基于P5040处理器的网口驱动及其虚拟化设计和实现.pdf

DESIGN AND IMPLEMENL姐ION OF ETHEIⅢET INTERFACE DRIVER AND VII汀UALIZATION BASED ON P5040 AThesis Submitted to Southeast University F ortheAcademic Degree ofMaster ofEngineering BY SunQiang Supervised by Associate Hao PluralisticSuperbised by SeniorEngineer HeWei-Bing and SeniorEngineer Qin Zhi·Xiang College ofSoftware Engineering Southeast University April 2014 万方数据东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名: 东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电予文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外,允许论文被查阅和借阅,可以公布(包括刊登)论文的全部或部分内容。论文的公布(包括刊登)授权东南大学研究生院办理。研究生签名:碑导师签名:莎纽万方数据摘要摘要核心交换机是数据中心网络最为关键的节点。随着虚拟化,云计算和大数据等新技术逐渐兴起,数据中心网络正发生着剧烈的变化,对核心交换机提出的要求也越来越高。另一方面,网络带宽的高速增长也对负责报文收发的交换机网口模块提出了挑战。P5040处理器作为最新一代交换机的心脏,其网口提供了强大的收发性能,但是DPAA架构的复杂性也使软件开发难度较大,因此相关的驱动软件设计也在逐步探索中。此外,面对交换机设备虚拟化的需求,需要实现物理网口的虚拟化。网口驱动基于处理器DPAA硬件架构实现。一方面,驱动软件配合缓存处理器,队列处理器,帧处理器,以太网控制器等硬件模块来实现报文收发的功能,并且还提供了初步的报文分类查找策略。另一方面,设计了驱动抽象层来屏蔽底层的操作,对上层软件提供底层接口的封装,通过建立索引的方式区分不同逻辑网口,来达到网口虚拟化的目的。整个软件的设计基于Linux操作系统实现,灵活的运用Lmux epoU模型,中断处理机制等技术来优化网口软件,提高报文收发效率。在测试过程中,通过命令行的方式来验证网口报文收发的基本功能。在设备虚拟化环境下,报文统计结果表明各虚拟网口的操作相互独立,互不干扰。此外,网口在ARP攻击过程中,通信无异常。测试的结果表明软件能够实现预期设计的功能并满足工程需求。关键词:交换机,P5040,DPAA,虚拟化,驱动,网口万方数据 ABsTRACT ABSTRACT 刀圮core switchboard themost crucialelemems works development of puting,vimmlization works ofdata centers have been changing alot,increasing demands forperformance theother hand,the highbandwidthbrings challenges to Ethemet pOrt has powerhouse performance as akey factor ofswitches。however,plexity of architectureand the DPAA makes software development more design for thiskindofprocessor Ethemet port needs toimplement virtualization tomeet thedemand ofvirtualdevices. The driversoftware implement pon module based onthe the one hand