一种基于PCIE交换器的集群存储系统.pdf

本发明公开了一种基于PCIE交换器的集群存储系统，属于集群存储技术领域，其结构包括存储模块、PCIE总线、信号加强器、PCIE交换器，每个存储模块通过各自的PCIE总线连接到PCIE交换器，存储模块与PCIE交换器之间的PCIE总线上设置有信号加强器，存储模块与PCIE总线及信号加强器为一一对应的关系，所有的存储模块均连接到PCIE交换器，PCIE交换器为所有存储模块提供的统一外部连接IO通道。本发明的各存储模块之间通过PCIE交换器（PCIE Switch）互联通信，实现存储模块（的横向集群扩展，满足存储系统高性能低成本的设计。

权利要求书
1.  一种基于PCIE交换器的集群存储系统，其特征在于包括存储模块、PCIE总线、信号加强器、PCIE交换器，每个存储模块通过各自的PCIE总线连接到PCIE交换器，存储模块与PCIE交换器之间的PCIE总线上设置有信号加强器，存储模块与PCIE总线及信号加强器为一一对应的关系，所有的存储模块均连接到PCIE交换器，PCIE交换器为所有存储模块提供的统一外部连接IO通道。

2.  根据权利要求1所述的一种基于PCIE交换器的集群存储系统，其特征在于PCIE总线采用PCIE3.0总线。

3.  根据权利要求2所述的一种基于PCIE交换器的集群存储系统，其特征在于信号加强器采用PCIE中继器。

4.  根据权利要求3所述的一种基于PCIE交换器的集群存储系统，其特征在于PCIE中继器采用美国国家半导体公司的型号为DS80PCI102或DS80PCI402或DS80PCI800的PCIE中继器。

说明书一种基于PCIE交换器的集群存储系统
技术领域
本发明涉及一种集群存储技术领域，具体地说是一种基于PCIE交换器的集群存储系统。
背景技术
集群（cluster）技术是一种较新的技术，通过集群技术，可以在付出较低成本的情况下获得在性能、可靠性、灵活性方面的相对较高的收益。集群是一组相互独立的、通过高速网络互联的计算机，它们构成了一个组，并以单一系统的模式加以管理。一个客户与集群相互作用时，集群像是一个独立的服务器。集群配置是用于提高可用性和可缩放性。
集群存储是指：由若干个通用存储模块组成的用于存储的集群，组成集群存储的每个存储模块的性能和容量均可通过集群的方式得以叠加和扩展。
存储架构不断的发展更新，各个模块之间不断尝试使用各种协议，传统的集群存储架构系统中通常使用IB、FC进行互联，但是成本高昂，技术难度大，同时在性能上表现一般。
PCIE，也称为PCI-Express，是最新的总线和接口标准。PCIE属于高速串行点对点双通道高带宽传输，所连接的设备分配独享通道带宽，不共享总线带宽，主要支持主动电源管理，错误报告，端对端的可靠性传输，热插拔以及服务质量(QOS)等功能。PCIE也有多种规格，从PCIE 1X到PCIE 16X，能满足将来一定时间内出现的低速设备和高速设备的需求。PCIE最新的接口是PCIE 3.0接口，其比特率为8GB/s，约为上一代产品带宽的两倍，并且包含发射器和接收器均衡、PLL改善以及时钟数据恢复等一系列重要的新功能，用以改善数据传输和数据保护性能。
发明内容
本发明的技术任务是提供一种高性能、低成本、提高存储系统的横向扩展能力的一种基于PCIE交换器的集群存储系统。
本发明的技术任务是按以下方式实现的：
一种基于PCIE交换器的集群存储系统，包括存储模块、PCIE总线、信号加强器、PCIE交换器，每个存储模块通过各自的PCIE总线连接到PCIE交换器，存储模块与PCIE交换器之间的PCIE总线上设置有信号加强器，存储模块与PCIE总线及信号加强器为一一对应的关系，所有的存储模块均连接到PCIE交换器，PCIE交换器为所有存储模块提供的统一外部连接IO通道。
PCIE总线采用PCIE3.0总线。
  信号加强器采用PCIE中继器。
PCIE中继器采用美国国家半导体公司的型号为DS80PCI102或DS80PCI402或DS80PCI800的PCIE中继器。
本发明的一种基于PCIE交换器的集群存储系统具有以下优点：
1、各存储模块之间通过PCIE交换器（PCIE Switch）互联通信，实现存储模块（的横向集群扩展，满足存储系统高性能低成本的设计；
2、PCIE3.0总线有着低延时、低成本的特性，在产品设计过程中缩短了产品开发周期和设计难度；
3、实现各个存储模块通过PCIE交换器与背板的互联，省去了线缆的使用，简化了结构设计，实现结构化模块设计；
4、通过信号加强器对PCIE总线上的信号加强，实现PCIE总线在距离上得到有效的扩展。
附图说明
  下面结合附图对本发明进一步说明。
附图1为一种基于PCIE交换器的集群存储系统的结构框图。
具体实施方式
参照说明书附图和具体实施例对本发明的一种基于PCIE交换器的集群存储系统作以下详细地说明。
实施例1：
本发明的一种基于PCIE交换器的集群存储系统, 其结构包括存储模块、PCIE总线、信号加强器、PCIE交换器，每个存储模块通过各自的PCIE总线连接到PCIE交换器，存储模块与PCIE交换器之间的PCIE总线上设置有信号加强器，存储模块与PCIE总线及信号加强器为一一对应的关系，所有的存储模块均连接到PCIE交换器，PCIE交换器为所有存储模块提供的统一外部连接IO通道。
Switch是交换机。交换机是使用硬件来完成以网桥使用软件来完成过滤、学习和转发过程的任务。Switch速度比HUB快，这是由于HUB不知道目标地址在何处，发送数据到所有的端口。而Switch中有一张转发表，如果知道目标地址在何处，就把数据发送到指定地点，如果它不知道就发送到所有的端口。这样过滤可以帮助降低整个网络的数据传输量，提高效率。
实施例2：
本发明的一种基于PCIE交换器的集群存储系统, 其结构包括存储模块、PCIE总线、信号加强器、PCIE交换器，每个存储模块通过各自的PCIE总线连接到PCIE交换器，存储模块与PCIE交换器之间的PCIE总线上设置有信号加强器，存储模块与PCIE总线及信号加强器为一一对应的关系，所有的存储模块均连接到PCIE交换器，PCIE交换器为所有存储模块提供的统一外部连接IO通道。
PCIE总线采用PCIE3.0总线。
 信号加强器采用PCIE中继器。
PCIE中继器采用美国国家半导体公司的型号为DS80PCI102的PCIE中继器。
美国国家半导体公司（NS）推出的一系列全新的第三代（8Gbps）PCIE中继器，它实现了无与伦比的信号调节性能且功耗极低，因此特别适用于数据中心服务器和存储系统。采用美国国家半导体第三代硅锗（SiGe）BiCMOS工艺制造，可以支持数据传输速率高达8Gbps的PCIE3.0总线，并确保传送信号完整性。可提供高达36dB的接收均衡增益及12dB的传输去加重，因此可以支持长达40英吋的FR-4 背板走线，确保系统设计工程师即使采用低成本、高损耗的电缆和板间走线，也可轻松将第二代PCIe接口升级，以便支持第三代的数据传输速率。
实施例3：
本发明的一种基于PCIE交换器的集群存储系统, 其结构包括存储模块、PCIE总线、信号加强器、PCIE交换器，每个存储模块通过各自的PCIE总线连接到PCIE交换器，存储模块与PCIE交换器之间的PCIE总线上设置有信号加强器，存储模块与PCIE总线及信号加强器为一一对应的关系，所有的存储模块均连接到PCIE交换器，PCIE交换器为所有存储模块提供的统一外部连接IO通道。
PCIE总线采用PCIE3.0总线。
 信号加强器采用PCIE中继器。
PCIE中继器采用美国国家半导体公司的型号为DS80PCI800的PCIE中继器。
通过上面具体实施方式，所述技术领域的技术人员可容易的实现本发明。但是应当理解，本发明并不限于上述的具体实施方式。在公开的实施方式的基础上，所述技术领域的技术人员可任意组合不同的技术特征，从而实现不同的技术方案。