基于NetFPGA的動態(tài)數(shù)據(jù)包發(fā)生器的設計.pdf

1、隨著互聯(lián)網(wǎng)技術的進步以及全球信息化進程的加快，數(shù)據(jù)包發(fā)生器在高速網(wǎng)絡的研究、開發(fā)以及管理等方面發(fā)揮著重要的作用。例如在路由器、交換機、防火墻以及系統(tǒng)架構的設計過程中，為了準確的評估網(wǎng)絡設備的功能性、正確性和完整性，可以使用數(shù)據(jù)包發(fā)生器模擬產(chǎn)生網(wǎng)絡流量對設計進行測試驗證。然而，現(xiàn)有的數(shù)據(jù)包發(fā)生器大多基于軟件，其處理速度直接受限于軟件平臺，無法滿足當前高速網(wǎng)絡設計需求，或者以回放機制線性發(fā)送數(shù)據(jù)包產(chǎn)生單一、穩(wěn)定的網(wǎng)絡流量而與真實的網(wǎng)絡環(huán)境差

2、距較大，其適用性和靈活性受到了很大的限制。因此，在硬件平臺上產(chǎn)生動態(tài)變化的網(wǎng)絡流量，以適應不同網(wǎng)絡設備的測試需求，具有重要的研究意義。
　　針對以上所提出的問題，本文在深入研究了現(xiàn)有數(shù)據(jù)包發(fā)生器的基礎上，結合NetFPGA平臺的可編程特性和優(yōu)秀的流水線設計思想，設計了可根據(jù)用戶需求和以太網(wǎng)網(wǎng)口緩存流量大小變化的動態(tài)數(shù)據(jù)包發(fā)生器。在整個設計過程中使用Scapy模擬數(shù)據(jù)包產(chǎn)生PCAP文件，同時將整個數(shù)據(jù)包預先存儲在NetFPGA板卡的

3、外部存儲器SRAM中，用于后續(xù)網(wǎng)絡流量的發(fā)送。為增加數(shù)據(jù)包發(fā)生器的靈活性，在上位機上添加了便于用戶交互的接口，并設計了產(chǎn)生特定網(wǎng)絡流量模型和單端口網(wǎng)絡流量變化的動態(tài)數(shù)據(jù)包發(fā)生器。另外，根據(jù)數(shù)據(jù)包發(fā)生器的以太網(wǎng)網(wǎng)口當前緩存的網(wǎng)絡流量，進行硬件設計以實時調整數(shù)據(jù)包發(fā)生器的工作頻率。此方式在一定程度上不僅能夠滿足數(shù)據(jù)包發(fā)生器動態(tài)發(fā)送數(shù)據(jù)包的功能，同時在一定程度上還能夠節(jié)省數(shù)據(jù)包發(fā)生器的功耗。
　　最后，通過搭建的測試平臺對數(shù)據(jù)包發(fā)生器產(chǎn)