Conception et réalisation d'un routeur de paquets à hautes performances

V. Reibaldi

LIP6 1997/031: THÈSE de DOCTORAT de l'UNIVERSITÉ PARIS 6 LIP6 / LIP6 research reports
176 pages - Novembre/November 1997 - French document.

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Thème/Team: Architecture des Systèmes Intégrés et Micro-Électronique

Titre français : Conception et réalisation d'un routeur de paquets à hautes performances
Titre anglais : Design and implementation of a high performance packet router

Résumé : Cette thèse présente l'architecture d'un routeur de paquets à hautes performances intégrant 8 liaisons série point-à-point asynchrones full-duplex à 1 Gbit/s développées à BULL et conformes au standard IEEE 1355. Ce routeur appelé RCUBE est conçu autour d'un crossbar non bloquant 8 x 8 et offre une latence de routage de 150 ns ainsi qu'un débit global de 640 Mo/s à 80 MHz. Il supporte deux schémas de routage de base qui sont le schéma de routage par intervalles et le schéma de routage explicite. Cette caractéristique permet d'utiliser RCUBE efficacement dans n'importe quelle topologie de réseau comportant un nombre quelconque de noeuds. La taille des paquets routés par RCUBE est quelconque, ce qui lui permet d'encapsuler des paquets correspondant à n'importe quel protocole de communication. Afin de réduire les phénomènes de congestion, RCUBE intègre une fonction d'adaptativité dont le coût n'est que d'un cycle. Cette fonction permet à l'utilisateur de spécifier un ordre dans les sorties que peut prendre un paquet. La présence d'une table de routage par port d'entrée autorise la réalisation de plusieurs réseaux logiques disjoints dans un même routeur. Développé dans le cadre du projet européen OMI/HIC, RCUBE comporte 465000 transistors et a été fabriqué en technologie CMOS 0.5 micron-3.3 V par SGS-THOMSON. Testé à BULL, il a été mis en carte au laboratoire LIP6 et est opérationnel à 66 MHz.

Abstract : This thesis presents the internal architecture of a high performance packet router including 8 IEEE 1355 compliant point-to-point asynchronous full-duplex 1 Gbit/s serial links developped at BULL. This router called RCUBE, is based on a non blocking 8 x 8 full crossbar and features a 150 ns routing latency as well as a global throughput of 640 Mbytes/s at 80 Mhz. RCUBE supports two basic routing schemes which are the interval routing scheme and the source routing scheme. This feature allows RCUBE to be efficiently used in any topology of network including any number of nodes. RCUBE routes packets of any length that makes possible the encapsulation of packets corresponding to any communication protocol. In order to reduce "hot spots", RCUBE provides adaptive routing which costs only one cycle. This feature allows users to specify an order in the output ports that can be taken by a packet. Each input port includes its own routing table which allows independent networks to be implemented with the same RCUBE with a total security. Developped in the frame of the OMI/HIC european project, RCUBE includes 465000 transistors and has been fabricated in a 0.5 micron-3.3 V CMOS process by SGS-THOMSON. Tested at BULL, RCUBE has been soldered on an evaluation board at laboratoire LIP6 and it is currently working at 66 MHz.

Mots-clés : réseau haut débit, IEEE 1355, routage par intervalle, adaptativité, liaison série, gigabit/s

Key-words : High speed network, IEEE 1355, interval labeling, adaptivity, serial link, gigabit/s

Publications internes LIP6 1997 / LIP6 research reports 1997

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