基于软件定义的多协议控制器架构设计

夏云飞，张丽，杨堃，李沛杰，许立明

（1.天津市滨海新区信息技术创新中心，天津 300457；2.国家数字交换系统工程技术研究中心，河南 郑州 450002）

1 引言

随着新型网络技术的发展，网络应用已经从早期非实时业务，发展到目前以文本、图像、语音、视频综合内容承载为主，并呈现出终端类型多元化、接入方式多元化、设备形态多元化、业务场景多元化等趋势[1]。基于开放架构的软件定义网络（SDN，software defined network）[2-3]，更加强调系统的多标准、多协议、高鲁棒、高效能等特性。面对以上需求，现有网络中的交换节点接口标准单一固定，难以满足接入方式与设备形态多元化的趋势[4]。通过调研，国内外还没有能满足多种高速串行通信协议的控制器，无论是国内领先的天河二号超算中心，还是国外领先的Intel极光数据中心，内部都是通过集成PCI-E或光纤等单一协议接口来支撑数据通信网络，因此一个支持多种接口规范的交换器件十分必要。

现有数据中心中被广泛使用的高速协议为：以太网Ethernet 10GBASE-KR（简称Ethernet）、Serial RapidIO（简称SRIO）以及Fiber Channel（简称FC）。Ethernet协议适用于数据中心间的远距传输与网络拓扑，FC协议大多作为数据中心内部的高速存储访问接口，而SRIO协议则大多作为嵌入式系统中拓展高性能DSP或GPU所使用的协议接口，3种协议的应用场景、传输方式以及兼容频点各不相同。而数据中心正以多协议接口设备作为多形态组网的解决方案，但造成系统体积与能耗骤升[5]。随着高性能计算平台对系统架构可重构需求的增加，单纯固化集成多种单一协议的方案不利于构建高性能可重构互联网络[6]。……