高速互连网络链路层协议的研究与实现

发布时间：2020-07-21 13:38

【摘要】： 高性能互连网络是高性能计算机的重要组成部分,高带宽、低延迟、高可靠及可扩展的高性能互连网络直接影响和决定高性能计算机的性能、可靠性及可扩展性。以光互连传输为代表的高速串行传输技术的成熟,对高性能互连网络研究和设计产生了较大影响,为此需对一些原本成熟稳定的技术进行进一步的改进和优化,以满足不断发展的技术特性和需求。本文深入研究了包括滑动窗口重传协议和流控机制等现有高速互连网络链路层协议的基本实现技术,提出了基于移位寄存器设计的超时管理机制、基于滑动窗口设计的信用流控实现策略和基于链路层特殊微包的ACK和信用传输管理机制,讨论了信用超时机制设置问题,在原有技术基础上用Verilog语言优化和实现了链路层协议,并用FPGA进行了模拟和验证。实验和理论分析表明,本文所提出的新机制和改进方法,有效地降低了重传协议的资源消耗、明晰和简化了网络层逻辑与链路层逻辑的关系,优化了高速互连网络协议的实现效率和层次结构。
【学位授予单位】：国防科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TP302.1
【图文】：

数据通信模型,网络互连

是任何物理介质通信链路都不能保证经过链路传输的数链路中传送的过程中，可能出现内部或外部因素的干扰，复和乱序等。当微包出现错误时，通信双方必须采取相应到的错误微包。链路错误处理方式有纠错和重传两种，正确的错误处理方式。由于高速互连网络具有高带宽、错方式将不适于高速链路特点，为此本章针对链路错误传协议中所涉及的差错控制技术。芍2.1链路错误模型分析连参考模型(opensystemIntereonneetionRefereneeMo(IntemationalOrg耐zationfo:Standardization)提出的年的实践验证，它已成为不同制造商的设备和应用软件在型定义了网络中发送方和接收方的整个数据通信过程。

协议模型,重传,缓冲区

国防科学技术大学研究生院学位论文来才继续发送其他微包，而是可以连续发送多个微包后再等待确认。每个已发送的微包都有一个超时计数器，一旦微包进入重传缓冲区和发送，就启动超时计数器。发送过程中如若微包出错，则接收方直接丢弃该微包和其所有后续微包，并且对于丢弃的微包不发送确认。这样，当出错微包的超时计数器计满时，发送方便从该微包开始按序重传所有缓冲区中的后续微包。如图2.8所示，假定发送方发送完8号微包后发现5号微包的确认响应在其计时器超时前并未到达，则发送方只能退回5号帧开始重发。

示意图,重传,接收窗,发送窗口

窗口上限继续滑动，而由于没有收到响应微包图2.11中C;到响应微包，且响应序列号等于发送窗口下限，如图2.n已收到微包的响应超时计数器，并释放微包占用的缓存空间到响应微包，且响应序列号介于窗口的下限和上限之间，如为2，该情况意味着发送窗口中位于2号微包前面的微包都含着对三个微包的响应，所以滑动窗口下限滑动3。关闭己收并释放微包占用的缓存空间;口下限滑动到3后，在规定时间内没有收到有效的响应微包表示发送的3号微包未被正确接收(可能丢失，也可能是被破动窗口上限回退到3号微包处，重新开始传送;中，发送方同时记录发送窗口的大小，窗口大小等于窗口上限重传队列大小，则表示重传队列己满，将触发缓冲区满事件，入重传队列。

【引证文献】