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新手入门之认识服务器热插拔技术

    前面我们说到了,现在的服务器系统支持热插拔技术的已远不是SCSI硬盘一种了,已在像CPU、内存、网卡、电源和风扇等关键设备中全面支持。但从原理上来说,最底层的技术支持还是像PCI、PCI-X、PCI-E和InfiniBand之类总线技术。

    热插拔功能的实现首先需要软、硬件的共同支持,包括有热插拔功能的硬件设备、支持热插拔的操作系统和用户界面、主板BIOS以及支持热插拔功能的PCI总线等等。其中PCI热插拔技术对于网卡、电源、风扇、SCSI设备等热插拔硬件的应用来说意义重大,因为它是这些设备得以实现热插拔功能的基础。当然这里还有一个标准问题,因为PCI总线体系结构的改变就意味着硬件接口标准的改变,所以必须制定统一的工业标准,技术才能获得推广。

    自从PCI规范标准化后,PCI热插拔技术也就得到了硬件方面的支持,但它还需要通过软件来完善和实现。首先是操作系统的支持,微软在Windows 2000系统中支持PCI热插拔功能的是“高级配置和电源接口”(ACPI)规范,通过屏蔽每个热插拔控制器来实现硬件的热插拔,以及在线升级(也就是热升级)。惠普在微软的ACPI规范的基础上又做了进一步改进,开发出“PCI Hot Plug Utility”远程管理工具,可以在操作系统不支持热插拔功能的情况下,用统一的管理平台统一调用和管理远程网络系统中的PCI热插拔插槽。而且惠普还对插槽进行了专用集成电路(ASIC)来控制热插拔设备时插槽的电流稳定性。显而易见,HP的ProLiant服务器由此获得了两种软件支持热插拔设备的途径,操作系统或者是PCI Hot Plug Utility管理工具。 

    有了PCI总线的支持,带电插拔服务器中的SCSI设备、网卡、电源、风扇等自然变得轻而易举。而其它几种目前较新的总线技术都是不同程度地从PCI总线升级得到的,在热插拔方面,不仅完全继续,而且还有相当大的提高,因为它们基本上(不是全部,PCI-X仍属于并行结构)都是从传统的并行向最新的串行接口技术转变,同一时刻的单一传输任务和极少的插针,使得采用这些接口的设备在热插拔时,对系统及自身的影响都远小于并行总线的PCI设备。这些新型的总线技术基本上都很容易地实现了对热插拔技术的支持,就像USB和SATA接口技术一样。正因如此,采用这些新型总线技术的网卡、硬盘阵列卡等设备也就全面继承并扩展了对热插拔技术的支持。这里要简单介绍的是IBM的Active PCI-X(活动PCI-X)技术。

    Active PCI-X是IBM原来在大型机,现在是其企业级x架构服务器中普遍使用的一种热插拔技术。PCI-X 技术充分利用了 PCI 总线的广泛性,对常规 PCI 总线进行了改进和 I/O 升级。PCI-X技术在常规 PCI 总线带宽的基础上,将总线容量提高了八倍多 - 从32位、33-MHz PCI总线的133 MB/s提高到64位、133-MHz PCI-X总线的1066 MB/s。它增强了PCI协议,开发了一个工业标准的互连结构,原始带宽超过每秒1千兆字节(GB/s),将满足企业计算系统今后的带宽需求。PCI-X总线在适配器级和系统级上提供对PCI总线的向后兼容性。

    IBM在成功实现Active PCI(活动PCI)技术的基础之上,在基于企业级服务器X架构设计的一些X系列服务器中引入同时支持PCI和PCI-X两种适配器接口的Active PCI-X(活动PCI-X)技术。活动PCI-X总线技术就为IBM提供了提升服务器总体性能的另一个解决方案。活动PCI-X的主要特性如下:

    热交换 (Hot Swap):允许在不用关闭和重启服务器的情况下更换适配器。
    热添加(Hot add):提供了一种容易的升级方式,允许在服务器运行的状态下添加新的适配器(在工业标准中IBM是第一个提供这种性能的)。
    切换(Failover):允许在主适配器出现故障的情况下极快地用另一个备用适配器接替原来适配器的工作继续运行。

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