论文部分内容阅读
数据中心常见的网络类型为区域网络（LAN）用的以太网、存储网络（SAN）用的光纤通道、高性能服务器网络用的InfiniBand。多种类型网络的并存使得服务器端需要多种类型的适配器，如NIC卡、FC HBA卡、InfiniBand HCA卡。多种卡的并存不仅占用服务器有限的扩展槽，而且带来的大量线缆和不同类型接入交换机这样不仅增加的了数据中心的管理难度，而且还增加了数据中心的成本和能耗。本文研究的对象是CNA（Converged Network Adapter）卡，它是基于FCoE技术的主机适配器。以太网光纤通道（FCoE:Fibre Channel over Ethernet）技术标准的出现为网络融合以及I/O整合提供了一种解决方案。该技术标准的基本原理是在增强型以太网上传输FC（FC:Fibre Channel）数据。CNA卡实现FCoE节点设备与FCoE交换机的数据通信。服务器通过一张CNA卡能同时接入LAN网络和FC SAN网络，这样能显著的减少数据中心的物理连接复杂度，方便管理。本文中的CNA卡硬件部分主要的功能是将10G以太网链路上的FCoE数据通过PCI Epress2.0总线写入计算机内存和从内存读取数据发送到10G以太网链路。CNA卡的实现基于FPGA，采用Altera公司的Strativ IV530芯片。拥有一个10G以太网端口支持802.1Qbb基于优先级的流控；支持FCoE协议帧处理实现FCoE帧的正常收发；采用PCI Express2.0总线，数据收发使用可变长度DMA传输方式。这本文主要的工作内容。本文首先介绍了FCoE相关协议、DMA技术以及PCI Express总线技术。通过分析协议中的CNA卡的功能模型提出了CNA卡的设计方案。其次对设计中的FCoE接口和DMA控制器进行了详细介绍，通过修改仿真模型搭建仿真平台对本设计进行功能仿真。最后进过下板测试验证CNA卡是否功能正确。