淺談一種基於無損乙太網的流量控制機制論文

　　乙太網Ethernet指的是由Xerox公司建立並由Xerox、Intel和DEC公司聯合開發的基帶區域網規範，是當今現有區域網採用的最通用的通訊協議標準。乙太網絡使用CSMA/CD載波監聽多路訪問及衝突檢測技術，並以10M/S的速率執行在多種型別的電纜上。乙太網與IEEE802.3系列標準相類似。以下是小編今天為大家精心準備的：淺談一種基於無損乙太網的流量控制機制相關論文。內容僅供參考，歡迎閱讀!

　　淺談一種基於無損乙太網的流量控制機制全文如下：

　　一、引言

　　伴隨著雲端計算及雲端儲存業務的需求增長，資料中心網路技術得到了快速發展，為使用者提供了一種高效、可靠的資料傳輸解決方案，實現了資料中心網路頻寬增加、無丟包傳輸等要求。在資料中心網路中存在三種網路模型，分別為SAN網路、LAN 網路和IPC 網路，不同的網路模型對流量效能提出了不同的標準，SAN 網路要求資料無丟包傳輸，LAN 網路提供盡力而為的服務，IPC 網路則提出低延遲標準。在資料中心網路中，LAN 網路盡力而為的機制不足以支撐SAN 網路無丟包傳輸，因此對資料中心乙太網技術提出了更高的鏈路流量控制標準。本文在IEEE 802.1 Qbb 標準基礎上，設計了一種適合資料中心乙太網的鏈路流量控制解決方案。

　　二、基於優先順序的流控PFC機制標準

　　PFC 是由IEEE 802.1 Qbb 協議標準針對無損乙太網絡提出的，它類似於802.3 X 標準中的PAUSE 機制，通過反饋機制對鏈路中的每個優先順序業務進行單獨流量控制，優點是全雙工、反應快，能快速解決鏈路擁塞問題。

　　二層交換網路乙太網鏈路通過反饋與響應

　　機制完成流量的管理。反饋機制表現在：鏈路6 接收佇列所示，當本地裝置接收佇列超過一定門限閾值時，則會產生pause 請求告知對方暫停發幀，當接收佇列低於一定門限時，接收端會產生pause 取消請求訊號告知對方裝置正常發幀。反饋響應機制表現在，當遠端裝置因轉發延遲造成快取溢位時，本端裝置會暫停發幀，直到對方具備快取能力後，才會通知本地裝置繼續發幀。通過這樣一個反饋與響應機制，完成雙方裝置鏈路的流量管理。PFC 幀支援分級服務，對不同優先順序的資料幀進行單獨PAUSE 控制，優先順序為6 的接收佇列將滿，則將會對優先順序鏈路為6 的資料來源實施暫停請求，而其他服務佇列完全不受影響。

　　三、基於優先順序流控PFC的設計

　　優先順序流控機制的設計包括接收和傳送方向PFC 幀的響應與處理。

　　在接收方向上，功能設計分為兩部分：一是本端裝置MAC_RX 接收端在解析模組提取 PFC 報文格式中Class-Enable Vector 和Timen 傳遞給MAC_TX 傳送模組;二是根據本端接收佇列快取情況產生16bit 資料請求訊號傳遞給MAC_TX 模組，控制對端裝置資料的傳送，請求訊號每兩bit 對應一個Class 服務，如16’h0001 代表請求對端優先順序1 的鏈路暫停發幀，如16’h0002 則請求對端裝置優先順序1 的鏈路繼續發幀。

　　在傳送方向上，功能設計如下：傳送端根據接收端提取的定時資訊timen和優先順序向量更新本地定時器timer_cnt，timen中的值是定時單位時間個數，每個定時單位時間相當於512bit 資料傳輸時間，每傳輸512bit 資料後timer_cnt 進行減一操作，直到timer_cnt 為0 時允許本端裝置此優先順序鏈路發幀，否則暫停本優先順序鏈路資料傳送。

　　四、優先順序流控PFC設計的模擬

　　通過Modelism 模擬平臺對設計進行功能驗證。主要驗證內容如下：在接收方向上驗證接收端是否會根據本地接收佇列的快取情況向傳送端PFC 產生模組傳送正確的請求訊號。在傳送方向上驗證傳送端是否能夠響應接收方向上傳遞的暫停時間因子來排程本地裝置幀的傳送。

　　當接收佇列達到一定門限即wrusedw 達到12’09e 後，fifo_ovfl 訊號拉高，接收端PFC 請求模組發出16’h0040 請求訊號傳遞給MAC_TX 模組，傳送端根據此請求訊號構建瞭如圖中所示定時資訊為16’hffff 的PFC 幀，並在鏈路上檢測到此PFC 幀。

　　PFC 流控是基於優先順序設計的，本模擬針對於優先順序為4 的鏈路進行暫停控制，根據接收方向提取的定時資訊timer4 將傳送端定時器fip_timer 更新為16’h0011，傳送端同時使能fip_cnt_en 控制fip_cnt 的增減，當 fip_cnt 增到3’d7後fip_timer 減1，當fip_timer 定時資訊不為0 時，優先順序鏈路4 的資料幀被暫停傳送，排程指標變為3’h4，此時傳送其他鏈路資料幀，直到fip_timer 定時資訊為0 時，才會重新授權優先順序指標fifo_rden 為 3’h2，允許優先順序鏈路4 上的資料傳送。

　　根據modelism 模擬結果證明，MAC 層的MAC_RX 和MAC_TX 能夠通過PFC 機制的反饋與響應完成鏈路流量的調節，避免了鏈路的擁擠，保證了鏈路資料的無損傳輸。

　　五、結束語

　　本文根據802.1Qbb 標準在MAC 層實現了優先順序流控機制的設計，並對該設計進行了Modelism 功能模擬，驗證了優先順序流控機制作為一種無損乙太網流控技術，能夠根據鏈路擁塞情況做出快速反應，解決鏈路流量擁擠問題，避免資料丟包問題發生。本設計可應用於無損乙太網MAC 層中，同時為後續聯合QCN 演算法共同解決流量問題做了鋪墊。