基于ATCA架构交换卡的改进

作     者：杨付祥 

作者单位：中国地质大学（北京） 

学位级别：硕士

导师姓名：齐剑玲

授予年度：2013年

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 08[工学] 081001[工学-通信与信息系统] 0803[工学-光学工程] 

主      题：ATCA 硬件管理 交换芯片 通道测试 

摘      要：随着光传输技术的发展，传输链路已不再是限制骨干网容量的主要因素，而网络核心节点的交换设备却成为了提升网络通信性能的瓶颈。由于ATCA架构下的交换卡在数据传输能力、数据处理计算能力、硬件系统管理能力、硬件供电与散热能力等方面具有明显的优势，所以该架构的交换卡逐渐在骨干网络设备中得到推广。目前交换卡的设计和实现仍存在一些不足，因此，交换卡的改进是进一步提升网络通信性能的新突破口。 本文依托北京锐安科技有限公司的交换卡开发项目，主要对交换卡的三个组成模块：fabric通道模块、base通道模块和硬件管理模块IPMC进行设计改进和功能实现。首先，将Linux操作系统移植到交换卡上;修改并成功移植SDK到博通公司的BCM56844芯片上，实现fabric通道模块的二层交换、端口镜像、QOS等功能;使用博通公司的BCM5396交换芯片,并把相应的SDK移植到交换芯片，实现base通道模块的控制管理功能;在硬件管理模块IPMC上，在IPMC和主控CPU之间增加串口通信通道，参考IPMI通信协议编程实现主控CPU和IPMC之间的通信获取交换卡硬件信息，解决交换卡在ATCA机箱中没有Shelf manager模块时无法获取交换卡本身以及机箱其他业务卡硬件信息的问题。 最后，通过MAC地址转发实验、IPMC功能验证、fabric通道测试三个实验对交换卡的功能和性能进行测试验证。其中MAC地址转发实验验证交换卡base通道模块能够正常运行;IPMC功能验证的结果显示，交换卡主控CPU能够有效读取交换卡和机箱其他业务卡的温度、槽位等硬件信息;fabric通道测试为交换卡前面板接入10G左右速率的数据时转发到其他业务卡，通过查看交换卡和业务卡的端口数据包统计信息证明交换卡的交换能力达到设计的要求。