中国网通高速互联网络示范工程 第3页
SGI的多媒体视频点播/直播系统简介
1．SGI先进的服务器技术
1.1 Origin2000服务器
Origin服务器采用了全新的可伸缩共享内存(CCNUMA)体系结构，大大突破了传统服务器的带宽瓶颈，整个系统采用模块化服务器结构，可从1个CPU扩展到256个CPU ，具有无 与伦比的可伸缩性
Origin2000服务器所用的硬件结构，逻辑地址空间、内部数据交换通道，I/O接口、应用程序开发工具，编译系统及IRIX6.5操作系统全部为64位环境，非常适合大规模的数据应用系统如VOD的运行。
单个Origin2000模块的基本I/O系统包括1个100BaseTX快速以太网接口，2个460Kbps串口,1个UltraSCSI接口。12个XIO扩展槽，为各种网络互联和大规模海量存储提供了充分保障。XIO卡支持快速以太网、FDDI、令牌环、ATM等多种业界广为流行的网络标准。大容量的RAID磁盘阵列为数据仓库提供了充裕的存储空间。单个Origin2000模块支持的最大存储容量为14.5TB。另外,高达5GB/秒的持续I/O带宽为数据吞吐提供了畅通无阻的通路。值得注意的是，SGI的ccNUMA体系结构和CrayLink技术使得Origin2000的网络能力、I/O能力随着模块的增加而呈现同样的线性增长。
1.2 新一代服务器体系结构ccNUMA的特点
对现今采用传统体系结构的计算机来说，当你需要扩充计算机的能力时，并不能够使计算机的能力按比例增加。例如，当你增加CPU时，总线、内存等保持不变；或者当你增加内存时，CPU、总线等能力不变，这是因为一般的SMP机都是基于BOX的，总线上设计的槽位是固定的。而且，这种扩充还要受到计算机体系结构的限制，例如，系统总线一般是无法扩充的；又如，在扩充内存或CPU时，扩充能力受到系统板上插槽数的限制。
人们不禁要提出这样的问题，能否生产出这样一种计算机产品，使得它在扩充时，能够像搭积木一样，使计算机系统总体能力加倍？
SGI公司首先给了大家一个振奋人心的肯定回答。SGI公司率先发布了新一代高度可伸缩的积木式体系结构：ccNUMA体系结构。这种结构极大地突破了SMP(对称多处理)体系结构的限制，综合了对称多处理SMP和大规模并行处理(MPP)的优点，并重新定义了计算成本的经济性。
ccNUMA采用“结构模块”设计，率先使各种系统在同一种64位产品系列中实现标准伸缩性。ccNUMA的地址呈指数级增加，而且是无缝可伸缩的，因而可迅速解决商业需求，允许企业机构根据需要改变计算机系统规模，提供“即需即买”的经济价格模式。ccNUMA结构的关键技术包括CrayLink互联技术和蜂窝式IRIX操作系统。前者消除了SMP技术的主要瓶颈，后者是真正的积木式操作系统，可实现从小系统到大系统的无缝伸缩。
ccNUMA体系结构采用一种积木式预制块方案(亦可称为基本单元)，每一个预制块都是一个高性能的计算机，这个计算机可由1至8个CPU、内存、I/O及一套系统互联产品组成。使用传输率为1.6G/s的CrayLink技术可把多个预制块链接在一起，组成一个功能更强大的计算机，使系统总能力增加数倍，就好比一个小计算机“长大”成为一个巨型机。
使用ccNUMA技术后，SGIOrigin系列大型机的扩展性极为灵活，从单CPU开始可以扩展到256个CPU(下一步可达到1024个CPU)；I/O带宽从3.2GB/sec开始可以扩充到204GB/sec；内存则可从128MB扩展到512GB
ccNUMA结合了SMP和MPP的优点
这一体系结构源自传统的SMP紧耦合的均衡多重处理技术和MPP松耦合海量处理技术，但又本质地区别于它们，是这两种传统技术“去芜存精”的巧妙结合。这种技术应用于SGI公司的Origin系列高档全64位服务器产品上。
在这种结构中，整个计算机是由节点板相互连接组成的，从物理上看，每个节点板都有自己的CPU，内存和IO，资源是分布的，具有MPP的高度可扩展性；从逻辑上看，所有这些资源都是共享的，处于一套操作系统的管理下，是单一系统映像，具有SMP的简单性，极易编程。
交换技术
在ccNUMA体系结构中，主要采用了交换技术，这主要体现在两个方面，首先是在节点板内部，CPU，内存和IO间的通信不是通过总线，而是通过一个HUB，使这些资源可以同时并行操作；其次在节点板之间的互连上，通过路由器以超立方体结构互连，并且随着节点数的增加，互连拓扑结构随之变化，导致系统带宽随节点数的增加呈线性增长。
ccNUMA结构彻底取消了传统的SMP结构中的系统总线和I/O总线。在传统的总线结构的SMP服务器中，由于CPU或I/O系统工作时必须通过总线访问内存，从而会造成对总线锁定，这种锁定时间会形成总线上空(LATENCY)，成为制约系统的工作效率的重要因素。一定时刻(如CPU多于16个)锁定的频繁程度与SMP结构中CPU个数和I/O工作负担几乎成正比，解决的方式主要靠增加总线带宽。
取消总线结构后，新一代Origin200/2000系列服务器内各CPU板及I/O系统与内存间的存取通讯利用高速的内部交换技术，使每个CPU或每个I/O访问都无阻塞地以双向3.2GB/S的带宽同内存进行数据交换。在这一体系结构下，增加CPU个数可使I/O系统频宽同时线性增加，而且由于这种扩展是建立在更高速和成熟的廉价交换技术之上，所以不但从根本上消除了SMP总线瓶颈，并且具备更好的性能价格比。
SGIOrigin200/2000系列服务器不但解决了传统的SMP结构的限制，同时还采用并改善了传统MPP海量处理超级计算机的重要技术。
SGI公司的Origin200/2000系列服务器不但继承了MPP结构通过“积木式”联接廉价地增加系统能力的优点，同时它使用了统一的操作系统调度，实现了所有增加设备的逻辑空间地址的动态连续性和一致性(即多机共享内存技术，使用户真正如同只面对唯一一台设备，从而消除了开发和使用的复杂性)。
Origin200/2000系列服务器除内部CPU、内存和I/O间采用3.2GB/S速率双向通讯外，组成“积木”结构的每一台设备间都采用高达1.6GB/S速率的智能化CrayLink进行联接，同时利用上述多机共享内存技术配合统一的操作系统取代了低速复杂的消息/信息传递(MessagingPassing)机制，并消除了节点的概念。
1.3 网络物理接口能力
SGI公司的产品十分注重其对各种网络的物理通讯接口，在SGI公司提供的大小型机及工作站中都可以直接支持传统以太网，快速以太网,千兆以太网和FDDI、ATM等高速网络，同时支持X.25网、V.35协议；PPP、SLIP、OSPF、TCP/IP等等多种路由、网络及通讯协议，使得主机作为数据处理中心能够通过企业内部网(Intranet)或者Internet，DDN、专用网或卫星网等处理各种格式数据的交换，还能够与异种网络和设备完成互联，共享资源。这确保了整个系统方案的开放性、先进性和扩展性。
1.4 蜂窝式全64位UNIX操作系统IRIX6.5
IRIX6.5是一种全新的运行于SGIOrigin系列服务器上的蜂窝式操作系统。它克服了Cluster操作系统编程困难、安全性差、多个系统映象、非共享资源等方面的不足，具有易编程、易管理、单一系统映像的优点。
IRIX6.5采用蜂窝式先进系统结构(CellularStructure)。这种结构适应了计算机CCNUMA体系结构的特点，为计算、文件存取、数据库、多媒体应用等提供规模可伸缩
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