1、在的平台上设计实现可重构和开放性强的千兆级别的高速网络系统，便于网络研究人员用于实万方数据南京邮电大学专业学位硕士研究生学位论文第二章虚拟化交换机的技术综述验验证，最大化减少任务量。网络研究人员可以调用已存在的硬件参考设计或者添加自行设计来组合实现庞大复杂的网络处理器。目前，有两种开发板，和，它们的区别如表所示。本文使用的是开发板。表与区别开发板的实物图如图所示，开发板上包含了两块芯片，其中芯片是用于完成用户逻辑的，设计路由转发流量统计内容匹配等算法逻辑。该芯片包括个逻辑单元，的块资源，个处理器高达的分布式。另块是系列的芯片，该芯片是开发平台的辅助芯片，用于实现处理器的的接口逻辑。在外部存储器方面，有两片的和的。其中与核心逻辑同步，都运行于的时钟频率，用于存储网络数据转发表。运行于的异步时。

2、速率可擦除可编程只读存储器未来互联网体系结构现场可编程门阵列千兆媒体访问控制器互联网协议查找表结构命名数据网络网卡周边元件扩展接口随机存储器串行高级技术附件软件定义网络同步动态随机存储静态随机存储器三态内容寻址存储器传输控制协议安全传输层协议虚拟局域网虚拟机监视器可扩展开放路由器平台万方数据南京邮电大学专业学位硕士研究生学位论文第章绪论第章绪论研究背景虚拟化交换机的应用需求互联网加快了人们传播共享信息的速度，基于互联网的服务已经深入到人们生活的每个方面，成为日常生活工作中的重要组成部分。在过去的三十年中，互联网在支持多种分布式应用程序和多种网络技术方面取得惊人的成果。然而端口状态和错误信息等。对称消息主要用来建立连接检测对方是否在线等，包括创建回声和试验者三种消息。万方数据南京邮电大学专业。

3、也可以大幅度的提升计算性能，而且时钟率越低越节约资源。综合考虑的结构和资源方面优势，大多数应用软件都可以采用作为加速协处理器，能够大大提升处理性能。开发板简介是种由美国斯坦福大学开发设计的低成本可重用的硬件平台。它最初的开发目的是用于斯坦福大学课堂教学，现在已经成为网络研究的工具。成功地将的可配置性带入到网络通信领域，为网络研究人员研究未来网络提供了实验平台，它可以很方便的使网络研究人员在硬件上搭建个高速的网络系统。随着网络规模的不断扩大，各类新兴业务的出现，现行网络体系架构面临着越来越多的问题和挑战，为了解决这些问题，网络的研究正在如火如荼地进行。但是，无论是新的通信网络体系，还是新的协议标准都需要有个合适的实验平台来验证，为这些实验验证提供便利节约成本。的模块化设计思想，允许网络研究人。

4、述发展状况网络交换机的工作机理开发板概述简介开发板简介的工作原理本章小结第三章虚拟化交换机的设计与实现虚拟化交换机的体系架构平台构建应用驱动模块移植端口测试虚拟化交换机部署虚拟机安装和虚拟网络接口映射交换机安装虚拟化交换机组网测试本章小结第四章虚拟化交换机的虚拟资源管理资源监控与管理方案设计资源监控器的设计与实现信息采集模块信息传递模块资源管理节点的设计与实现本章小结第五章虚拟化交换机的端口资源管理交换机的端口资源与性能的关系端口资源管理方案物理带宽资源调控测试本章小结万方数据第六章总结与展望论文总结研究展望参考文献附录攻读硕士学位期间参加的科研项目致谢万方数据南京邮电大学专业学位硕士研究生学位论文专用术语注释表专用术语注释表缩略词说明内容中心网络内容分发网络命令行接口驱动开发套件双倍数据。

5、进行网络系统的研究和测试提供便利。目前有三种参考模型路由器交换机和网卡。通过对开发板上的芯片的配置，来实现不同的功能。简介现场可编程门阵列是在等可编程逻辑器件的基础上开发出来的。是通过对片内编程设置其工作状态。的配置模式有并行模式串行模式主从模式和外设模式，根据配置模式，决定的编程方式。由于掉电后中的数据丢失，恢复到使用前的状态，因此可以反复对进行编程使用，这是的大优点。的使用非常灵活而且开发周期短费用低，是用户的最佳选择之。都是采用基于的查找表结构，在本质上是个位地址线的，的触发器是的最基本逻辑单元，只需用硬件描述语言或者原理图进行描述，开发软件会自动设计出可能的结果。由于的寄存器资源十分充足，适合完成时序逻辑功能，而且还提供大量的并行资源，因此只需要很少的时钟周期，即使采用比较慢的时钟。

6、钟，作为数据缓冲区，能够达到的峰值吞吐量。在外部接口方面，主要由总线插口，个千兆以太网接口和两个连接口。千兆以太网端口引脚图开发板实物图万方数据南京邮电大学专业学位硕士研究生学位论文第二章虚拟化交换机的技术综述其中总线插口用于与计算机连接，提供硬件加速通道，可以通过总线快速重新配置，而不需要使用电缆，通过接口主机能够访问上内存映射寄存器和存储器。个千兆以太网网口支持和标准电缆，每个网口都配置千兆媒体访问控制器，个网口最大能够提供的吞吐量。在开发板的最右侧有两个接口，用于台内多个连接在起使用。开发平台的整体架构如图所示。图开发平台的整体架构开发平台由两部分组成。上面部分是硬件系统，均在开发板上完成，下面部分是应用软件平台，主要包括操作系统接口的驱动程序执行控制功能的软件程序系统的测试程序脚本。

7、位硕士研究生学位论文第二章虚拟化交换机的技术综述交换机的工作机理交换机都有个或者多个流表，每个流表中包含有多个流表项，每个流表项包含匹配规则计数和操作等字段。其中匹配规则包括数据流入口源地址目的地址以太网类型号优先级源地址目的地址协议类型服务类型源端口和目的端口个字段。每个流表，数据流和端口都有计数器，统计与每项所匹配的分组数量及比特。操作字段记录着对匹配的数据包的系列处理动作。当个数据包到达交换机的端口时，需要与流表进行匹配，来确定转发规则，与流表进行匹配的是该数据包的头部信息，匹配过程如图所示。从管道中的第个流表开始，按照流表优先级的高低进行匹配，旦找到匹配项，就执行流表中的操作，并且更新统计字段的值。流表中的操作有以下几种可能转发到端口根据操作字段将数据包转发到出口修改数据包使用修改。

8、或机构送交论文的复印件和电子文档允许论文被查阅和借阅可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索可以采用影印缩印或扫描等复制手段保存汇编本学位论文。本文电子文档的内容和纸质论文的内容相致。论文的公布包括刊登授权南京邮电大学研究生院办理。涉密学位论文在解密后适用本授权书。研究生签名日期研究生签名导师签名日期万方数据摘要基于体系结构的现行互联网络，在灵活性可扩展性和可管理性方面，表现出难以融入新技术和新业务的趋势，呈现种结构僵化的特征。为了支持未来网络创新，解决现行网络存在的弊端，迫切地需要真实的网络环境来测试验证未来网络体系架构和协议，研究者提出了网络虚拟化的思想，并且得到未来网络领域研究的广泛关注。在网络虚拟化的研究中，虚拟资源管理是个关键问题。本文分析了的虚拟化交换机开发与实现技。

9、据包的头部发给组表将数据包传给组表，去执行这个组对应的操作管道处理把数据包传给管道上之后的其他流表，再次进行相同过程的匹配。每个流表都有个叫做的流表项，如果数据包在与流表匹配的过程中未找到与之匹配的流表项，那么数据包的操作取决于流表的配置，可能的操作有丢弃传给管道上的后续其他流表再次匹配以消息将数据包发送控制器，交给控制器处理。数据包到达从开始匹配是否与匹配更新字段执行指令▪更新操作字段▪更新数据报匹配域▪更新元数据数据包传给是否存在流表项丢弃数据包执行操作元数据用于交换机中的流表之间传递信息。在流表中没有找到匹配项时，处理数据包的方法。图数据包与流表的匹配过程万方数据南京邮电大学专业学位硕士研究生学位论文第二章虚拟化交换机的技术综述开发板概述的出现为研究人员提供了级的高速网络系统模型，为。

10、合万方数据单位代码密级公开专业学位硕士论文论文题目虚拟化交换机的虚拟资源管理与优化技术研究杨蓓王文鼐教授工程硕士申请全日制申请电子与通信工程二零四年二月学号姓名导师专业学位类别类型专业领域论文提交日期万方数据万方数据南京邮电大学学位论文原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，也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我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。本人学位论文及涉及相关资料若有不实，愿意承担切相关的法律责任。南京邮电大学学位论文使用授权声明本人授权南京邮电大学可以保留并向国家有关部门。

11、，在此基础上，将虚拟化软件与硬件相结合，在环境中开发的驱动模块，并将驱动模块移植到中，构建了的多端口物理交换机。论文进步通过桥接手段实现虚拟交换机与物理交换机的端口连接，构建了基于的虚拟化物理交换机。通过两个逻辑独立的虚拟交换机的分配和部署实验，验证了虚拟化交换机的有效性。为了使虚拟交换机提供更好的网络性能，论文设计了资源管理方案，该方案监控交换机的物理资源和虚拟交换机资源使用情况，并与集中式资源管理节点协作，完成资源的查看和监控功能。最后，针对虚拟交换机竞争占用物理交换机带宽资源的问题，通过测试验证了下通用带宽管理工具的可用性。关键词虚拟化交换机，资源管理万方数据万方数据目录专用术语注释表第章绪论研究背景虚拟化交换机的应用需求虚拟化交换机面临的问题研究现状论文的组织结构第二章虚拟化交换机。

12、硬件功能的逻辑代码等，这样就构成了硬件系统和软件系统，两个系统通过板子上的接口进行通信，相当于主机的协处理器，主机主要完成控制平面的软件协议，而数据包转发则通过可编程硬件平台完成，数据包的转发能力能够达到线速。的个重要特性就是软硬件结合，上的硬件逻辑和主机上的软件互相协作合理分工，能够更好地发挥各自的优点，来完成单独的软件或硬件都不能很好胜任的工作。如果是个完全空白的开发板，就需要用户自行使用硬件描述语言实现控制器控制器存储器管理等功能，使用很不方便。考虑到这些原因，设计了网卡路由器和交换机这三种参考模型，这样简化了用户的工作，用户只需要根据自己工程的特点，选择合适的参考设计，添加自己的模块，在模块中实现用户自己的特定功能，还可以根据需要使用硬件描述语言，对的硬件功能进行修改调整，经过测试。

参考资料：

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[17]肺部感染病人的个案护理动态PPT课件 编号18060（第18页，发表于2022-06-24）

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