基于NetFPGA的可編程路由器數(shù)據(jù)平面的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)過四十多年的發(fā)展，已經(jīng)從面向?qū)W術(shù)的科研網(wǎng)絡(luò)演變?yōu)橥苿由鐣?jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施，但互聯(lián)網(wǎng)在移動性、可擴(kuò)展性、安全性上都逐漸暴露出了問題，由此引發(fā)了未來網(wǎng)絡(luò)研究的熱潮。未來互聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)、算法協(xié)議、關(guān)鍵技術(shù)是否可行，必須進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證，但由于當(dāng)前基于IP的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的封閉性，無法承擔(dān)這項(xiàng)任務(wù)。目前可編程路由器是主流的面向未來網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備概念，但還沒有成熟的可編程路由器產(chǎn)品，因此必須研發(fā)可編程路由器，并據(jù)此構(gòu)建未來網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)床。<

2、br>　　 本文參與開發(fā)的可編程路由器，整體上劃分為控制平面和數(shù)據(jù)平面，本文負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)平面的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，主要完成了以下工作:
　　 (1)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種數(shù)據(jù)平面與控制平面的通信方法。傳統(tǒng)路由器的路由計(jì)算和數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)是在同一個硬件系統(tǒng)里完成，由于采用了控制平面與數(shù)據(jù)平面相分離的思想，這樣為兩個平面間的通信帶來困難，本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種隧道方式的傳輸子系統(tǒng)，將NetFPGA與控制平面交互的數(shù)據(jù)包進(jìn)行IP封裝，并且不考慮這些需要傳輸

3、數(shù)據(jù)包的內(nèi)容，在Linux內(nèi)核中開辟了一條NetFPGA與虛擬路由器進(jìn)行通信的通道，保證數(shù)據(jù)包傳輸?shù)母咝?，提供了對未來多種協(xié)議的支持，并減低了延遲時間。
　　 (2)設(shè)計(jì)了一種在NetFPGA中添加新協(xié)議的方法。本文設(shè)計(jì)的可編程路由器的硬件部分基于NetFPGA，具有良好的可編程性，但目前只支持一種協(xié)議，本文設(shè)計(jì)了一種對NetFPGA中用戶數(shù)據(jù)通路進(jìn)行虛擬化的方法，可以根據(jù)不同的數(shù)據(jù)包類型選擇不同的處理流水線，從而使得一塊Ne