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NPV交换机流量管理模块的设计和实现

作　者: 冯庆
导　师: 程保中
学　校: 北京邮电大学
专　业: 软件工程
关键词: 以太网光纤通道 N端口虚拟化 流量映射 流量管理
分类号: TN915.05
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 24次
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内容摘要


随着现代网络的飞速发展,网络数据信息正以前所未有的速度的增长,数据中心的规模也以惊人的速度扩大。现今的数据中心一般由以太网、局域网络、存储区域网络等多个独立的网络构成。这样,数据中心的建设成本不仅很高,而且大大增加了管理成本和复杂性。而FCoE (Fibre Channel over Ethernet,以太网光纤通道)技术可以将光纤通道映射到以太网,实现在以太网上传输SAN (Storage Area Networks,存储区域网络)数据,从而通过工/0整合(I/0Consolidation)和网络统一来达到数据中心网络架构的融合。FCoE交换机的出现使传统局域网和存储区域网实现了网络统一的要求。但工作在FCF(FCoE Forwarder)模式下的FCoE交换机受到域标识(Domain ID)的限制组成的Fabric网络规模很小,网络中最多仅支持239个FCF交换机(每台FCF交换机分配一个Domain ID,有效Domain ID仅有239个)。而在SAN网络中,对直连服务器或者存储设备的边缘交换机需求量很大,为了使边缘交换机可以突破239个最大数目的限制,增加了NPV (N Port Virtualizer, N端口虚拟化)模式的FCoE交换机,简称为NPV交换机。NPV交换机位于Fabric网络的边缘,在N节点设备(服务器或磁盘设备)与FCF核心交换机之间,NPV交换机通过F端口和N节点设备的N端口相连,通过NP端口和核心交换机的F端口相连,最终N节点通过NPV交换机接入到Fabric网络中。NPV交换机在服务器看来是一个FCF交换机,在核心的FC交换机看来是一台主机。本文分析了NPV模式下FCoE交换机系统的相关功能,重点描述了交换机系统流量管理的设计和实现。首先,本文对流量管理做了详细的需求分析,明确了流量映射和映射表下发转发表功能的设计和实现,包括在整个开发过程中用到的数据结构,以及模块各个功能的处理。其次,在编码过程完成后,根据设计的测试用例进行了单元测试和系统测试,通过测试验证了整个模块设计与实现的正确性。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章 引言  9-13
  1.1 课题背景  9-11
  1.2 课题任务  11-12
    1.2.1 课题内容  11-12
    1.2.2 本人承担任务  12
  1.3 论文结构  12-13
第二章 课题背景技术介绍  13-28
  2.1 网络存储技术  13-16
    2.1.1 DAS(直连式存储)  13-14
    2.1.2 NAS(网络连接存储)  14-15
    2.1.3 SAN(存储区域网络)  15-16
  2.2 FC协议简介  16-24
    2.2.1 FC协议分层结构  16-17
    2.2.2 FC报文格式  17-18
    2.2.3 FC通讯模型  18-21
    2.2.4 Fabric初始化  21-22
    2.2.5 FC地址分配  22
    2.2.6 FC路由计算  22
    2.2.7 FC名称服务  22-23
    2.2.8 VSAN  23-24
  2.3 FCoE协议  24-25
  2.4 开发模型  25-26
  2.5 版本控制  26
  2.6 相关厂商产品  26-27
  2.7 本章小结  27-28
第三章 流量管理模块的需求分析  28-44
  3.1 系统功能总体需求  28-34
    3.1.1 NPV模块和项目中其他模块的交互关系  30-32
    3.1.2 NPV模块的分布式处理  32
    3.1.3 NPV子模块间调用关系  32-34
  3.2 流量管理模块与其他模块交互关系  34-36
  3.3 流量管理模块功能性需求  36-43
    3.3.1 上下行口映射  36-39
    3.3.2 自动负载均衡  39-41
    3.3.3 删除端口流量映射关系  41
    3.3.4 添加/删除VSAN内流量映射表  41-42
    3.3.5 流量映射表下刷转发表  42
    3.3.6 流量映射表的板间数据备份  42-43
    3.3.7 流量映射表的同步  43
  3.4 本章小结  43-44
第四章 流量管理模块的设计与实现  44-60
  4.1 流量管理模块子模块划分  44
  4.2 流量映射子模块的设计与实现  44-55
    4.2.1 流量映射表数据结构的设计  45-47
    4.2.2 上下行口流量映射  47-48
    4.2.3 自动负载均衡  48-49
    4.2.4 删除端口流量映射关系  49-52
    4.2.5 添加/删除VSAN内流量映射表  52-53
    4.2.6 流量映射模块的分布式处理  53-55
  4.3 映射表项下刷子模块的设计与实现  55-59
    4.3.1 映射表项下刷数据结构的设计  56-57
    4.3.2 映射表项下刷处理过程  57-59
  4.4 本章小结  59-60
第五章 流量管理模块功能测试  60-66
  5.1 单元测试  60-62
  5.2 系统测试  62-65
  5.3 本章小结  65-66
第六章 结束语  66-67
  6.1 论文工作总结  66
  6.2 问题和展望  66-67
参考文献  67-68
致谢  68

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 通信网 > 一般性问题 > 通信网设备
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