数据中心以太网桥接技术的研究和实现

发布时间：2017-10-11 14:37

  本文关键词：数据中心以太网桥接技术的研究和实现

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【摘要】：传统的数据中心网络通过采用不同的网络技术标准对来自不同的应用层服务实施管理。存储服务的传输是通过基于TCP/IP的iSCSi SAN或FC SAN;客户机-服务器的应用服务则是通过传统以太网的LAN进行传输;服务器-服务器的IPC服务则是通过InfiniBand进行管理。对异构网络的管理,不仅成本会大幅度提高,而且不同的布线系统、配套的应用管理以及额外的运维人员使得整个系统的管理相比单个网络的管理要复杂得多,这使得数据中心以太网的融合成为了必然的趋势。IEEE提出的数据中心桥接技术应用于传统以太网,使新的数据中心以太网能够满足不同网络的需求;同时,T11组织制定的FC-BB-5标准在数据中心的基础上实现不同协议的转换,使得不同网络的融合成为可能。对于数据中心以太网桥接技术的研究,目前国内处于刚起步状态,完全支持数据中心桥接技术的网络设备则更少。IEEE802.1Qau是2010年才发布的协议,只有很少一部分国内外的网络设备制造商发布了在硬件上支持这一特性的产品。同时对数据中心桥接协议中PFC和QCN的共同流控机制的研究也是当今研究的热点。本课题是在教研室和某公司合作开发FCoE交换样机的基础上,对数据中心桥接协议作出分析并研究数据中心万兆接口技术;同时,针对数据中心以太网承载的FCoE服务,本文也给出了设计概要。本设计主要针对数据中心以太网的桥接技术,分别分析了PFC、QCN以及ETS的功能模型,在此基础上设计了数据中心万兆接口;根据项目要求实现了FC-BB-5中定义的FCoE Link End-Point模型,从而保证了LAN和SAN的对接。通过仿真软件验证逻辑的正确性,最后通过在FPGA中实例化验证实现模块所定义的功能。
【关键词】：数据中心以太网 数据中心桥接 量化拥塞通知 优先级流量控制 增强传输选择 以太网光纤通道
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP308;TP393.11
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-14
• 第一章 绪论14-18
• 1.1 研究背景14-15
• 1.2 国内外研究情况及本课题的意义15-16
• 1.3 论文结构16-18
• 第二章 数据中心以太网相关协议分析18-31
• 2.1 万兆以太网接18-20
• 2.1.1 万兆连接单元接.（XAUI）18-19
• 2.1.2 调和子层（RS）19-20
• 2.1.3 媒体访问控制层（MAC）20
• 2.2 数据中心桥接协议（DCB）20-26
• 2.2.1 基于优先级的流控（PFC）21-23
• 2.2.2 量化拥塞通知（QCN）23-24
• 2.2.3 增强传输选择（ETS）24-26
• 2.2.4 数据中心桥接交换协议（DCBX）26
• 2.3 以太网光纤通道（FCOE）26-30
• 2.3.1 FCOE背景介绍27
• 2.3.2 FCOE协议栈27-28
• 2.3.3 FCOE功能模型28-29
• 2.3.4 FCOE帧格式29-30
• 2.4 本章小结30-31
• 第三章 数据中心以太网QCN和ETS算法分析31-38
• 3.1 QCN算法31-35
• 3.1.1 QCN基本原理31
• 3.1.2 拥塞点（CP）算法31-32
• 3.1.3 反应点（RP）算法32-35
• 3.2 ETS算法35-37
• 3.2.1 优先级队列（PQ）调度算法35-36
• 3.2.2 轮询（RR）调度算法36-37
• 3.2.3 加权轮询（WRR）调度算法37
• 3.3 本章小结37-38
• 第四章 数据中心以太网万兆接.的具体实现38-61
• 4.1 数据中心以太网万兆接.的设计框图38-39
• 4.2 MAC层的设计39-42
• 4.2.1 MAC接收模块设计40-41
• 4.2.2 MAC发送模块设计41-42
• 4.3 FCOE和FC之间的映射实现42-44
• 4.4 数据中心万兆接.和FC交换模块流控实现44-47
• 4.5 基于优先级的流控（PFC）设计47-48
• 4.6 量化拥塞通知（QCN）设计48-58
• 4.6.1 拥塞点（CP）设计49-52
• 4.6.2 反应点（RP）设计52-58
• 4.7 增强选择传输（ETS）设计58-60
• 4.8 本章小结60-61
• 第五章 数据中心以太网万兆接.的仿真与测试61-79
• 5.1 硬件开发环境简介61-62
• 5.1.1 FPGA简介62
• 5.2 功能仿真62-72
• 5.2.1 仿真平台的搭建62-63
• 5.2.2 数据中心以太网万兆接.测试63-72
• 5.3 下板验证72-78
• 5.3.1 硬件测试平台的搭建72-73
• 5.3.2 硬件测试结果73-78
• 5.4 本章小结78-79
• 第六章 结束语79-81
• 6.1 论文总结79
• 6.2 工作展望79-81
• 致谢81-82
• 参考文献82-84
• 攻读硕士研究生期间取得的成果84-85

【参考文献】

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1 罗鉴;宋晓丽;;无损以太网关键技术研究[J];中兴通讯技术;2012年04期

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本文编号：1013074