VLAN以太交换机的硬件设计.doc

PAGE  PAGE 6 ADMtek INC. China mtu solution VLAN以太交换机的硬件设计 刘尚麟 蒋朝根 西南交通大学计算机与通讯工程学院 摘要：介绍了具有SNMP功能的ADM6909 VLAN以太交换机的设计方法。提供了ADM6909的技术特性，给出了ADM6909和控制CPU Rabbit2000、ADM6909和以太控制器LXT971、LXT971和RJ45的接口电路。 关键词：以太交换机 ADM6909 Rabbit200 LXT971 SNMP 前言 随着人们对网络安全及性能的重视，越来越多的中小企业开始使用具有VLAN功能的以太交换机。VLAN以太交换机，能够使中小企业的多台电脑,根据按照管理权限而不拘泥于部门自由组成多个小型虚拟局域网(VLAN)接入互联网，同时，VLAN之间彼此可以安全隔离，从根本上提高了网络性能。本文将详细介绍10/100BASE-T九端口10/100M VLAN以太交换机的设计方法。文中设计方案中使用的交换芯片是台湾上元科技公司9端口交换芯片ADM6909。设计的交换机提供了网桥的基本的功能，包括：学习、过滤、路由,同时具有动态配置VLAN功能。 ADM6909芯片的技术特性： 可以保存4K个MAC地址 线速路由/过滤 支持CoS 可以根据：端口号、VLAN标记、TCP/IP 中的TOS/DS(服务类型)设置以太包的优先级。 工作方式为：存储-转发工作 具有流量控制功能保证数据包0丢失 支持安全设置，主要有：每端口都提供了固定的MAC地址，但用户也可以重新设置。 每个端口都提供了专用的MIB寄存器。它保存了每个端口的工作状态信息，例如：接收状态、发送状态、出错状态。同时可以提供收/发、错误包数量的累计值。使用Rabbit20、S3C4510B等控制芯片，可以根据交换机MIB树组织读取这些寄存器，快速实现SNMP功能。Rabbit20、S3C4510B芯片的软件开发环境都具有SNMP协议栈。 基于端口的带宽控制可以对每个端口设置最大带宽。ADM6909支持的带宽值有：64K, 128K, 256K, 512K, 1M, 4M 和10M bps。在半双工方式下，当流量超过带宽阀值时，接收端会强迫载波。数据发送端会停止发送，直到流量低于阀值,才重新开始发送数据。在全双工工作模式，当流量到达带宽阀值时，端口会启动带宽控制机制，发送暂停帧（802.3x）。暂停帧过期后，端口发送解除帧。不支持802.3x流量控制的设备，当数据包超过阀值时，只做简单的丢弃处理。 可以通过控制端口对端口VLAN及端口的工作方式(100/10M或全双工/半双工)进行设置。 提供了远程访问的功能。 硬件设计 交换机原理 交换机的硬件原理框图如图1-1： 交换机芯片和Rabbit200接口 使用Rabbit2000可以动态对交换机进行设置。Rabbit2000是Rabbit半导体公司生产的8位CPU，片内提供40条并行I/O线，这些可以I/O线中的一部分可以共享，提供4个串口。rabbit2000也可工作在C51兼容方式。其开发工具Dynamic C具有TCP/IP协议栈并且必威体育精装版的版本(V8.0.1)提供了对SNMP协议的支持。使用它开发的系统可使用标准的协议接口例如socket, web方式对VLAN进行设置，并且可以支持SNMP将交换机纳入标准的SNMP管理系统。Rabbit2000和ADM6909接口时，Rabbit2000的第25引脚 (并口E的第三条数据线)作为ADM6909的片选信号。具体的接口电路如图2-1。Rabbit2000还需要晶振、电源、以及Flash、RAM，这些都是非常成熟的设计，请参考文献[1]。 图2-1 Rabbit2000和ADM6909的接口电路 交换机芯片和以太控制接口 我们使用的以太网控制器为Intel公司LXT971。 LXT971是单端口10/100M双速快速以太控制器，它兼容IEEE802.3；支持10Base5、10Base2、10BaseT, 100BASE-X，100BASE-TX，100BASE-FX，并能???动检测所连接的介质。ADM6909和LXT971的都具有支持IEEE802.3 MII接口，所以将其对应的MII引脚相接即可。图2-4给出了ADM6909 MII端口9和LXT971的接口电路图。 图2-4 ADM6909 MII端口9和LXT971接口电路 电路图只给出设计中最关键的接口电路。其他细节参考参考文献[2]、文献[3]。 RJ45接口 LX