB主机控制器发出第二SMI，使该输入通信流量从USB主机控制器改向至BIOS控制器芯片组创建的虚拟USB COM端口，并到达ICOM端口。
10.一种计算机系统，包括：
用于接收输出通信流量的内部通信ICOM端口；
在计算机中的BIOS控制器，被配置成用于在所述内部通信ICOM端口从计算机接收输出通信流量时产生第一系统管理中断SMI和虚拟通信端口，该第一SMI使该输出通信流量改向至BIOS控制器芯片组产生的所述虚拟通信端口；
用于将该输出通信流量从虚拟通信USB端口发送至USB主机控制器的装置；
用于将该输出通信流量从USB主机控制器经由USB装置发送至计算机中的以太网MAC I/O装置的装置；
用于将该输出通信流量从以太网MAC I/O装置发送至与多刀片机座关联的管理模块的装置；
用于将该输出通信流量从与多刀片机座关联的管理模块发送至与远程系统关联的实际通信端口的装置。
11.如权利要求10所述的计算机系统，其中计算机是多刀片机座中的刀片服务器。
12.如权利要求10所述的计算机系统，其中：
所述远程系统还被配置成用于在与远程系统关联的COM端口接收去往多计算机机座中计算机的输入通信流量，并封装该输入通信流量；
所述计算机系统还被配置成用于将封装的进入信息流量经过管理模块从远程系统发送至以太网I/O装置；
所述以太网I/O装置还被配置成用于解码该封装的输入通信流量，并将解码的输入通信流量从以太网I/O装置发送至USB装置；
所述USB装置还被配置成用于将该输入通信流量发送至USB主机控制器；
所述BIOS控制器还被配置成用于检测由USB主机控制器接收的输入通信流量；响应于BIOS控制器芯片组检测到在USB主机控制器处接收的输入通信流量，该BIOS控制器向USB主机控制器发出第二SMI，使该输入通信流量从USB主机控制器改向至BIOS控制器芯片组创建的虚拟USB COM端口，并到达ICOM端口。
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