專利名稱：計算機集群機柜架的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于計算機集群機柜架設計技術領域，特別涉及個人計算機集群機柜架裝置。
背景技術：
發(fā)表在《計算機應用》雜志(2002年2月，第22卷第2期，36-39頁)的《IA-32架構的Linux網(wǎng)絡并行計算機群的配置及組建》和發(fā)表在《計算機工程》雜志(2000年9月，第26卷第9期，1-3頁)的《用PC機群組構并行超級計算機》都提到了通過一定數(shù)量個人計算機并行連接實現(xiàn)計算機集群的思想，現(xiàn)有通常的實現(xiàn)方法是直接將個人計算機的機箱并行連接，由于集群使用的計算機數(shù)量較多，且需要不間斷地工作，每個節(jié)點包括主電路板、中央處理器、主存儲器等運算部件被集中在機箱這樣一個較小的半封閉空間中，存在著不能良好散熱的問題，機箱的半封閉構造也導致了硬件不易管理，同時由于每個節(jié)點的分立使得整體集群占地面積過大。
實用新型內容本實用新型提出一種用于放置計算機集群系統(tǒng)的機柜架，以克服現(xiàn)有集群實現(xiàn)方式占地面積大、發(fā)熱量大不易散熱、硬件不易管理的缺點，達到高效而便捷地實現(xiàn)和使用計算機集群的目的。
這種計算機集群機柜架，其特征在于將每個節(jié)點中包括主電路板、中央處理器、主存儲器的運算部件和電源組裝固定于剛性底板作為一個節(jié)點單元；按節(jié)點單元的長寬制作機柜架相應單元格的長寬用來放置/固定節(jié)點單元；以若干單元格排列組合成機柜架的一層，每層的高度不低于節(jié)點單元的高度；以若干機柜架層疊構成整個計算機集群機柜架。
所述各節(jié)點單元可分別采用抽拉式軌輪連接安置于機柜架各對應的單元格的輪軌上。
為更好地散熱，還可對機柜架加裝散熱風扇。
由于本實用新型計算機集群機柜架將每個節(jié)點的運算部件置于機柜架的每個單元格上，與現(xiàn)有技術相比，這樣的設計使各運算單元處于一個更開放的空間中，能夠很好的解決原來不能良好散熱的問題，同時本實用新型使集群系統(tǒng)整合于一個機柜架上，大大減小了整個集群系統(tǒng)的占地面積，而且體系結構也更加清晰，方便系統(tǒng)硬件的配置，且系統(tǒng)運行狀態(tài)一目了然，這樣的設計也使得單個節(jié)點的拆卸維護變得較容易，本實用新型可為更廉價、高效而便捷地實現(xiàn)和使用計算機集群起到積極的效果。


圖1為一個節(jié)點單元中部件配置示意圖；圖2為組成機柜架的一個單元格的一種結構示意圖；圖3為機柜架每層按田字形設置4個節(jié)點單元時的一種結構示意圖圖4為機柜架每層按田字形置4個節(jié)點單元時的配置示意圖；圖5為機柜架每層按一字形設置4個節(jié)點單元時的一種結構示意圖；圖6為采用抽拉式輪軌設計的一個節(jié)點單元與其機柜架單元格的配置示意圖。
具體實施方式
實施例1圖1給出了本實施例計算機集群機柜架中的一個節(jié)點單元中部件配置示意圖將每個節(jié)點的運算單元(2)及其電源(3)固定于底板(1)上構成一個節(jié)點單元；圖2給出了組成機柜架的一個單元格的一種結構示意圖按照節(jié)點單元的大小設計機柜架的單元格(4)的大小，在單元格(4)的四個角上分別設置有支撐條(5)與單元格(4)的邊框形成三角形結構，用以支撐放置節(jié)點單元；圖3為機柜架每層按田字形設置4個節(jié)點單元時的一種結構示意圖；本實施例中將機柜架的每層按田字形放置4個節(jié)點單元時的配置如圖4所示。
本實施例的一種采用32節(jié)點的八層機柜架集群系統(tǒng)將不銹鋼板裁剪為長45厘米、寬26.5厘米的矩形并卷邊，作為構成一個節(jié)點單元的底板(1)；按照標準主電路板螺絲位在底板上打孔，并用相應墊腳螺母固定在底板(1)上，再將中央處理器和主存儲器安裝到主電路板上，即為節(jié)點的運算單元(2)；將每個節(jié)點的運算單元(2)通過墊腳螺母支起固定到底板(1)上，以避免主電路板與底板的直接的接觸，將電源(3)也固定于底板上(1)，由底板連接的運算單元和電源構成一個節(jié)點單元。按照節(jié)點單元的大小設計機柜架單元格的大小本實施例選用2厘米寬不銹鋼條焊接制作單元格(4)的框架，單元格的四角焊制三角支撐條(5)，用以支撐放置節(jié)點單元，按照圖3所示田字型配置將每層四個節(jié)點單元排列搭建成機柜架的一層如圖4所示。在組成節(jié)點單元的所有部件中，高度最高的部件為電源，所以節(jié)點單元的高度由電源的高度來決定，電源高度為10厘米，故每層高度在不低于10厘米的前提下，考慮到方便安裝拆卸以及較大的空間會有較好散熱效果，本實施例選用機柜架每層間距為20厘米，本實施例按照共八層即32節(jié)點搭建整個集群機柜架。
使用時，接通電源(3)，啟動服務節(jié)點并打開相關服務；啟動子節(jié)點，子節(jié)點通過動態(tài)主機配置協(xié)議(DHCP)獲得網(wǎng)絡地址(IP)和相關網(wǎng)絡參數(shù)，通過簡單文件傳輸協(xié)議(TFTP)獲得系統(tǒng)內核及相關信息，通過網(wǎng)絡文件系統(tǒng)(NFS)加載系統(tǒng)目錄，進而啟動子節(jié)點系統(tǒng)。由于采用了將運算單元和電源通過凸起墊腳螺母連接固定于剛性底板構成節(jié)點單元的特征，使各運算單元處于更開放的空間，這樣的設計特征克服了現(xiàn)有集群裝置存在的不能良好散熱的缺點。同時由于本實用新型具有將各子節(jié)點單元支撐整合于一機柜架上的特點，不僅使整個集群系統(tǒng)占地面積更小，更廉價，而且體系結構也更加清晰，運行狀態(tài)一目了然，方便于整個系統(tǒng)的配置，也使得單個節(jié)點的拆卸維護變得非常容易，為更好地完成大運算量工作起到了積極的效果。
本發(fā)明人所在實驗室課題組試用了本實用新型機柜式集群裝置，該機柜式集群裝置運轉良好，在高效完成計算任務的同時，大大減少了計算機集群系統(tǒng)的使用空間，該開放式的機柜架為新集群增減提供了便利，同時解決了機器散熱問題，且更易日常維護。
實施例2本實用新型可對機柜架的每層構造作不同的設計以適應不同的需求。本實施例為一種按一字形并排放置節(jié)點單元的機柜架實施例，如圖5所示機柜架的每層按照一字形并排設計四個單元格(4)，每個單元格的四個角設置四個三角形支撐(5)用于放置四個節(jié)點單元。這種設計方案對于特定的房屋環(huán)境靠墻邊放置能更節(jié)省空間。
實施例3
一種采用抽拉式輪軌設計的機柜架單元格實施例如圖6所示在每個節(jié)點單元的底板(1)上安裝滑輪，機柜架單元格(4)上安裝軌道(6)，節(jié)點單元與機柜架單元格之間采用輪軌式支撐連接。安裝拆卸時，節(jié)點單元(1)可沿軌道(6)方向采取抽拉來實現(xiàn)。采用這種抽拉式的設計方案可使集群系統(tǒng)的安裝、拆卸、維護更加便捷。
實施例4一種機柜架層間加裝散熱風扇的實施例在機柜架單元格(4)的每相鄰的兩層之間可加裝散熱風扇，散熱風扇垂直固定連接于每兩層機柜架單元格的邊緣。這種散熱風扇的加裝對于集群系統(tǒng)的散熱能起到更加良好的作用。
權利要求1.一種計算機集群機柜架，其特征在于將每個節(jié)點中包括主電路板、中央處理器、主存儲器的運算部件和電源組裝固定于剛性底板作為一個節(jié)點單元；按節(jié)點單元的長寬制作機柜架相應單元格的長寬用來放置/固定節(jié)點單元；以若干單元格排列組合成機柜架的一層，每層的高度不低于節(jié)點單元的高度；以若干機柜架層疊構成整個計算機集群機柜架。
2.如權利要求1所述的計算機集群機柜架，特征在于所述各節(jié)點單元采用抽拉式軌輪連接安置于機柜架各對應的單元格的輪軌上。
3.如權利要求1所述的計算機集群機柜架，特征在于在所述機柜架上裝有散熱風扇。
專利摘要本實用新型計算機集群機柜架，特征是將每個節(jié)點中包括主電路板、中央處理器、主存儲器的運算部件和電源組裝固定于剛性底板作為一個節(jié)點單元；按節(jié)點單元的長寬制作機柜架相應單元格的長寬用來放置/固定節(jié)點單元；以若干單元格排列組合成機柜架的一層，每層的高度不低于節(jié)點單元的高度；以若干機柜架層疊構成整個計算機集群機柜架。本實用新型機柜架不僅使整個集群系統(tǒng)占地面積更小，更廉價，方便于整個系統(tǒng)的配置，體系結構也更加清晰，系統(tǒng)運行狀態(tài)一目了然，且使各運算單元處于開放的空間，能夠更好地解決散熱問題，并使得單個節(jié)點的拆卸維護變得更加容易。
文檔編號G06F1/20GK2857083SQ20052007702
公開日2007年1月10日 申請日期2005年10月29日 優(yōu)先權日2005年10月29日
發(fā)明者寇大治 申請人:中國科學技術大學