本文關(guān)鍵詞：基于Tilera GX36處理器的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： 服務(wù)器 大數(shù)據(jù)分析 Tilera 高密度 數(shù)據(jù)交換

【摘要】：大數(shù)據(jù)分析、云計算、海量數(shù)據(jù)過濾等應(yīng)用,必須要依賴于強大的流量計算和分析平臺,只有具備更大容量的數(shù)據(jù)處理能力、更高效的并行計算能力、更深入的網(wǎng)絡(luò)流量分析功能的基礎(chǔ)計算平臺才能有效滿足互聯(lián)網(wǎng)的大數(shù)據(jù)分析、大數(shù)據(jù)清洗、網(wǎng)絡(luò)行為監(jiān)控和審計等需求。由于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)處理器由于接口帶寬有限,導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心的空間利用率無法大幅提高,從而增大了數(shù)據(jù)中心里網(wǎng)絡(luò)處理器的部署難度。另隨著服務(wù)器性能的提升,能耗問題也隨之增加。如何在提高網(wǎng)絡(luò)計算分析能力同時降低服務(wù)器能耗、提高電源使用效率也成為了關(guān)鍵問題。為了解決這些問題,需要研發(fā)新一代面向網(wǎng)絡(luò)流計算的低功耗服務(wù)器。本文設(shè)計并實現(xiàn)了一種基于Tilera GX36處理器的新型網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。論文首先給出了新型網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的四個研發(fā)目標,即高密度、多核心、低功耗和低成本。其次詳細介紹了系統(tǒng)的整體硬件架構(gòu),包括數(shù)據(jù)接入模塊、數(shù)據(jù)交換模塊、計算模塊和系統(tǒng)管理模塊等。再次從系統(tǒng)吞吐量、運算性能、系統(tǒng)功耗、物料采購、技術(shù)支持、產(chǎn)品迭代等多方面進行評估,進行了方案選型,主要包括選擇Tilera公司的多核處理器作為計算模塊主方案,選擇Marvell公司的萬兆交換芯片作為數(shù)據(jù)交換模塊主方案,選擇Marvell公司基于ARM內(nèi)核的處理器作為系統(tǒng)管理模塊的主方案。然后介紹了系統(tǒng)中各個子模塊的相關(guān)設(shè)計,重點介紹了其中的系統(tǒng)管理模塊,并分析了系統(tǒng)設(shè)計中關(guān)鍵技術(shù)的實施難點和相應(yīng)的開發(fā)工具。最后詳細介紹了系統(tǒng)軟件方面的設(shè)計,選擇了開源Linux作為操作系統(tǒng),對于移植Linux和芯片驅(qū)動方面的關(guān)鍵技術(shù)都給出了詳細闡述,并對系統(tǒng)進行了測試,給出了測試方案和結(jié)果。
【關(guān)鍵詞】：服務(wù)器 大數(shù)據(jù)分析 Tilera 高密度 數(shù)據(jù)交換
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院大學(xué)(工程管理與信息技術(shù)學(xué)院)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP368.5
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 研究背景與意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容12-16
• 第二章 系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)研究16-26
• 2.1 多核處理器16-21
• 2.1.1 多核處理器的核心技術(shù)16-17
• 2.1.2 多核處理器的發(fā)展現(xiàn)狀17-19
• 2.1.3 處理器方案選型19-20
• 2.1.4 計算模塊主方案選型20-21
• 2.2 Tilera多核處理器21-25
• 2.2.1 單核結(jié)構(gòu)22-23
• 2.2.2 MESH網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)23-24
• 2.2.3 Tilera軟件開發(fā)環(huán)境24-25
• 2.3 本章小節(jié)25-26
• 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計和實現(xiàn)26-56
• 3.1 硬件系統(tǒng)需求分析26-27
• 3.1.1 硬件具體功能需求及指標26-27
• 3.2 方案選型27-28
• 3.2.1 交換模塊主方案選型27-28
• 3.3 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計28-32
• 3.3.1 Tilera GX36網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器硬件總體架構(gòu)框圖29-30
• 3.3.2 系統(tǒng)實現(xiàn)方案設(shè)計30-32
• 3.3.2.1 服務(wù)器硬件總體設(shè)計原則31-32
• 3.4 計算模塊設(shè)計32-34
• 3.5 交換模塊設(shè)計34-39
• 3.5.1 萬兆交換模塊設(shè)計35-36
• 3.5.2 Marvell 98DX822436-38
• 3.5.3 對外接口38-39
• 3.6 千兆交換模塊設(shè)計39-43
• 3.6.1 Marvell 98DX3236/88E134041-42
• 3.6.2 AC3模塊對外接口42-43
• 3.7 板內(nèi)詳細設(shè)計43-51
• 3.7.1 電源模塊設(shè)計43-46
• 3.7.2 時鐘模塊設(shè)計46-50
• 3.7.3 復(fù)位電路設(shè)計50-51
• 3.8 管理控制模塊設(shè)計51-52
• 3.9 機箱設(shè)計52-54
• 3.10 本章小節(jié)54-56
• 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計和實現(xiàn)56-84
• 4.1 Tilera GX36網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器軟件需求分析56-57
• 4.1.1 總體需求56
• 4.1.2 具體功能需求56-57
• 4.1.3 策略需求57
• 4.2 軟件系統(tǒng)整體架構(gòu)設(shè)計57-62
• 4.2.1 軟件設(shè)計原則57-58
• 4.2.2 軟件架構(gòu)設(shè)計58-62
• 4.2.2.1 服務(wù)器軟件系統(tǒng)總體分層架構(gòu)圖58
• 4.2.2.2 管理板系統(tǒng)軟件設(shè)計58-62
• 4.2.2.3 軟件工作流程62
• 4.3 板級軟件設(shè)計62-83
• 4.3.1 引導(dǎo)程序模塊設(shè)計62-66
• 4.3.2 操作系統(tǒng)模塊設(shè)計66-68
• 4.3.3 交換芯片驅(qū)動設(shè)計68-83
• 4.3.3.1 交換芯片驅(qū)動流程圖68-70
• 4.3.3.2 代碼編寫設(shè)計過程70-71
• 4.3.3.3 SDK調(diào)用71
• 4.3.3.4 PCIE驅(qū)動71-73
• 4.3.3.5 中斷系統(tǒng)設(shè)計73-83
• 4.4 本章小結(jié)83-84
• 第五章 系統(tǒng)部署和測試84-102
• 5.1 部署方案設(shè)計84-89
• 5.1.1 部署方案需求分析84
• 5.1.2 萬兆數(shù)據(jù)交換策略84-87
• 5.1.3 千兆數(shù)據(jù)交換策略87-89
• 5.2 整機綜合測試89-91
• 5.3 交換模塊測試91-98
• 5.4 計算模塊測試98-99
• 5.5 系統(tǒng)穩(wěn)定性測試99-100
• 5.6 本章小節(jié)100-102
• 第六章 結(jié)論與展望102-104
• 6.1 論文工作總結(jié)102-103
• 6.2 未來工作展望103-104
• 參考文獻104-106
• 致謝106-108
• 個人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的論文與研究成果108

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本文編號：873155