网络处理器在千兆以太网三层交换机中的应用研究

摘要

该文介绍了作者在IXP1200评估系统上进行的千兆口三层交换工程和测试平台工程的工作,对实现千兆口的数据收发微码程序作了详细的描述.全文分四章.第一章介绍了交换机路由器技术、网络处理器的发展情况,简要介绍了INTEL网络处理器IXP1200的硬件体系结构和功能单元,介绍了IXP1200评估系统的硬件结构,系统软件组成,开发环境.第二章详细描述了如何实现千兆端口的数据收发和三层交换处理.系统的描述了有关的数据结构,接收处理微码程序、发送处理微码程序的完整流程,与上层程序的驱动程序接口,以及软件仿真和硬件环境的测试结果.第三章详细介绍了在IXP1200评估系统上实现一个基本功能的测试仪.描述了系统总体设计,驱动程序接口定义,接收程序流程,发送程序流程,以及软件硬件测试结果.第四章根据两个项目的测试数据,分析了工XP1200系统性能,阐述了影响到微引擎分配使用的主要因素.

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第一章 数据通信发展与网络处理器

1.1数据通信的发展

1.1.1通信速率提高

1.1.2协议处理复杂化

1.1.3路由器的发展

1.1.4网络处理器出现

1.2 INTEL IXP1200网络处理器

1.2.1 StrongARM核

1.2.2微引擎

1.2.3 SRAM、SDRAM单元

1.2.4 PCI单元

1.2.5 FBI单元与IX总线

1.3评估系统与三层交换工程

1.3.1评估系统硬件结构

1.3.2评估系统软件开发环境

1.3.3 VxWorks操作系统及集成开发环境Tornado

1.3.4百兆口三层交换工程简介

第二章 千兆口三层交换路由器工程

2.1项目背景

2.2 IXP1200硬件加速机制

2.3 工程总体设计

2.3.1接收处理简述

2.3.2发送处理简述

2.3.3主要数据结构

2.4接收处理

2.4.1线程执行顺序

2.4.2发送recv request

2.4.3接收处理mpacket

2.5发送模块

2.5.1发送调度

2.5.2发送填充线程

2.6微码与内核程序PETH驱动接口

2.6.1接收帧

2.6.2发送帧

2.7微码程序仿真

2.8硬件环境测试

2.8.1测试配置

2.8.2测试步骤

2.8.3测试的结果与分析

第三章 千兆测试平台工程

3.1项目背景

3.2项目技术要求

3.3系统分析

3.4上层程序发送流程简介

3.5上层程序接收流程简介

3.6驱动程序接口

3.6.1发送接口

3.6.2接收接口

3.7微码程序

3.7.1命令状态字地址

3.7.2微码程序设计

3.8软件仿真

3.9硬件环境测试

第四章 INTEL IXP1200千兆处理性能评估

4.1微引擎运行状态

4.2仿真比较

4.3结果分析

参考文献

致谢