基于HPI的通用ATCA系統管理軟件開發(fā)研究

1、基于HPI的通用ATCA系統管理軟件開發(fā)研究 作者： 日期：10 個人收集整理 勿做商業(yè)用途基于HPI的通用ATCA系統管理軟件開發(fā)研究201104-22張奇智 孫剛 高義河 上海寬帶技術及應用工程研究中心1。 引言ATCA(高級電信計算架構）標準是由PICMG制定的,其針對下一代電信產品定義了一個高性能、可擴展、模塊化的電信級硬件平臺。ATCA致力于為電信級的應用提供更高的可靠性、可管理性和可用性，但目前ATCA平臺上還沒有成熟的系統管理軟件。傳統的系統管理軟件都是基于私有接口的,不符合ATCA平臺的開放性要求，隨著ATCA應用的推廣,迫切需要一種基于開放接口的系統管理軟件?；谶@種需求，本

2、文給出了一種基于HPI(硬件平臺接口)規(guī)范開發(fā)通用ATCA系統管理軟件的方法.2。 現階段系統管理軟件存在的問題2。1 ATCA管理系統簡介ATCA平臺管理功能的載體是機框內刀片上的智能平臺管理控制器（IPMC）以及機架管理控制器(ShMC)，它們之問通過背板上雙冗余的兩條IPMB總線進行通信。雙冗余的IPMB總線可以確保在任意一條總線失效的情況下系統管理仍可以正常進行。智能平臺管理控制器和機架管理控制器基于IPMI（智能平臺管理接口）協議進行交互。它們一起組成了單個ATCA機架內硬件管理系統，如圖1所示，可以對機架內的單板、電源、風扇、溫度傳感器和現場FRU（可置換單元)等進行智能監(jiān)視和控制

3、.圖1 ATCA 中的智能半臺管理架構2.2 問題分析目前，用戶無論是單獨購買ATCA刀片和ATCA機框進行系統集成,還是直接從ATCA系統生產商處購買整套產品，都擁有機架管理控制器提供的硬件平臺管理功能。用戶可以通過串口或者以太網接口連接活動的機架管理控制器，讀取刀片上FRU運行狀態(tài)、傳感器數據、事件報警日志等信息,或者修改刀片報警設置、重置WatcMog參數以及執(zhí)行FRU復位操作等。目前面臨的問題是:機架管理控制器只能對一個機框進行監(jiān)控操作，無法對多個機框同時進行監(jiān)控操作：不同廠商的機架管理控制器提供的命令行、Web訪問接口和SNMP MIB都是私有的,系統管理員需要學習不同廠商的機架管理

4、控制器的管理命令和管理方式.盡管ATCA標準在機架管理控制器之上定義了系統管理軟件，但沒有定義實現方式。系統管理軟件使用機架管理控制器提供的功能和接口來管理ATCA機架。它可以同時連接多個機架管理控制器或者直接連接刀片,對系統中的硬件資源進行監(jiān)控，并提供友好的圖形用戶界面和圖形化的訪問接口。供用戶查看或修改組件的運行配置參數。由于系統管理軟件與用戶機框的配置和具體的應用相關因此用戶需要根據系統實際配置自行開發(fā)系統管理軟件.用戶開發(fā)系統管理軟件時需要利用機架管理控制器接口,它們通常由機架生產廠商提供。由于不同廠商的機架管理控制器其SNMP MIB都是私有的用戶如果同時使用了多個廠商的機架管理控制

5、器或者中途更換另一個廠商的機架管理控制器就需要針對新的SNMP MIB重新開發(fā)系統管理軟件。這樣不僅會增加開發(fā)成本，還會延長開發(fā)時間（因為開發(fā)人員熟悉私有MIB需要一段時間)。此外，系統管理人員學習使用新版本系統管理軟件也需要花費一定的時間。3. 通用ATCA系統管理軟件開發(fā)方案3.1 實現原理HPI的很多概念是由IPMI引申而來的，它在IPMI之上提供了一個抽象層只要被管理平臺有足夠的能力可以被建模它便可以提供一個更通用的模型.系統可用性論壇于2005年l2月頒布了一個附加規(guī)范，針對ATCA系統如何使用HPI進行了詳細的定義.通過HPI提供的API，可以對系統的硬件資源進行訪問和控制，如管理

6、熱插拔和進行機架內FRU的上電控制等，可以管理系統中的核心組件從而縮短系統管理軟件的開發(fā)周期和增加程序的可移植性，最終可以將ATCA中機架管理控制器的功能以一種標準的、獨立于制造商的方式展示給最終用戶.目前,市場上的大部分機架管理控制器都沒有實現HPI Server（提供服務器可用性論壇規(guī)定的各種HPI服務）。為了基于HPI開發(fā)系統管理軟件，采用了如圖2所示的實現方案.HPI Server在系統管理軟件中實現,它通過RMCP(remote mail checking protocol)從機架管理控制器獲取和訪問ATCA系統的各種硬件信息.由于RMCP是所有機架管理控制器都支持的協議因此這種方案

7、適用于所有的機架管理控制器.HPI Server與系統管理軟件集成，用戶在開發(fā)系統管理軟件時可以直接訪問本地的應用程序接口-HPI API，而無需通過網絡訪問HPI Server提供的服務。因為目前的系統管理軟件很多都是基于SNMP開發(fā)的，所以在HPI API之上增加一個HPI SNMP代理就可以針對標準的HPI MIB開發(fā)基于SNMP的系統管理軟件。圖2 基于HPI的通用ATCA系統管理軟件實現方案雖然目前市場上大多數機架管理控制器不支持HPI，但是支持HPI是未來機架管理控制器的發(fā)展趨勢，Intel的CMM 7。1版本和Radisys的機架管理控制器方案中已經實現對HPI的支持。待將來機架

8、管理控制器對HPI的支持成熟后，用戶可以方便地將現有的系統管理軟件移植到新的ATCA系統中，只需在支持HPI的機架管理控制器和系統管理軟件之間實現網絡連接即可，用戶在開發(fā)系統管理軟件時的投資可以得到保護.3。2 實現步驟基于HPI的通用ATCA系統管理軟件實現步驟如圖3所示，主要包括連接機架管理控制器、配置HPI Server、配置SNMP接口和開發(fā)系統管理軟件4個步驟。圖3 基于HPI的通用ATCA系統管理軟件實現步驟3.2。1 連接機架管理控制器HPI Server通過網絡連接機架管理控制器，訪問系統的各種硬件資源,因此首先需要選擇合適的連接方式。機架管理控制器提供的SNMP、Web訪問和

9、命令行接口雖然使用方便，但都是基于私有協議定義的。在ATCA標準中規(guī)定了所有的機架管理控制器都要支持基于以太網的IPMI LAN接口。該接口是基于RMCP UDP報文實現的。采用RMCP對IPMI報文進行封裝，使其可以通過以太網進行傳輸，并針對LAN接口的特點增加了會話連接和認證等功能。因此選擇RMCP作為HPI Server與機架管理控制器之間的連接方式.借助RMCP,管理軟件與機架管理控制器之間可以互相收發(fā)IPMI報文。由于IPMI報文可以提供最底層的硬件訪問和控制功能，因此避免了命令行等接口進行二次封裝造成的信息損失。在成功連接機架管理控制器后，可以通過IPMI Tool測試RMCP連接

10、，保證在進行后續(xù)工作時RMCP已經正常連接。3.2.2 配置HPI ServerHPI Server采用移植OpenHPI的方式實現。目前針對ATCA平臺開發(fā)的兩種擴展插件分別是IPMI插件和IPMI Direct插件,它們均支持HPI B.01。01定義的ATCA映射規(guī)范。IPMI插件使HPI能夠通過IPMI驅動訪問本機的ATCA硬件資源信息，IPMI Direct插件使HPI可以通過網絡訪問遠端的ATCA硬件資源信息。因為本文提出的方案要實現網絡訪問，所以選用IPMI Direct插件。安裝OpenHPI時，首先需要在Linux環(huán)境下安裝OpenHPI的各種支持包（uuid-dev、lib

11、ltdl3dev、libc6dev、libtool g+、get glib），然后選擇合適的配置模式進行安裝。在OpenHPI連接配置中選擇模擬器方式通過Wireshark等抓包工具確保OpenHPI移植成功后。再配置IPMI Direct插件連接到機架管理控制器（在配置中需要指定所連接的機架管理控制器的IP地址、RMCP使用的端口號、登錄用戶名和密碼）.在成功連接后，IPMI Direct插件采用多線程方式與遠端的機架管理控制器交換信息,支持傳感器數據讀、FRU數據讀寫、ATCA熱插拔、系統事件日志、ATCA供電和復位控制等。HPI Server成功移植后，通過啟動Openhpid來使用HP

12、I提供的服務。這時可以通過OpenHPI提供的圖形化輔助工具HPI View查看HPI Server運行狀況 HPI View是基于HPI API開發(fā)的。通過它可以瀏覽HPI Server提供的信息監(jiān)視其運行狀態(tài)。通過在HPI的配置文件里打開日志記錄,可以把HPI Server的運行狀態(tài)信息寫入日志文件。3。2。3 配置SNMP接口為了能夠通過SNMP訪問HPI提供的信息，需要在HPI Server之上實現NetSNMP和OpenHPI SNMP Subagent。Net-SNMP包含一個可擴展的代理，用于響應獲取管理信息的SNMP查詢請求,可以通過動態(tài)加載模塊、外部腳本和命令進行擴展，并支持

13、SNMP代理擴展協議AgentX。OpenHPI SNMP Subagent是基于NetSNMP開發(fā)的代理，它通過HPI API從HPI Server獲取管理信息，并將這些信息通過AgentX協議提供給Net-SNMP，進而將HPI中的信息以SNMP接口的方式提供給系統管理軟件.HPI SNMP Agent的安裝方法和OpenHPI類似，首先在linux平臺下安裝相應的支持包(libperldev），然后選擇合適的配置模式進行安裝。通過hpiSubagent命令可以啟動HPI SNMP Agent通過NetSNMP內置命令snmpwalk可以確認HPI SNMP Agent是否安裝成功（snm

14、pwalk -v2c c public localhost HPI-B0101MIB:hpiB0101）?？梢允褂没贜etSNMP圖形化工具包MIB Brower訪問HPI SNMP Agent，監(jiān)視其工作狀態(tài)。OpenHPI SNMP Subagent中包含了對資源、時間、硬件傳感器和控制以及HPI規(guī)范中定義的其他元素的支持。如果MIB Brower能夠連接到HPI SNMPAgent，并能獲取HPI Server的相關信息，說明HPI SNMP Agent工作正常，可以進行后續(xù)系統管理軟件的開發(fā)。3.2.4 開發(fā)系統管理軟件可以基于HPI API或者HPI SNMP Agent開發(fā)系統管

15、理軟件。基于HPI API開發(fā)由于無需封裝SNMP接口，因此開發(fā)的系統管理軟件具有更高的運行效率。基于HPI SNMPAgent開發(fā)系統管理軟件,可以借助更多的開發(fā)工具,編程人員可以借鑒以往開發(fā)SNMP應用程序的經驗，從而能夠降低開發(fā)難度和成本。在搭建演示系統時，選擇基于HPI API開發(fā)系統管理軟件，并為ATCA的系統管理提供以下功能。§ 報警和通告功能：在系統組件出現告警或故障時及時通告用戶§ 事件操作功能：供用戶監(jiān)視和查詢系統運行中產生的各種事件§ 傳感器監(jiān)視功能：用戶可以監(jiān)視系統中的各種傳感器讀值。§ 控制功能：用戶可以設置系統中的各種可控組件，如指示燈顯示和FRU熱插拔等。§ 管理參數配置功能：用戶可以配置系統中的各種管理策略,如報警閾值設置及上電策略等。在實際開發(fā)中，用戶可以根據系統的具體需求，將業(yè)務和硬件管理信息集成，這樣系統管理員無