女
，
山东人
，
工程师
，
计算机应用计算机应用
；
孙大东
(１９８０
)
，
男
，
吉林辽源人
，
硕
士
，
高级工程师
，
嵌入式系统网络的研究方向
；
张明庆
(１９８０
)
，
男
，
黑龙江齐齐哈尔人
，
硕士
，
高级工程师
，
嵌入式系统网络的研究方向
络
。
E
‐
：１８９１１７９６４９５＠
１６３畅
com
Design
and
implementation
of
multi
‐
host
interconnection
system
based
on
PCIE
bus
ZOU
Yun
‐
xin
１
，
WU
Ji
‐
j
ie
２
，
WANG
Wei
３
，
SUN
Da
‐
dong
１
，
ZHANG
Ming
‐
q
ing
１
(１
．
Institute
７０６
，
Second
Academy
of
China
Aerospace
Science
and
Industry
Corporation
，
Beijing
１００８５４
，
China
；
２
．６１２０６
People
’
s
Liberation
Army
of
China
T
roops
，
Beijing
１０００８８
，
China
；３
．
China
Electronice
Technology
Group
Corporation
No
畅１５
Research
Institute
，
Beijing
１０００８３
，
China
)
Abstract
：
For
high
‐
p
erformance
computing
network
with
large
bandwidth
，
low
latency
characteristics
，
a
multi
‐
host
intercon
‐
nection
network
switching
system
based
on
PCIe
bus
was
presented
．
Differing
from
the
traditional
high
‐
speed
interconnection
network
，
a
method
for
separation
of
host
and
network
IO
was
used
，
multiple
conversions
of
data
signals
were
avoided
，
network
latency
was
reduced
，
and
the
utilization
of
network
bandwidth
was
increased
，
ensuring
the
high
availability
of
the
network
．
Test
results
show
that
the
system
has
larger
bandwidth
and
lower
latency
．
Key
words
：
PCIe
bus
；
multi
‐
host
interconnection
；
high
bandwidth
；
low
latency
；
switching
system
0
引
言
随着互联网信息技术爆炸式的发展
，
网络数据量成
井喷式增加
，
单路服务器千兆网络带宽无法满足
当前的信息处理需求
，
光纤卡和
InfiniBand
卡已成为当前的服务
主流网卡
［１］
。
多主机之间的互通需要实现
，
因此各
主机的高速网卡需要挂载到系统中
PCIe
总线上
，
对外
需要连接到高带宽的交换机
，
如光纤交换机或
Infiniband
交换机
，
这就形成了一个简单的星形交换网络
［２
，
３］
。
由此可
见
，
主机间通信是基于网卡和以太网
，
数据发送
过程为
：
主机
—
＞
PCIe
总线
—
＞
网卡
—
＞
以太网
—
＞
交换
机
，
数据接
收
过
程
为
：
交
换
机
—
＞
以
太
网
—
＞
网
卡
—
＞
PCIe
总线
—
＞
主机
。
这种高速网络互连的系统存在以下几个缺陷
：
首先
，
数据通信过程中信号在
PCIe
和以太网间经过了多次转换
，
增加了功耗和延迟
；
其次
，
数据通信的带宽受限于网卡
，
没有充分发掘
PCIe
总线的潜能
；
最后
，
交换机存在单节点
故障
，
需要采购冗余交换设备
，
增加了成本
。
本文研究一种基于
PCIe
总线的多主互连系统
，
将主机
与网络
IO
分离
，
并将网卡集成与芯片内部
，
实现主机间
PCIe
信号的高速互连
，
避免数据信号的多次转换
，
降低了
网络延迟
，
增加了网络带宽
，
确保网络的高可用性
。
万方数据