毕业设计（论文）以太网接入卡的设计.doc

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1、目 录摘要3Abstract4前言5第一章 ZAN背景知识简介 7第二章 以太网接入卡的设计原理 82.1 概述 82.2 交换结构102.3 以太网口112.4 MAC地址识别 112.5 IGMP包的捕捉 122.6 地址决定(ARP) 122.7 对VLAN的支持 122.8 以协议为基础的VLAN 132.9 每个VLAN的生成树 142.10 群组组播登记协议(GMRP) 142.11 IPv4包的路由 142.12 IPX路由 152.13 多层流分类 162.14 外部硬件接口EHI 172.15 二层网络管理特征182.16 同步SDRAM接口18第三章 以太网接入卡的设计方案

2、 193.1 设计方案19 3.2 方案论证203.2.1 LVDS技术 213.2.2 耦合方式 22第四章 以太网接入卡的实现 234.1 绘制原理图244.2 设计PCB 244.3 CAM文件的生成 26第五章 以太网接入卡的调试 265.1 测试工具 265.2 测试方法 265.3 测试内容 275.4 问题解决 31结论32谢辞33附录一 定义与缩略语 34附录二 参考文献 35附录三 EEPROM设置36附录四 原理图39 摘 要本文系作者于2003年3月5月在南京联创通信公司进行3个月毕业设计之后所完成。在三个月的时间中，作者参与了公司自主研发产品 小区接入设备ZAN的开发过

3、程。作者主要进行8口100M以太网交换接入卡设计。百兆以太网交换接入卡提供8个100M的端口与用户现相连，提供1个G.LINK接口通过CROSSBAR与SPE板相连，完成接入网边缘的连接。现在接入卡设计已完成，并通过了性能测试，可应用于产品的批量生产。在设计的过程中，遵循硬件设计流程。接入卡的设计对设计者提出以下要求：首先要了解相关背景知识以及选用芯片的具体使用方法；此外，在设计电路板的过程中，要熟悉相关工具软件的使用；最后，电路板设计制作完成后，需对电路板作相关的电气性能测试和功能性能测试以验证其可用性。本文全面介绍了作者设计接入卡电路板的过程。首先介绍小区接入设备ZAN的相关背景知识，然后

4、介绍接入卡工作的基本原理；在对原理有所了解之后，提出设计方案并加以论证；最后介绍接入卡电路板的制作过程及电路板的调试方法。 AbstractThis paper was finished after 3 months in which I did my design in Linkage Company.In the 3 months, I took part in the design of Zone Access Node。I was in charge of the design of Fiber Access Card. The Fiber Access Card has 8 100M

5、 port used to connect the users. It also has a G.Link port connected to SPE via crossbar.Now，the design had been finished. The Fiber Access Card had passed the test of functions& performance，so it can be used for batch production.During the design process, we should follow the design process of hard

6、ware. The design demands the designer some points as follows:1、 He/She should know the relevant knowledge of ZAN and the chips.2、 He/She should be familiar with the software that was used to design the PCB .3、 Furthermore, He/She need debug the circuit board.In the paper, the design process of FAC w

7、as described entirely. The first part is about the background of ZAN. Then it will introduce the keystones of FAC in detail.After these, the project of the FAC is described. In the end, it will tell us how to design and debug FAC. 前 言目前，国内已经掀起了一股建设宽带网的热潮，而宽带网的建设重点主要是城域网，但是由于南京局在电信系统内的示范作用，再加上长城宽带和网通

8、的作用，几乎使中国的城域网走出了不同于欧美日等发达国家的一种特殊道路，就是使用FTTx+LAN作为推广宽带的主流，而将xDSL和CableModem等作为辅助发展手段。虽然市场上似乎遍地是宽带接入产品，有许多国外或国内厂商推出了各式各样的产品，但仔细分析这些产品，不难发现都是针对某些特定场合而设计的，有针对利用铜线资源的xDSL，有针对铜轴电缆Cable Modem，还有一些比较适合于新兴运营商使用的无线接入等，而针对适合中国市场的以太接入设备却非常少，目前国内的华为、中兴等公司已经开始进入这一领域。现在，国内关于以太接入方式的技术规范还刚刚讨论通过，符合这个规范的产品还非常少，本产品的开发目

9、标就是实现符合中国规范、适应中国市场的ZAN设备。该设备的推出将填补市场上的空缺，是构建以太接入网的重要组成部分。小区接入设备ZAN（Zone Access Node）针对以太网接入方式的，它的主要作用是起BAN设备的会聚，提供接入网对边缘层的连接，并且扮演服务网关的功能。ZAN设备具备对主机的动态地址分配功能，对用户的认证、计费功能，具备路由与分组转发功能，支持VLAN及VLAN用户之间的通信。ZAN设备有24个100M以太口，用于连接BAN设备，有二个上联1000M口。8口百兆以太网接入卡是小区接入设备ZAN的重要组成部分，它提供8个百兆以太网端口与主干网连接，一个G.LINK接口通过CR

10、OSSBAR与SPE板相连，完成接入网边缘的连接。百兆以太网接入卡可以看作一个独立的交换子系统，它不仅可以提供二层交换，还可以提供三层路由功能。百兆以太网接入卡以GalNet公司生产的交换芯片GT-48510A为核心，一般的交换和路由处理都由该芯片进行处理。百兆以太网接入卡提供8个100M以太网接入端口，接入端口有两类：一是电口，用于与双绞线等传输媒介连接；一是光口，用于与光纤连接。本次作者设计的是以太网光口接入卡。光口接入卡原有的版本有徐州板和冗余板。冗余板由于GLINK走线过长，导致信号不完整，所以有些端口无法正常收发数据包；而徐州板为了保持信号的完整性，GLINK走线缩短。为了既保持信号

11、的完整性，又增加GLINK的走线长度，在原有的基础上应用LVDS技术加以改进，实现既定目标。在设计的过程中，对设计者的工作要求有：1、 掌握电路板设计工作软件Power PCB、Capture CIS、CAM350的使用。2、 从整体上了解ZAN系统。3、 理解子卡的工作原理。4、 理解LVDS技术。5、 对选用的各芯片资料要有深入的了解。设计者需完成的相关工作有：1、 参考相关资料后，进行FAC的原理图的设计与绘制。2、 完成电路板PCB的绘制。3、 根据PCB生成CAM文件和ASM文件，并整理bom表，外送加工。4、 电路板制作完成后，对其进行调试，验证是否满足所需的功能。5、 对电路板进

12、行性能测试，验证是否满足实际应用。本文详细介绍了这些工作过程，共分为五章。第一章从整体上介绍ZAN系统相关知识；第二章具体介绍了以太网接入卡FAC的工作原理；随后，第三章提出了设计方案并对方案加以论证；在设计方案确定之后，第四章介绍了FAC电路板的设计过程，包括原理图的绘制，PCB的设计和CAM文件的生成；最后，在第五章中介绍了电路板FAC的测试。第一章 ZAN背景知识简介目前，国内已经掀起了一股建设宽带网的热潮，各种宽带接入产品比比皆是。为了适应中国的市场，联创公司自主研发并成功的研究出一种新型的接入设备ZAN设备。ZAN设备是一个三层以上的以太网交换机，它不仅可以进行二层的数据交换，还具备

13、了路由器的部分功能进行三层数据交换。ZAN设备主要用于宽带接入和企业网，它针对以太网接入方式，是BAN设备的会聚，提供了接入网对边缘层的连接，并且扮演服务网关的功能。配合相关软件，ZAN设备具备对主机的动态地址分配功能，对用户的认证、计费功能，具备路由与分组转发功能，支持VLAN及VLAN用户之间的通信。ZAN系统可以实现QoS和CoS功能，是实现语音和数据混合的最佳系统。QoS是在核心交换系统中实现，以实现整个系统的QoS功能，CoS是在接口板子系统中实现，ZAN系统可以实现尽力而为和区别对待的功能，实现完整的宽带接入功能。ZAN设备有24个100M以太口，用于连接BAN设备；有二个上联10

14、00M口，用于与主干网连接。ZAN系统采用分布式处理器结构，每个接口单板可提供部分功能，这样大大提高了系统的处理能力，同时其交换有较好扩展性（extensible）和扩容性（scalable）用于数据的分包交换。ZAN系统中每个接口单板工作性能可以看成或理解成分布式的智能代理，每个接口板对数据包的处理和向其他接口或CPU处理器交换都是相对独立的，不会受到其他的接口的影响，因此可以将每个接口看成是一个独立的子系统，有着一种系统的完备的配置和功能。整个系统共享信息。当一个接口子系统得到有关网络的信息时，会通知到所有在ZAN系统中所有接口子系统，这样大大提高了系统的交换和协议处理能力，提高了整个系统

15、的性能。ZAN系统中还有一个协议处理子系统NPC，在ZAN系统的体系结构中的地位相当于一个接口板子系统；这样如图一，只要将核心交换系统（Crossbar Core）设计成一个无阻塞的交换子系统。 图一、ZAN系统的硬件连接框图核心交换子系统是一种二层的数据转发子系统，不会分析在其中传输的数据类型，只是安排数据的路由，在QoS处理时也不是通过分析数据而得出的，只是根据接口子系统的分析结果安排路由，核心交换子系统在QoS处理作用是根据整个交换子系统的流量和不同的数据包对延时有不同的要求而安排交换路由。核心交换子系统的基本的工作有两项：一是在九个接口子系统（八个接口板和一个网络处理板）之间中继转发系

16、统信息和数据；二是完成系统与CPU间的数据交换，实现系统的管理和协议处理。接口子系统不仅支持二层交换功能，也支持三层路由功能。接口子系统中交换和路由功能是由其内部二、三层处理单元结合完成的。接口子系统可以通过软件升级在二层交换中作为一个路由加速器，可以和二层交换结合成一个交换和路由的系统实现宽带接入的性能，交换是在接口子系统内部操作的二层功能，而路由的特征是内部以标签模式工作的三层功能。第二章 以太网接入卡设计原理2.1 概述以太网接入卡（即接口子系统）采用三层的处理芯片，高性能低功耗集合语音和数据的网络处理器子系统，含有八个百兆的以太网接口，子卡内部的以太网接口间提供了包到包的交换和路由，与

17、交换系统间提供了一个3.2Gbps的G.Link链路，采用的是GalNet的协议，可以用于系统的管理和系统的容量扩展与其他接入卡的互连。交换系统中有一个PCI接口，在CPU的干预下可以与其他的如ISDN、E1、V.35、CE1等接口相连，与二层接口相连组成一个完整的系统。通过交换系统的通道传输（DMA）到PCI接口，接入卡可以与系统CPU连接。以太网接入卡支持二层接口交换特点： 每个子口有四个优先队列两个微差的优先级； 每个发送口可编程的仲裁算法有：固定优先级、轻重轮流、混合算法； 802.1P和802.1Q的VLANS标签 IEEE 802.3X的流量控制； IGMP和ARP广播包限制和可编

18、程的多媒体组播转发； 扩展RMON和四个RMON组的统计集合。以太网接入卡支持三/四/五层接口交换特点： IPv4路由，包括IP组播； IPX路由； 灵活的3/4/5层的流分类用于延时敏感和高可靠性的传输，可以计量并进行速度的限制； 用于交换/路由/分类代理的外部硬件接口（EHI）；在以太网接入卡中，交换和路由功能是在内部二层和三层处理单元结合完成。EHI、路由和流分类是一种二层能力以上的分层设计的功能，交换和路由可以在以太网接口和交换的接口部分完成。系统CPU可以控制二层、三层和流量表，一个包可以通过任何二层、流分类、IPv4/ IPX路由和外部硬件接口（EHI）处理的结合实现，一个包的处理

19、是对二层的MAC地址或端口号、IPv4/ IPX的目的或源地址、每个流的条目的处理。发送和接收经过以下过程： 二层的MAC和VLAN表条目处理； 二层的交换或通过对包的附加处理，附加处理是标记MAC地址表条目或需要路由的端口、流分类、EHI的干预处理，包在内部排队用于内部的路由引擎执行IPv4/ IPX路由、流分类和EHI的任务。二层交换提供了如全面的802.1Q VLAN标签支持每个VLAN的生成树、基于接口的VLAN、基于协议的VLAN、GMRP、802.1 的链路聚合。任何接口都可以是任何VLAN的成员，对任何收到包提供通常的二层交换，但当同一个VLAN中一个包的目的MAC地址是路由器的

20、MAC地址时，这个MAC地址是CPU在其MAC地址表中的标记。IPv4和IPX包的路由是由硬件和软件共同实现以下功能： CPU网络处理板运行路由协议（RIP、BGP、OSPF、SAP），同时由CPU刷新接口子系统的路由和流量表； 接口子系统执行IPv4/IPX路由任务实现所有的IP/IPX目标任务，包括：路由包到适当的下一站（next-hop）路由；指定包的分类域，如TOS等；未决定路由的包被转发到CPU、外部硬件接口或一个默认的路由器中。 全面支持IP组播路由( PIM-Dense Mode )，在VLAN内部和跨VLAN的端口选择和个IP的组播会议，这样减轻了CPU的负担，CPU可以处理其

21、他任务，如路由协议、维护路由表项、处理接口子系统不能处理的IP或IPX目标路由包等。以太网接入卡将像非IPv4/ IPX这样不能路由的包送入CPU、EHI口或网络接口对其进行处理。它有着强大的路由模式，在最简单的路由模式中每个路由器口对应一个特定的VLAN，在复杂的路由模式中每个端口可以对应几个VLAN。在这两种方式中，数据包都只是在VLAN的内部交换，而当一个包送入的端口是路由器的MAC地址或用于跨越干线网VLAN内部或到Internet时才执行路由功能。CPU可以在交换或路由处理中执行CoS、控制流量分类。这种处理是基于源端口、源/目的MAC地址、源/目的IPv4/IPX地址；有四个查找功

22、能支持多协议分类（IP/IPX）；流分类能执行ToS实现区分服务；限制每个流的访问的速率，支持每个流的统计和聚集利于运营统计和管理。以太网接入卡可以通过软件升级在二层交换中作为一个路由加速器，可以和二层交换结合成一个交换和路由的系统实现宽带接入的性能，交换是在以太网接入卡内部操作的二层功能，而路由的特征是内部以标签模式工作的三层功能。2.2 交换结构以太网接入卡的内部的交换结构是基于一个成熟信息协议，可以在标准的Rev 2.1的PCI总线或G.Link (Frame In Cell)的信元帧总线中运行，在以太网接入卡和交换子系统之间采用信元帧总线G.Link，可以无缝的连接，可以在无CPU干预

23、的情况下实现子系统间的包传输，通过G.Link总线的信息命令可以在整个系统中实现共享信息，如一个以太网接入卡学习到一个MAC的地址，通过G.Link总线的New-Address信息命令在系统内部自动刷新所有子系统中MAC地址表，各个子系统间的信息和数据的传输是一种申请到确认方法以为了提高G.Link总线的带宽利用2.3 以太网口以太网接入卡支持8个减少媒体独立以太网接口(RMII)，每个以太网接口是10/100Mbps（单向）或20/200Mbps (双向)，包含MAC、RMII接口、LED 指示；RMII接口是满足于Rev 1.2的RMII标准，所有的以太网接口满足IEEE 802.3标准，

24、每个接口是自动约定的802.3x标准的双向流量控制和单向回压机制。2.4 MAC地址识别以太网接入卡能识别64000条不同的MAC地址，智能化的地址识别机制能在快速以太网接口线速转发是过滤包，能自动从以太网口中自动学到点播地址，并可以由系统的CPU编程到点播/组播/广播条目中，每个接口中有一个专用的地址表在其芯片内部的DRAM中，学到一个新点播地址时，通过子系统间互连的总线信息协议刷新系统中所有接口子系统的地址表；支持802.1Q的标签方式和基址协议方式的MAC地址的VLAN，每个接口/协议和可以是任何VLAN的成员；对每一个输入的包，从包中或从接口默认的VLAN或接口加协议方式提取出VLAN

25、的ID号，用VLAN的ID号和MAC地址查找地址表中匹配的条目并指出转发决定（包含标签的插入和提取的工作）；CPU编程VLAN表而接口子系统利用转发到没有学习到目的地址、独立的在地址表中已学到的源地址、每个VLAN中，并对全部输入过滤。以太网接入卡支持以协议为基础的VLAN，输入的没有标签的包根据三层的有关协议被指定一个VLAN-ID和一个接收端口，以不同的协议（IP、IPX、SNA）定义为不同的VLAN并保证对不同的协议包保持不同的转发决定或可以是不同的端口。以太网接入卡在基本工作模式下不支持VLAN标签方式，但支持协议VLAN、MAC地址的VLAN以及组播。支持GARP的组播登记协议（GM

26、RP），在没有登记的组播地址通过端口加VLAN的方式被过滤掉；在标签方式VLAN使能时，CPU可以触发帧转发到内部路由引擎中做进一步的处理，是由MAC目标地址或源地址表项目支配的，这种处理包含IPv4路由、IPX路由、流分类和外部硬件接口EHI的捕捉；支持锁口模式，不学习新地址，丢掉所有从新地址中接收的包，可以编程MAC地址表过滤指定的MAC地址可以提高系统的安全性；支持单生成树和多生成树（每个VLAN一个）的模式（802.1s）；也支持向CPU询问地址表条目。2.5 IGMP包捕捉IGMP（Internet Group Management Protocol）是IP三层上的协议，被广泛用于建

27、立组播会议，通常是视频和多媒体组播应用，以太网接入卡能在通过以太网的IPV4/IPV6和802.3 SNAP包捕处IGMP包并转发到CPU中，但在其中的处理是最简单的，由于相同的组播MAC地址同时用于IGMP信息和多媒体数据，所以没有其他的IGMP的探听那样详细。这是用硬件来实现IGMP包的分析处理并转发到CPU的。CPU对IGMP协议进行处理，决定哪个接口是组播多方会议的一部分，多方会议的端口标记在编程每个三层接口子系统中地址表时就被编程为组播MAC地址，包括VLAN的ID指针和VLAN表中的条目。IGMP的捕捉和组播成组在基本VLAN和标签VLAN方式下都支持。2.6 地址决定 (ARP)

28、 ARP 是TCP/IP协议组中与IP协议共同使用的协议。在相同的子网中两个站点间的通信时，一个站点要送出一个广播的ARP包申请目的站点的MAC地址，接口子系统能实现三层的处理在以太网上捕捉ARP广播包并转发到CPU中，由于在接口子系统中对相同的MAC地址的三层处理可以用于其他的目的，所以对ARP包的处理是最基本的，通过捕捉到ARP广播包CPU可以强制执行站点的安全保护，CPU可以分析申请ARP广播的站点并执行必须的安全检查，这样可以减少在局域网中的广播包，防止大量恶意的广播包造成网络组塞等；接口子系统中基于目的站点的利益响应ARP广播包并不允许漫染到整个局域网网中。ARP包的捕捉在VLAN的

29、基本模式和标签模式下都支持，并在每个接口端口支持。2.7 对VLAN 的支持接口子系统全面支持VLAN，满足IEEE 802.1Q标准，包含下列的功能： 支持多重转发的数据库，地址表在利用地址查找方式的VLAN中共享； 每个端口都作为多个VLAN和各种VLAN的混合端口处理； 标签提取和插入，处理过程中重新计算CRC和重新填充短包； 从标记的包中提取出优先级送到优先级输出队列中排队等待发送(802.1p)； 输入过滤。对VLAN的支持包括执行一个含有转发标志VLAN表，可以从MAC地址表中搜索，VLAN地址表包含VLAN-id和VLAN的索引标记等，可以用一个MAC地址用于任何VLAN中的成员

30、，可以支持任何以端口为基础或以MAC地址为基础的VLAN。VLAN工作方式有两种工作模式：基本工作模式和标签工作模式。基本工作模式是用于单个VLAN，提供MAC地址的基本工作组用在组播目的地和不知目的地的包；标签工作模式适合全部VLAN，包括LAN标签处理，标签方式工作如下：当每个接口出现一个新地址时(48位的MAC地址加12位的VLAN的ID号)就会转发到VLAN的成员并选择送到CPU中，如果一个帧通知到所有这个VLAN的成员，接口子系统通常利用这个ID号作为查找VLAN表的索引，在VLAN表中保持了接口和芯片的列表，CPU负职编程VLAN表项目（条目）中在每个芯片或接口子系统中的成员，接口

31、子系统利用这个可以在每个VLAN中学到这个地址和在VLAN边界的包转发。在包需要跨越VLAN转发时就需要路由，接口子系统触发路由处理部分的处理在不同的VLAN间执行路由转发和那些需要送到路由器的MAC地址的包转发，在标签VLAN的模式下利用这种路由功能实现802.1Q 规定的每个MAC地址可以存在于几个VLAN中。这样接口子系统可以实现以下几种用户： 802.1Q规定的VLAN应用，可以和通常的VLAN共同存在； 用IGMP组播会议； 口子系统转发IGMP包到CPU，CPU利用一个VLAN表项，包括接口子系统的标记和本地端口标记，在MAC组播地址表项中的VLAN索引等，写到每个接口子系统。2.

32、8 以协议为基础的VLAN以太网接入卡支持可选的协议过滤，以端口、协议为基准的VLAN的指定，并支持两种性能： 支持二层的协议分类，通常一个VLAN标签可以被分配到输入包中，基于固定的以太类型域（用于以太网和802.3格式）和端口信息的影射，可以用于标签和基本的VLAN模式中； 可以编程被影射的特定的VLAN的ID号，协议加端口号，可以到12个，这种方式比较灵活，这种方法不会强加到每个协议的VLAN的ID号的指定限制。2.9 每个VLAN的生成树基于IEEE 802.1，接口子系统支持以每个VLAN生成树，可以保持到4000条生成树，每个生成树对应于一个不同的VLAN，这样提高了以太交换网络的

33、可靠性，可以帮助在网络中实现传输负载的均衡。2.10 群组组播登记协议 (GMRP)GMRP是一个二层组播组登记的协议，目的是代替当前使用的IGMP探听，按802.1在二层基础上产生组播组，接口子系统通过分配每个端口为下列三种状态之一实现GMRP： 转发所有的MAC组播地址； 只转发登记的组播地址（可以过滤没有登记的地址） 不转发组播地址。2.11 IPv4 包的路由接口子系统可以路由包装在以太网或802.3的LLC/SNAP帧中IPv4包，如果输入包中的目的MAC地址匹配于那些路由器的地址输入的包被实现路由处理，一旦MAC目的地址匹配包就会被端口或上行通路排队送往到路由器队列中，MAC的目的

34、地址包括VLAN-ID，所以通过在特定的VLAN-ID上运行IPV4处理，CPU保证只有IPV4的处理被送到路由器中，IPV4的路由处理单元处理在路由队列中发现的包，取出分析包头实现包的处理，路由处理是根据CPU编程的路由表项，这个路由表项包含最近使用的IP地址包括IP点播、IP组播、IP广播等地址存储在内存中。最佳的匹配模式是用于IP组播和直接广播的目的地址的查找可以用三级的树结构形式查找： 根据准确的IP目的地址和ToS域的部分查找，使利用一种类似与OSPF的算法安排路由，并根据交换处理的类型设定不同的路由，但不会根据IP地址； 根据准确IP目的地址和包来源的虚拟路由器的VLAN-ID，进

35、行处理查找。对于IP的组播地址（D级），查找是以每对组+源地址的方式查找，可以按源地址生成树查找执行IP组播路由协议，特别是PIM-Dense的模式；每个接口子系统能维护64K的准确的IP地址，与地址不匹配的IP包，要么送到默认的路由器中要么送到CPU中或送到外部硬件接口EHI以减少CPU的负担；接口子系统中合并了0-16路由条目，每条覆盖一个地址的范围；能路由IP的组播包，排列一个包到多个VLAN中或每个VLAN中的多个端口，每一个拷贝都有一个不同的二层的帧；能路由IP广播包到远端网络或本地网络，在路由到本地网络时，接口子系统能将包驳下送到CPU中；对于区分服务，接口子系统中的IP路由单元能

36、设定一个CoS的决定路由包，包括设定802.1p VLAN的优先级标签用于ISSLL的执行，用一种比较灵活可编程的方法将256个ToS就被影射为CoS，在每个流中ToS被替代，实现了区分服务。IPV4的路由单元实现如下任务： 用下一跳或终端的目的地址代替MAC地址； 用路由器的源地址代替MAC源地址； IPv4包头中减少生存时间，刷新校验和； 必要是转换以太网帧和IEEE 802.3 LLC/SNAP帧间的格式； 加上、代替或去掉VLAN标签和优先级标签(全部兼容于IEEE 802.1q/p )； 应用CoS的决定，包含优先级排队、丢弃和VLAN的优先级标签为DIP、SIP，及在IPV4头中的

37、ToS域用于ISSLL； 排队包到传输到相关的接口和芯片中。系统管理可以以每个DIP和可以选择的以每个源IP（SIP）强加一种机制，可以将这种机制用于SIP和DIP的组合形式，包含：丢弃，捕捉并送入CPU，通过外部硬件和应用多层分类实现进一步的处理。接口子系统中检测到非IPV4的包、校验无效的包、生存时间到期的包、包头有可选项的包时可以丢弃也可以送到CPU中。接口子系统维持MIB-II IP计数器，并提供路由到二层以太网的性能。2.12 IPX 路由如果包中的MAC地址匹配在IPX路由器中的地址时，接口子系统可以路由IPX包；能处理使用以IPX封装的格式，包括以太网V.2、Raw以太网、802

38、.3 LLC、802.3 LLC/SNAP的帧，任何这样的帧都是按目的将一种格式转换成另一种格式，可以填充长度不满足的包。一旦MAC的目的地址匹配，这个包就会排队到端口和上行链路中的路由器队列中，这个MAC的目的地址包含Vlan ID，通过在特定的VLAN-ID上运行IPV4处理，CPU保证只有IPV4的处理被送到IPX路由器中，根据CPU管理的路由表项处理，查找每个准确的目的地址、目的网络、目的端点。每个接口子系统能维护64K的准确的IPX地址，与地址不匹配的IP包要么送到默认的路由器中要么送到CPU中或送到外部硬件接口EHI以减少CPU的负担；接口子系统能路由IPX的点播包，IPX的广播包

39、可以被取下，或送往CPU是被探听到。系统管理可以以每个IPX的DA和可以选择的以每个源IPX的SA强加一种机制，可以将这种机制用于IPX的DA和IPX的SA的组合形式，包含：取下包、捕捉和通过到CPU的包，通过外部硬件和应用多层分类实现进一步的处理。接口子系统中检测到非IPVX的包或一个校验、无效的包、生存时间到期的包时可以取下。接口子系统提供路由到二层以太网的性能。2.13 多层流分类多层流分类可以被触发，越过Class-Of-Service并以一种标准路由和交换一个给定的包，并可以提供扩展的过滤能力，可以看成接口子系统的对IPV4/IPX路由的扩展，也可以看成对正规的二层交换处理的扩展。根

40、据任何16字节的模式和标志对对每个包执行流量分类，这16个字节在包的前64字节中每个字节输出的前16个，也可以根据接收口或VLAN的ID；分类算法是通用的，但对IPV4（5字节组）和IPX包分类是最佳的，IP的5字节组包含层3/4的IP域：IP域、IP源、IP目的、UDP/TCP的源口、UDP/TCP的目的口，被典型用于分类流。可以根据IPv4的协议域或TCP/UDP的端口号做简单的分类。一种机制可以用于每个流，每个流可以摘下、通过到CPU、或通过到外部硬件做进一步的处理、或只分类并排队回到传输的队列，这样用于以应用为目的的访问控制表；这种分类程序决定了一个给定的包的Class-Of-Serv

41、ice，可以设置以下三种参数：包的传输优先队列、可以丢失性、用于ISSLL的包的VLAN优先标签（8个可用的标签）；能利用一个桶一样的代替符号监视流并检查速度的一致性，非一致的流被丢弃或标题上优先丢弃的标签，这是用作服务级别协议、尤其用在用户间和服务提供商；通过调整控制流量象征性的流量桶也可以用于维护担保服务和区分服务的加速转发分类操作也可以调整目标端口和芯片的设置达到通过三层的路由或将二层的交换用到四层交换，并可以达到在链路集合时的负荷平衡（干线）。对基于机制性的网络，接口子系统可以服务成为一个输入端点用于区分服务的范围，特别是能调整每个流的IPv4的ToS的情况。接口子系统提供了一个对每个

42、流计数的选项，每个流有32位的计数器记录包的数量和三层的字节数，三层的8字节数就是除了二层的头以外的的所有数据字节数目。一个包送入流分类单元基于三个标准：MAC信息、接收端口、IPv4/IPX的路由信息。有四种流类，一个可以用于IPV4，一个可以用于IPX，流的分类表可以维持128K个准确匹配的流，不匹配的流可以送到CPU，也可以送到外部接口EHI以减少CPU的负担。2.14 外部硬件接口EHI接口子系统有一个32位的外部硬件接口，外部硬件可以是一个现场编程的门器件FPGA，或通用的32位的CPU。当用到这项功能时，EHI并不可代替CPU通过G.Link管理接口子系统中，但外部硬件也可以在任何

43、阶段干预接口子系统的决定，干预是基于下列情况： 每个MAC：对特定流分类和非IPV4协议的路由等（如AppleTalk网）； IP地址的情况： 地址没有发现时，路由和刷新IP Host/MC的转发表； 特定专用的列表和计数或增强的MIB的维护； 专用的流分类和方法机制的推行； 实现VPN。 基于流时 是执行访问控制表，探听新的流，补充流量分类表等； 服务器交换和负载平衡：外部EHI能代替目的IP、MAC目的地址、可选的基于每个流的TCP/UDP的目的口； 网络地址转换NAT，外部接口可以改变源IP和TCP/UDP源端口； 专用的记录单和计数输入速率的控制限制：外部硬件可以执行水桶的量化算法或任

44、何其他是算法用于限制某个流或流组的速率，除非外部硬件已经执行干预的阶段，接口子系统提供外部硬件单元合计先前的决定和统计有关包的决定（长度、VLAN标签，每个流的16位的用户定义）。对于外部接口而言所有包的内容都是透明的第一个64字节可以用来直接访问内部寄存器中得到，外部硬件接口可以越过对每个包的任何决定特别是： 目标器件和端口：不考虑路由和交换的决定； 对每个包应用一个机制：可以丢弃这个包并减少缓冲或送这个包到CPU； 设置包Class-Of-Service； 调整包的一部分，包括收缩或扩展一个包； 二层格式：加上/去掉802.1Q的标签、重新封装（如以太网II到LLC/SNAP）和重新产生以太网的CRC，在一个写命令下做完，不需要读取整个包才能产生CRC。任何包都可以从接口子系统的交换引擎、路由单元、流分类单元送到外部硬件接口。2.15 二层网络管理特征接口子系统提供了一个全面