物理網(wǎng)絡(luò)芯片與FPGA結(jié)合的向量網(wǎng)交換機(jī)的實(shí)現(xiàn).pdf

1、為汲取現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)中的優(yōu)秀技術(shù)，改進(jìn)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的性能，構(gòu)建出一種可無限擴(kuò)展且高可靠性的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，本課題組提出了一種新型的網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)—向量網(wǎng)。向量網(wǎng)(Vector Network)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)面與控制面的分離，在數(shù)據(jù)面中，轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備只需轉(zhuǎn)發(fā)接收的數(shù)據(jù)包，在控制面中，轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備則需要負(fù)責(zé)路由信息的收集與數(shù)據(jù)鏈路維護(hù)等工作，與傳統(tǒng)以太網(wǎng)交換機(jī)相比其大大降低了向量交換轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備的成本與復(fù)雜性。向量網(wǎng)交換機(jī)便是工作在向量網(wǎng)數(shù)據(jù)面上的轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，它的主要功能就是

2、解析數(shù)據(jù)包，再將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)。而向量網(wǎng)控制面的工作則由其他設(shè)備來承擔(dān)，通常為計(jì)算機(jī)，這樣就將數(shù)據(jù)面與控制面分離，在向量網(wǎng)交換機(jī)中控制面的功能越少越好，從而簡(jiǎn)化VS(Vector Switch)。
　　向量網(wǎng)交換機(jī)的設(shè)計(jì)工作包括兩部分內(nèi)容，一是硬件電路設(shè)計(jì);二是FPGA硬件編程設(shè)計(jì)。本論文的研究目標(biāo)是完成第一項(xiàng)工作，即向量網(wǎng)交換機(jī)的硬件設(shè)計(jì)與制作。其中包括以下具體工作:
　　(1)設(shè)計(jì)一套物理網(wǎng)絡(luò)芯片與FPGA相結(jié)合的向量網(wǎng)交換

3、機(jī)的實(shí)現(xiàn)方案。根據(jù)向量網(wǎng)交換機(jī)的設(shè)計(jì)目標(biāo)，結(jié)合以往向量網(wǎng)交換機(jī)的硬件系統(tǒng)方案，完成方案的設(shè)計(jì)。該方案中主要設(shè)計(jì)包括:MAC模塊與PHY模塊主要芯片選型與周邊電路的設(shè)計(jì)、電源模塊與R J45模塊的選擇與電路設(shè)計(jì)以及向量網(wǎng)交換機(jī)中各個(gè)模塊間接口類型的選擇與設(shè)計(jì)等。完成了向量網(wǎng)交換機(jī)的電路原理圖的設(shè)計(jì);
　　(2)完成向量網(wǎng)硬件交換機(jī)的制作。根據(jù)實(shí)現(xiàn)鏈路層功能的FPGA芯片XC3S1400A與PHY模塊中BCM5464SR芯片以及其他芯