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增强型以太网适配器研究与设计

作　者: 侯君健
导　师: 卢萍
学　校: 华中科技大学
专　业: 计算机系统结构
关键词: 无损以太网快速外围组件互连单根I/O虚拟化
分类号: TP393.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

随着互联网用户数量的持续膨胀，网络带宽需求越来越大，数据中心也正以前所未有的速度增长。在过去，大部分企业将存储网和内部局域网分割开来，为了支持多网络，数据中心需要为不同的网络配备不同的硬件设施。多网络架构也增加了数据中心的建设管理维护成本。以太网光纤通道(FCoE)技术与I/O虚拟化技术为了解决上述出现的问题提供了契机。在分析现有高速以太网适配器与I/O虚拟化技术的基础上，提出了一种既能支持无损以太网又能满足服务器下I/O虚拟化性能需要的网络适配器设计方法。网络适配器设计基于Xilinx公司的嵌入式开发平台。基本思想是在适配器内部实现多个接收发送队列，不同的队列被分配到不同的缓冲区，虚拟适配器通过访问专属的缓冲区收发数据来实现多虚拟设备对单一物理设备的共享。设计中还使用流量积分和两种发送仲裁算法来管理网络流量，避免丢包情况发生。为了从硬件上支持I/O虚拟化，适配器设计对PCIe接口协议的SR-IOV标准进行支持。另外设计中还给出了PCIe物理功能与虚拟功能的通信模型，这为后续虚拟环境下宿主机与客户机的数据交互提供了基础。实验测试表明，在简单模式下网络适配器可以正常收发数据且能上网，对多接收/发送队列模型也进行了可行性测试，测试结果验证了该模型的正确性。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 序言  8-12
  1.1 课题背景  8-9
  1.2 国内外研究现状  9-10
  1.3 课题研究内容  10-11
  1.4 文章组织结构  11-12
2 适配器硬件结构设计  12-27
  2.1 适配器相关技术  12-22
  2.2 适配器总体设计  22-26
  2.3 本章小结  26-27
3 网络适配卡内部模块设计  27-49
  3.1 接收模块  28-34
  3.2 发送模块  34-41
  3.3 适配器中断模块  41-48
  3.4 本章小结  48-49
4 I/O 虚拟化功能设计  49-54
  4.1 SR-IOV 配置空间  49-51
  4.2 VF 之间通信  51-53
  4.3 本章小结  53-54
5 系统测试  54-59
  5.1 测试环境  54
  5.2 测试过程  54-57
  5.3 结果分析  57
  5.4 本章小结  57-59
6 总结与展望  59-61
  6.1 全文总结  59
  6.2 展望  59-61
致谢  61-62
参考文献  62-64

增强型以太网适配器研究与设计

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