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設計超高速交換機Linecard之使用SerDes晶片傳輸資料:實作與經驗
Thesis

設計超高速交換機Linecard之使用SerDes晶片傳輸資料:實作與經驗

黃思偉
Masters, 國立清華大學, 通訊工程研究所
2004

Abstract

高速交換機 布可夫-范紐曼交換機 進串並轉換/並串轉換 SerDes SerDes/Serial-DeSerial Line Card switch
有人說:「二十一世紀是網路的世紀。」確實如此,目前全球企業正面臨一場前所未見的改革,這場改革被許多人稱之為「網際網路創造的工業革命」。在資料的傳送大大的增加下,對於高速網路的交換機需求,自然是越來越顯迫切。目前的交換機架構中多數都是採用共享記憶體(Share Memory)交換方式。此種方法需要仰賴記憶體的高速處理能力,而隨著網路傳輸速度越來越快,這類型的交換機已經無法符合我們的需求了。近年來佇列縱橫式交換機(Input-Buffered Crossbar Switch)逐漸受到多方的矚目;此種類型的交換機會在每個輸入埠(Input Port)前放置暫存器(Buffer),且時間軸會被劃分為許多同步的時槽(Time Slot);在同一時槽中,輸入埠與輸出埠的連接設定將依照排列矩陣(Permutation Matrix)來設定,儲存在不同輸入埠暫存器內的封包可以被同時讀出,而交換到其設定的輸出埠,(圖1.1) 。然而此種類型的佇列氏交換機在設計之出有著前端阻礙(HOL,Head-of-Line Blocking)的問題,所以輸出率低且有封包延遲控制的困難。近年來交換機也大大的改變架構,以因應網路的需求,從輸入佇列縱橫式交換機到布可夫-范紐曼交換機,再經由改良後的百分之百輸出率”負載平衡之布可夫-范紐曼交換機”,最新的信件式順序交換機架構,不但有高輸出率也解決封包順序問題。如何實做高速的交換機,並以模組化設計,以具有可擴充性的價值,是一個值得討論的議題。本篇論文討論如何學習使用並且驗證SerDes技術,並討論將其應用到交換機的Line Card上的一些相關技術與問題。

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