萬(wàn)兆FCoE監(jiān)控卡硬件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,信息、數(shù)據(jù)處理和互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)也逐漸融入到人們的日常工作和生活當(dāng)中。對(duì)數(shù)據(jù)信息處理速度要求的不斷提高促使了數(shù)據(jù)中心的高速發(fā)展。數(shù)據(jù)中心中常見的網(wǎng)絡(luò)有最初的區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(LAN)、存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)(SAN)等,但前面兩者之間都有不足之處,此時(shí)就產(chǎn)生了融合兩者的FCoE技術(shù)。針對(duì)FCoE技術(shù)出現(xiàn)了融合網(wǎng)絡(luò)適配器(CNA)以及能處理FCoE的交換機(jī)、磁盤陣列、分析儀等。隨著這些設(shè)備的廣泛應(yīng)用,基于FCoE的網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備之間的信息交互變

2、得越來(lái)越復(fù)雜,同時(shí)對(duì)這些網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備性能的要求也越來(lái)越高,而且這些設(shè)備的數(shù)據(jù)通信都不是透明的,為了能及時(shí)了解設(shè)備的通信情況,避免產(chǎn)生不必要的時(shí)間和經(jīng)濟(jì)損失,此時(shí)就需要能夠?qū)@些設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。而針對(duì)FCoE網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控測(cè)試設(shè)備的研究就有一定的經(jīng)濟(jì)意義。
　　本文研究的是基于萬(wàn)兆FCoE的監(jiān)控卡,用于捕獲和分析萬(wàn)兆FCoE網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)。本文的硬件部分主要是實(shí)時(shí)將從10G以太網(wǎng)鏈路上捕獲的數(shù)據(jù)通過PCI Epress2.0總線寫入主機(jī)內(nèi)

3、存,用于在主機(jī)界面上顯示抓獲的數(shù)據(jù)情況如數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)總量、接收數(shù)據(jù)速率等,以便于對(duì)此時(shí)設(shè)備的通信情況能夠?qū)崟r(shí)的了解。同時(shí)用戶能夠通過設(shè)置觸發(fā)條件和過濾規(guī)則控制底層硬件對(duì)接收到的幀進(jìn)行觸發(fā)和過濾,這樣用戶可以提取所需要的幀而丟棄那些不需要的幀數(shù)據(jù),能夠節(jié)省時(shí)間提高工作效率。本文監(jiān)控卡的實(shí)現(xiàn)是基于 FPGA的,采用Xilinx公司的Kintex-7 XC7K325T開發(fā)板。
　　本文先簡(jiǎn)單介紹了光纖通道協(xié)議、萬(wàn)兆以太網(wǎng)、FCoE協(xié)議

4、、DMA技術(shù)和PCI Express總線技術(shù),通過分析監(jiān)控卡的功能需求提出了監(jiān)控卡的總體設(shè)計(jì)方案;對(duì)設(shè)計(jì)中的兩大部分FCoE接口和DMA控制器分別進(jìn)行了詳細(xì)介紹,并對(duì)這兩個(gè)模塊通過Modelsim仿真工具進(jìn)行了功能仿真;在功能仿真符合設(shè)計(jì)要求后,和軟件進(jìn)行聯(lián)合測(cè)試,通過ISE工具將硬件代碼下載到開發(fā)板上和CNA卡或者是磁盤陣列、FCoE交換機(jī)相連,進(jìn)行了詳細(xì)的分析和測(cè)試,通過Chipscope測(cè)試工具以及用戶界面得到的測(cè)試結(jié)果滿足了監(jiān)控