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基于HPI的通用ATCA系统管理软件开发研究 2011-04-22 张奇智 孙刚 高义河 上海宽带技术及应用工程研究中心 1. 引言 ATCA(高级电信计算架构)标准是由PICMG制定的，其针对下一代电信产品定义了一个高性能、可扩展、模块化的电信级硬件平台。ATCA致力于为电信级的应用提供更高的可靠性、可管理性和可用性，但目前ATCA平台上还没有成熟的系统管理软件。传统的系统管理软件都是基于私有接口的，不符合ATCA平台的开放性要求，随着ATCA应用的推广，迫切需要一种基于开放接口的系统管理软件。基于这种需求，本文给出了一种基于HPI(硬件平台接口)规范开发通用ATCA系统管理软件的方法。 2. 现阶段系统管理软件存在的问题 2.1 ATCA管理系统简介 ATCA平台管理功能的载体是机框内刀片上的智能平台管理控制器(IPMC)以及机架管理控制器(ShMC)，它们之问通过背板上双冗余的两条IPMB总线进行通信。双冗余的IPMB总线可以确保在任意一条总线失效的情况下系统管理仍可以正常进行。智能平台管理控制器和机架管理控制器基于IPMI(智能平台管理接口)协议进行交互。它们一起组成了单个ATCA机架内硬件管理系统，如图1所示，可以对机架内的单板、电源、风扇、温度传感器和现场FRU(可置换单元)等进行智能监视和控制。 图1 ATCA 中的智能半台管理架构 2.2 问题分析 目前，用户无论是单独购买ATCA刀片和ATCA机框进行系统集成，还是直接从ATCA系统生产商处购买整套产品，都拥有机架管理控制器提供的硬件平台管理功能。用户可以通过串口或者以太网接口连接活动的机架管理控制器，读取刀片上FRU运行状态、传感器数据、事件报警日志等信息，或者修改刀片报警设置、重置WatcMog参数以及执行FRU复位操作等。目前面临的问题是：机架管理控制器只能对一个机框进行监控操作，无法对多个机框同时进行监控操作：不同厂商的机架管理控制器提供的命令行、Web访问接口和SNMP MIB都是私有的，系统管理员需要学习不同厂商的机架管理控制器的管理命令和管理方式。 尽管ATCA标准在机架管理控制器之上定义了系统管理软件，但没有定义实现方式。系统管理软件使用机架管理控制器提供的功能和接口来管理ATCA机架。它可以同时连接多个机架管理控制器或者直接连接刀片，对系统中的硬件资源进行监控，并提供友好的图形用户界面和图形化的访问接口。供用户查看或修改组件的运行配置参数。由于系统管理软件与用户机框的配置和具体的应用相关．因此用户需要根据系统实际配置自行开发系统管理软件。 用户开发系统管理软件时需要利用机架管理控制器接口，它们通常由机架生产厂商提供。由于不同厂商的机架管理控制器其SNMP MIB都是私有的．用户如果同时使用了多个厂商的机架管理控制器或者中途更换另一个厂商的机架管理控制器．就需要针对新的SNMP MIB重新开发系统管理软件。这样不仅会增加开发成本，还会延长开发时间(因为开发人员熟悉私有MIB需要一段时间)。此外，系统管理人员学习使用新版本系统管理软件也需要花费一定的时间。 3. 通用ATCA系统管理软件开发方案 3.1 实现原理 HPI的很多概念是由IPMI引申而来的，它在IPMI之上提供了一个抽象层．只要被管理平台有足够的能力可以被建模．它便可以提供一个更通用的模型。系统可用性论坛于2005年l2月颁布了一个附加规范，针对ATCA系统如何使用HPI进行了详细的定义。通过HPI提供的API，可以对系统的硬件资源进行访问和控制，如管理热插拔和进行机架内FRU的上电控制等，可以管理系统中的核心组件．从而缩短系统管理软件的开发周期和增加程序的可移植性，最终可以将ATCA中机架管理控制器的功能以一种标准的、独立于制造商的方式展示给最终用户。 目前，市场上的大部分机架管理控制器都没有实现HPI Server(提供服务器可用性论坛规定的各种HPI服务)。为了基于HPI开发系统管理软件，采用了如图2所示的实现方案。HPI Server在系统管理软件中实现，它通过RMCP(remote mail checking protocol)从机架管理控制器获取和访问ATCA系统的各种硬件信息。由于RMCP是所有机架管理控制器都支持的协议．因此这种方案适用于所有的机架管理控制器。HPI Server与系统管理软件集成，用户在开发系统管理软件时可以直接访问本地的应用程序接口——HPI API，而无需通过网络访问HPI Server提供的服务。因为目前的系统管理软件很多都是基于SNMP开发的，所以在HPI API之上增加一个HPI SNMP代理就可以针对标准的HPI MIB开发基于SNMP的系统管理软件。 图2 基于HPI的通用ATCA系统管理软件实现方案 虽然目前市场上大多数机架