基于NetFPGA的可編程路由器數(shù)據(jù)平面的設計與實現(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術的科研網(wǎng)絡演變?yōu)橥苿由鐣?jīng)濟發(fā)展的基礎設施，但互聯(lián)網(wǎng)在移動性、可擴展性、安全性上都逐漸暴露出了問題，由此引發(fā)了未來網(wǎng)絡研究的熱潮。未來互聯(lián)網(wǎng)的體系結構、算法協(xié)議、關鍵技術是否可行，必須進行大量的實驗來驗證，但由于當前基于IP的網(wǎng)絡設備的封閉性，無法承擔這項任務。目前可編程路由器是主流的面向未來網(wǎng)絡的網(wǎng)絡設備概念，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)此構建未來網(wǎng)絡試驗床。<

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，本文負責數(shù)據(jù)平面的設計與實現(xiàn)，主要完成了以下工作:
　　 (1)設計并實現(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，本文設計并實現(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)設計了一種在NetFPGA中添加新協(xié)議的方法。本文設計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，本文設計了一種對NetFPGA中用戶數(shù)據(jù)通路進行虛擬化的方法，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