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FCoE中协商控制和端口状态机模块的设计与实现

作　者: 李莹
导　师: 程保中
学　校: 北京邮电大学
专　业: 软件工程
关键词: 存储网络光纤通道协商控制端口状态机
分类号: TP333
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着计算机,互联网,电子商务,电子政务的发展,越来越多的信息被数据化,这些数据化的信息需要能长时间保存,并且能快速方便地检索。与此同时,对于数据的存储容量、速度以及安全也提出了更高的要求。网络服务器需要存储的信息和数据也越来越多,这就导致了服务器的存储容量不断的增长,当服务器的内部存储容量无法满足信息增长的需求,就需要将服务器的存储“外部化”。为了解决这一问题,存储技术也从本地存储发展到网络存储。在存储网络中,FCoE一直被业界看好,被认为是将彻底颠覆存储网络架构目前的格局,成为未来主导的存储传输协议。FCoE将给数据中心带来减少设备数量、充分利用光纤通道、存储集中化等好处。FCoE给大型企业数据中心带来的好处非常明显,因为大型企业每年都投资数十亿美元用于光纤通道存储,因此,能够在10Gbps的增强以太网中充分利用光纤通道是一个很好的想法。目前SAN路由器和FC交换机以及FCoE交换机的生产厂商都是国外的,国内在该领域的研究还比较琐碎。因此本文对于FCoE交换机的研究十分具有创新性和实用性。本论文主要研究的是FCoE交换机软件体系中的协商控制模块和端口状态机模块的设计与实现。本文先分析了FC协议和FCoE协议。然后用软件工程的方法对协商过程控制模块和端口状态机模块做进一步详细的,细致的研究。首先,本论文对这两个模块做了详细的需求分析,明确了具体协商,端口状态迁移的过程和各模块的功能。在链路协商的过程中涉及到不同的协商过程和状态的改变,只有协商通过的端口才能完成具体的通信,因此这两个模块显得尤为重要,对其的分析为以后系统的设计和实现打下了坚实的基础。其次对这两个模块进行了软件层次上的分解,划分了子模块,确定了具体的技术方案和实现步骤。最后完成了对测试环境的搭建,对该系统进行了单元测试,集成测试和系统测试,保证了软件的质量并且确保了该软件系统能够正确的,无故障的运行。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第一章引言  10-12
  1.1 课题背景  10
  1.2 课题任务  10-11
  1.3 论文结构  11-12
第二章技术背景介绍  12-27
  2.1 存储网络的发展  12-14
  2.2 FCoE的发展  14-17
    2.2.1 基于以太网的蜕变  15
    2.2.2 防止丢包,冗余路径和故障切换  15-16
    2.2.3 从光纤通道到以太网的映射  16-17
  2.3 FC,FCF与TRANSIT交换机介绍  17-19
    2.3.1 FC交换机  17-18
    2.3.2 FCF交换机  18-19
    2.3.3 Transit交换机  19
  2.4 FC协议简介  19-23
    2.4.1 FC协议介绍  19-20
    2.4.2 FC中的通讯模式  20-21
    2.4.3 FC中网络的初始化和地址的分配  21
    2.4.4 FC中路由的计算  21-22
    2.4.5 FC中的虚拟存储网的划分  22
    2.4.6 FC中的流量控制  22-23
  2.5 FCOE协议简介  23-26
    2.5.1 FCOE的分层结构  23-24
    2.5.2 FCOE的报文格式  24-25
    2.5.3 FCOE的MAC地址选择  25
    2.5.4 FIP协议介绍  25-26
    2.5.5 FCOE Mapping  26
  2.6 本章小结  26-27
第三章需求分析  27-45
  3.1 协商过程控制模块的需求分析  27-41
    3.1.1 ELP协商过程  28-33
      3.1.1.1 ELP协议分析  28-30
      3.1.1.2 一次参数协商的ELP交互过程  30-31
      3.1.1.3 两次参数协商的ELP交互过程  31-32
      3.1.1.4 并发协商的ELP交互过程  32-33
    3.1.2 ESC协商过程  33-35
      3.1.2.1 ESC协议分析  33-35
      3.1.2.2 ESC协商的交互过程  35
    3.1.3 安全协商过程  35-40
      3.1.3.1 FC-SP协议分析  35-39
      3.1.3.2 FC-SP正常协商的交互过程  39
      3.1.3.3 FC-SP并发协商的交互过程  39-40
    3.1.4 功能需求分析  40-41
  3.2 端口状态机模块的需求分析  41-44
    3.2.1 端口模式类型  42
    3.2.2 端口状态类型  42-43
    3.2.3 端口接收事件类型  43
    3.2.4 功能需求分析  43-44
  3.3 本章小结  44-45
第四章协商过程控制模块的设计与实现  45-55
  4.1 协商过程控制模块的总体设计  45-51
    4.1.1 模块功能结构  45
    4.1.2 系统中所处位置  45-46
    4.1.3 模块分解图  46-47
    4.1.4 初始化子模块的设计  47
    4.1.5 总体协商子模块的设计  47-48
    4.1.6 ELP子模块的设计  48-49
    4.1.7 ESC子模块的设计  49-50
    4.1.8 安全协商子模块的设计  50-51
  4.2 协商过程控制的实现  51-52
  4.3 协商过程控制的数据结构的设计  52-54
  4.4 本章小结  54-55
第五章端口状态机模块的设计与实现  55-65
  5.1 端口状态机模块的总体设计  55-59
    5.1.1 模块功能结构  55
    5.1.2 系统中所处位置  55-56
    5.1.3 模块分解图  56-57
    5.1.4 初始化子模块的设计  57
    5.1.5 状态变迁子模块的设计  57-59
    5.1.6 状态信息子模块的设计  59
  5.2 端口状态迁移实现  59-62
  5.3 端口状态迁移的关键数据结构  62-63
  5.4 本章小结  63-65
第六章开发环境与测试  65-70
  6.1 开发环境  65
  6.2 测试  65-69
    6.2.1 测试环境  65-66
    6.2.2 单元测试  66-67
    6.2.3 集成测试  67-69
    6.2.4 系统测试  69
  6.3 本章小结  69-70
第七章结束语  70-72
  7.1 论文工作总结  70
  7.2 问题和展望  70-72
参考文献  72-73
附录1  73-75
致谢  75-76
攻读学位期间发表的学术论文  76

FCoE中协商控制和端口状态机模块的设计与实现

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