光纖通道（Fiber Channel,FC）交換機(jī)是存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)和航空電子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的核心設(shè)備,其關(guān)鍵技術(shù)包括:數(shù)據(jù)排隊(duì)結(jié)構(gòu)、交換結(jié)構(gòu)和調(diào)度算法。存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)流量十分龐大,傳統(tǒng)的Internet協(xié)議無法滿足快速傳輸大量數(shù)據(jù)的要求,而FC協(xié)議具有低延時(shí)、高速率、抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn),能夠支持海量數(shù)據(jù)傳輸。航空電子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性、帶寬和可靠性要求非常高,FC協(xié)議可以滿足航電網(wǎng)絡(luò)的使用需求。FC交換機(jī)以FC協(xié)議為基礎(chǔ),FC交換機(jī)直接決定了存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)和航空電子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的性能,本文將圍繞FC交換機(jī)的三個(gè)關(guān)鍵技術(shù)展開研究。本文以國內(nèi)某研究所橫向課題為背景,深入研究了數(shù)據(jù)排隊(duì)結(jié)構(gòu)、交換結(jié)構(gòu)和調(diào)度算法對(duì)FC交換機(jī)的時(shí)延、吞吐率、公平性、帶寬利用率等性能的影響。在理論研究的基礎(chǔ)上,對(duì)現(xiàn)有的VOQ數(shù)據(jù)排隊(duì)結(jié)構(gòu)和iSLIP調(diào)度算法進(jìn)行了改進(jìn),基于單片F(xiàn)PGA設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了一種高性能、大容量的48口FC交換機(jī)。經(jīng)過功能仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,該交換機(jī)功能正常,性能與常規(guī)交換機(jī)相比有一定提升,為后續(xù)實(shí)現(xiàn)交換機(jī)的專用集成電路（ASIC）提供了技術(shù)基礎(chǔ)。論文的主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下:（1）研究FC協(xié)議的分層結(jié)... 

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 論文的研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)
第二章 光纖通道協(xié)議概述
    2.1 FC協(xié)議分層結(jié)構(gòu)
    2.2 FC協(xié)議數(shù)據(jù)幀格式
    2.3 FC協(xié)議流量控制策略
    2.4 FC協(xié)議服務(wù)類型
    2.5 FC協(xié)議拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
    2.6 本章小結(jié)
第三章 FC交換機(jī)的結(jié)構(gòu)與調(diào)度算法研究
    3.1 FC交換機(jī)的結(jié)構(gòu)
        3.1.1 Crossbar交換結(jié)構(gòu)
        3.1.2 輸入排隊(duì)交換結(jié)構(gòu)
        3.1.3 輸出排隊(duì)交換結(jié)構(gòu)
        3.1.4 輸入-輸出聯(lián)合排隊(duì)交換結(jié)構(gòu)
        3.1.5 輸入-交叉點(diǎn)聯(lián)合排隊(duì)交換結(jié)構(gòu)
    3.2 FC交換機(jī)的調(diào)度算法研究
        3.2.1 交換機(jī)調(diào)度算法的數(shù)學(xué)模型
        3.2.2 PIM調(diào)度算法
        3.2.3 RRM調(diào)度算法
        3.2.4 iSLIP調(diào)度算法
    3.3 一種基于共享緩存的VOQ結(jié)構(gòu)
    3.4 一種改進(jìn)的iSLIP調(diào)度算法
        3.4.1 基于關(guān)聯(lián)指針的iSLIP調(diào)度算法
        3.4.2 指針關(guān)聯(lián)算法
    3.5 本章小結(jié)
第四章 FC交換機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
    4.1 FC交換機(jī)硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)
    4.2 FC交換機(jī)功能模塊設(shè)計(jì)
        4.2.1 端口控制模塊設(shè)計(jì)
            4.2.1.1 發(fā)送控制器
            4.2.1.2 接收控制器
            4.2.1.3 端口鏈路控制器
            4.2.1.4 流量控制模塊
        4.2.2 數(shù)據(jù)幀發(fā)送與接收模塊設(shè)計(jì)
        4.2.3 路由查表模塊設(shè)計(jì)
        4.2.4 共享緩存管理模塊設(shè)計(jì)
        4.2.5 調(diào)度模塊設(shè)計(jì)
            4.2.5.1 指針關(guān)聯(lián)模塊
            4.2.5.2 請(qǐng)求狀態(tài)機(jī)
            4.2.5.3 授權(quán)狀態(tài)機(jī)
            4.2.5.4 接受狀態(tài)機(jī)
        4.2.6 速率切換模塊設(shè)計(jì)
        4.2.7 監(jiān)控模塊設(shè)計(jì)
            4.2.7.1 輸入輸出監(jiān)控
            4.2.7.2 消息監(jiān)控
    4.3 PC端管理軟件設(shè)計(jì)
    4.4 本章小結(jié)
第五章 FC交換機(jī)的功能仿真與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    5.1 系統(tǒng)功能仿真
        5.1.1 端口控制模塊仿真
        5.1.2 路由查表模塊仿真
        5.1.3 調(diào)度模塊仿真
        5.1.4 監(jiān)控模塊仿真
        5.1.5 單播與組播功能仿真
        5.1.6 系統(tǒng)整體功能仿真
    5.2 系統(tǒng)整體實(shí)現(xiàn)
        5.2.1 FC交換機(jī)硬件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)
        5.2.2 PC端管理軟件實(shí)現(xiàn)
    5.3 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        5.3.1 功能測試
            5.3.1.1 單播與路由重構(gòu)功能測試
            5.3.1.2 組播功能測試
            5.3.1.3 速率切換功能測試
            5.3.1.4 監(jiān)控功能測試
            5.3.1.5 時(shí)間同步功能測試
        5.3.2 性能測試與分析
            5.3.2.1 緩存利用率性能
            5.3.2.2 帶寬利用率性能
            5.3.2.3 吞吐率與時(shí)延性能
            5.3.2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
在研期間參加課題及發(fā)表論文



本文編號(hào)：3658197