FC交換機(jī)芯片交換系統(tǒng)的設(shè)計與驗證.pdf

1、隨著現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展以及普及，互聯(lián)網(wǎng)信息正在爆炸式的增長，人們對網(wǎng)絡(luò)傳輸速度的要求也越來越高，出現(xiàn)了存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（Storage Area Network，SAN）。區(qū)域存儲技術(shù)以FC協(xié)議為基礎(chǔ)，建立在一系列硬件的基礎(chǔ)上的新一代存儲網(wǎng)絡(luò)，其中的硬件主要有：FC交換機(jī)、FC交換卡、FCHUB等，解決了傳統(tǒng)直連式存儲（Direct-AttachedStorage，DAS）方式自身的一些諸如擴(kuò)展性差、資源利用率低、管理比較困難等缺點。該技術(shù)

2、實現(xiàn)了數(shù)據(jù)存儲的網(wǎng)絡(luò)化，使得接入該網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備可以高速、安全、可靠的進(jìn)行數(shù)據(jù)的訪問。因此研究其中SAN網(wǎng)絡(luò)中作為交換的FC交換機(jī)具有重要意義。文中將主要對FC交換機(jī)中交換系統(tǒng)中交換結(jié)構(gòu)以及調(diào)度器的進(jìn)行研究。
　　為了實現(xiàn)內(nèi)部無阻塞交換以及避免隊頭阻塞現(xiàn)象的發(fā)生，本文對現(xiàn)代大型交換機(jī)的交換結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，并對不同交換結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較，最終選擇虛擬輸出的緩存結(jié)構(gòu)、聯(lián)合輸入輸出隊列的Crossbar交換結(jié)構(gòu)。為了實現(xiàn)端口之間的公平性和端口連接的

3、可實現(xiàn)性，采用iSLIP算法來實現(xiàn)交換機(jī)的調(diào)度，進(jìn)行交換機(jī)芯片仲裁器的設(shè)計。為了實現(xiàn)對變長數(shù)據(jù)幀直接進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的目的，在基于Crossbar的交換結(jié)構(gòu)上，本文釆用了分布式調(diào)度方式來進(jìn)行設(shè)計。
　　根據(jù)FC協(xié)議中的流量控制機(jī)制，對數(shù)據(jù)的緩存方式、幀接收過程、幀發(fā)送過程以及Crossbar交換機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計，實現(xiàn)交換機(jī)在不同優(yōu)先級和數(shù)據(jù)幀類型下進(jìn)行合理的轉(zhuǎn)發(fā)，最終實現(xiàn)了交換系統(tǒng)端口數(shù)目為16×16、時鐘頻率53MHz下的32bit