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摘要：本论文设计一款高度为4U，磁盘密度为96+10盘位的高密度存储服务器。此高密存储服务器共通过PCIE链接10块大容量高性能的SSD作为二级缓存系统，通过两块SAS控制器链接4块24盘位的SAS Experder来扩展96块HDD硬盘。通过国产BMC系统进行整套服务器硬件管理和预警。在4U机柜里共实现96 HDD盘加10块SSD盘的高密度设计需求。
关键词：存储服务器；高密度；国产BMC系统
当前服务器市场化，同质化非常严重。基于intel架构的X86服务器越来越市场化，透明化。留给设计厂家的改进地方也越来越窄。很多服务器厂商开始转型特色的市场比如高计算能力的服务器，高性能服务器以及芯片设计领域等等。面对市场激烈的竞争环境，越来越多的厂家提出了异常的设计需求。现本论文提出一款高密度混闪存储服务器，在4U高的标准机箱里实现96盘位的HDD硬盘加10块PCIE SSD架构的存储服务器。设计当中采用两颗intel标准CPU，每颗CPU支持8个32G的PCIE 内存插槽。采用大容量的BBU作为掉电保护时的数据刷写到SSD的供电操作。设计中独有的BBU掉电保护型的服务器兼具存储特性起到数据完成性和保护的功能。此外，设计中充分利用国产化BMC芯片来管理整套高密存储服务器的硬件设备。
本设计96块HDD硬件设计原理图具体如下：
BMC是服务器领域进行硬件管理和温度电压预警的关键核心芯片随着近几年国内芯片行业的发展，国产化BMC芯片渐渐成熟稳定。故，本次采用国产化BMC芯片作为高密混闪存储服务器的硬件管理和配置，实现服务器管理上的国产化。服务器中的CPLD主要英语上电时序的控制。CPLD的固件一般不能修改，如果人為修改，可以绕过BMC直接对BIOS上电导致服务器系统被侵【4】.
通过2块大容量的电池以及10块NVME协议的SSD硬盘来实现存储数据保护以及高性能分层技术的实现。10块SSD硬盘预留缓存刷写部分外，其余的SSD空间可以用来实现存储自动分层技术，提高存储命中率。10块SSD一分两用，真正的体现数据保护和提升性能的价值。
基于BBU掉电保护的存储服务器能够保证服务器上的系统掉电后，能够及时将内存中的数据刷写到SSD中，起到数据保护的作用。
BMC芯片基于国产BMC芯片，固件设计主要有5个核心固件组成，分别是系统嵌入式最简化linux内核，基于开源代码的WEB服务器通信模块，实现IPMI功能模块以及网卡通信模块。IPMI功能模块主要实现各种传感器的数据采集和接收包括数据加密，日志模块等【1】。
BMC系统核心模块中包括WEB登入模块，采用开源的代码模块来实现，包括WEB功能层，服务器层以及浏览层。BMC在线升级模块主要有Boot Loader组成，重点是初始化BMC相关的硬件设备，内存的初始化等【2】。网卡模块与服务器共用网口，主要是进行BMC网络管理功能。BMC中的管理模块重点是记入BMC系统日志。此外BMC的软件中还集成数据采集功能，控制功能以及远程管理功能等。这部分功能也可以依据客户的需求进行改配扩展【3】。此款高密度存储服务器可以应用到分布式存储系统当中，作为高密磁盘整列使用外加SSD分层技术。分布式存储服务器一般主要有定时任务，日志处理等【5】。本论文设计的高密度混闪存储服务器完全可以应用部署到分布式存储服务器当中，作为分布式存储单元存储数据保障数据安全。
结论：
本次论文讲述了基于国产化BMC芯片设计一款高密度存储服务器系统，支持96块HDD硬盘外加10块NVNE SSD硬盘，采用两颗28核的intel CPU外加每颗CPU配置8块32G的内存容量，真正实现了国产存储服务器的高密度大容量以及高计算能力。
参考文献：
[1]何毅平。基于ARM的BMC设计与实现[D]。华中科技大学硕士学位论文 2014.1.6
[2]王栩浩. 基于 IPMI 的服务器管理系统的实现[D]. 东华大学硕士学位论文 2016.5
[3]苏振宇。基于国产BMC的服务器安全启动技术研究与实现[J].技术应用。2017.8.1
[4]孙亮，陈小春等。基于可信BMC的服务器安全启动机制[J].山东大学学报。2018年1月。第53卷第1期
[5]吴静。基于嵌入式环境的分布式存储系统的设计与实现[D].北京邮电大学硕士学位论文。2014.12.1
作者简介：
谭世伟，硕士研究生，工程师。
关键词：存储服务器；高密度；国产BMC系统
当前服务器市场化，同质化非常严重。基于intel架构的X86服务器越来越市场化，透明化。留给设计厂家的改进地方也越来越窄。很多服务器厂商开始转型特色的市场比如高计算能力的服务器，高性能服务器以及芯片设计领域等等。面对市场激烈的竞争环境，越来越多的厂家提出了异常的设计需求。现本论文提出一款高密度混闪存储服务器，在4U高的标准机箱里实现96盘位的HDD硬盘加10块PCIE SSD架构的存储服务器。设计当中采用两颗intel标准CPU，每颗CPU支持8个32G的PCIE 内存插槽。采用大容量的BBU作为掉电保护时的数据刷写到SSD的供电操作。设计中独有的BBU掉电保护型的服务器兼具存储特性起到数据完成性和保护的功能。此外，设计中充分利用国产化BMC芯片来管理整套高密存储服务器的硬件设备。
本设计96块HDD硬件设计原理图具体如下：
BMC是服务器领域进行硬件管理和温度电压预警的关键核心芯片随着近几年国内芯片行业的发展，国产化BMC芯片渐渐成熟稳定。故，本次采用国产化BMC芯片作为高密混闪存储服务器的硬件管理和配置，实现服务器管理上的国产化。服务器中的CPLD主要英语上电时序的控制。CPLD的固件一般不能修改，如果人為修改，可以绕过BMC直接对BIOS上电导致服务器系统被侵【4】.
通过2块大容量的电池以及10块NVME协议的SSD硬盘来实现存储数据保护以及高性能分层技术的实现。10块SSD硬盘预留缓存刷写部分外，其余的SSD空间可以用来实现存储自动分层技术，提高存储命中率。10块SSD一分两用，真正的体现数据保护和提升性能的价值。
基于BBU掉电保护的存储服务器能够保证服务器上的系统掉电后，能够及时将内存中的数据刷写到SSD中，起到数据保护的作用。
BMC芯片基于国产BMC芯片，固件设计主要有5个核心固件组成，分别是系统嵌入式最简化linux内核，基于开源代码的WEB服务器通信模块，实现IPMI功能模块以及网卡通信模块。IPMI功能模块主要实现各种传感器的数据采集和接收包括数据加密，日志模块等【1】。
BMC系统核心模块中包括WEB登入模块，采用开源的代码模块来实现，包括WEB功能层，服务器层以及浏览层。BMC在线升级模块主要有Boot Loader组成，重点是初始化BMC相关的硬件设备，内存的初始化等【2】。网卡模块与服务器共用网口，主要是进行BMC网络管理功能。BMC中的管理模块重点是记入BMC系统日志。此外BMC的软件中还集成数据采集功能，控制功能以及远程管理功能等。这部分功能也可以依据客户的需求进行改配扩展【3】。此款高密度存储服务器可以应用到分布式存储系统当中，作为高密磁盘整列使用外加SSD分层技术。分布式存储服务器一般主要有定时任务，日志处理等【5】。本论文设计的高密度混闪存储服务器完全可以应用部署到分布式存储服务器当中，作为分布式存储单元存储数据保障数据安全。
结论：
本次论文讲述了基于国产化BMC芯片设计一款高密度存储服务器系统，支持96块HDD硬盘外加10块NVNE SSD硬盘，采用两颗28核的intel CPU外加每颗CPU配置8块32G的内存容量，真正实现了国产存储服务器的高密度大容量以及高计算能力。
参考文献：
[1]何毅平。基于ARM的BMC设计与实现[D]。华中科技大学硕士学位论文 2014.1.6
[2]王栩浩. 基于 IPMI 的服务器管理系统的实现[D]. 东华大学硕士学位论文 2016.5
[3]苏振宇。基于国产BMC的服务器安全启动技术研究与实现[J].技术应用。2017.8.1
[4]孙亮，陈小春等。基于可信BMC的服务器安全启动机制[J].山东大学学报。2018年1月。第53卷第1期
[5]吴静。基于嵌入式环境的分布式存储系统的设计与实现[D].北京邮电大学硕士学位论文。2014.12.1
作者简介：
谭世伟，硕士研究生，工程师。