融合网络适配器驱动程序的研究与实现

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在传统数据中心中存在光纤通道网络和以太网,光纤通道网络用于提供存储服务,以太网用于提供用户数据服务。这两种网络的共存使数据中心的维护变得日益复杂,不符合当今数据中心网络融合的趋势。以太网光纤通道(FCoE: FibreChannel over Ethernet)是一种网络融合技术标准。融合网络适配器(ConvergedNetwork Adapter)是一种基于FCoE技术的数据中心网络接入设备。融合网络适配器的使用,使得以太网流量和FCoE流量可以在一条物理链路上传输,从而减少服务器中网络适配器和线缆连接数量,并有效降低数据中心的管理维护成本。融合网络适配器如今主要运用于数据中心网络中实现将服务器接入到10G以太网光纤通道中。国外一些大型厂商如Intel、Brocade等公司已经生产出了相关产品,在国内融合网络适配器的研究刚刚起步,还没有自主知识产权的产品推出。为了在自身科研环境中使用高速的10G以太网光纤通道,国内某些科研机构,如研究航电网络的单位对融合网络适配器产生了相应的需求,在这些关键性领域需要有国内自主知识产权的产品,能够收发自己定制的各种帧。基于上述需求和教研室研究现状,本文主要研究了10G以太网光纤通道相关协议(FC,FCoE,FIP等),在此基础上实现了融合网络适配器驱动程序,并进行了测试。本文中的融合网络适配器硬件平台采用了Altera Strative IV530开发板,软件平台采用了Linux。本文对FC协议,FIP(FCoE Initialization Protocol)协议,FCoE协议进行了分析,编写代码实现了各个协议模块,在此基础上实现了驱动程序。整个驱动程序主要包括FIP模块、DCBx模块、登录模块和SCSI-FCP模块。其中FIP模块完成融合网络适配器登录到交换机的过程,DCBx模块完成与FCoE交换机协商流量控制等参数,登录模块实现融合网络适配器通过FCoE交换机登录到远端磁盘阵列,SCSI-FCP模块完成将远端磁盘阵列接入到Linux内核SCSI子系统。本文对各个模块进行了测试,FIP模块实现了FCoE交换机的登陆,DCBx模块实现了与交换机进行参数协商,登录模块实现了磁盘阵列登陆,SCSI-FCP模块实现了远端磁盘阵列接入到Linux内核SCSI子系统。
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