基于NetFpga的数据包发生器的实现

数据包发生器广泛地应用于各种网络环境中,对于交换机、路由器以及网络本身的测试与分析有着重要的作用。针对大多数基于软件的数据包发生器不能达到千兆线速度发包的问题,详细介绍一种基于NetFpga平台的硬件数据包发生器,实现4端口的千兆线速度发包,并可通过软件配置每个端口的数据包发送速度、数目及延时等。

基于NetFPGA的网络数据流量采集器

为解决基于软件的流量采集方法无法在高速网络环境下准确测量的问题,提出了一种基于NetFPGA的网络数据流量采集器,以达到实时在线的流量统计和采集功能。该系统采用模块化的架构设计,通过硬件实现功能的方式提高网络测量精度。实验结果表明,该系统能准确统计出网络中93%以上流量。

基于NetFPGA的VCP网络的设计与实现

可变结构拥塞控制协议(VCP)是一种可适应于高带宽时延乘积网络的显式拥塞控制协议,它仅用两个ECN比特位标记网络拥塞的反馈信息,达到较高的带宽利用率和公平性。但目前针对VCP的研究大部分都是基于离散事件仿真验证,文中设计并搭建一种VCP真实网络验证环境。基于Linux协议栈设计VCP网络端系统,基于NetFPGA平台设计VCP网络中间节点,形成完整的VCP网络架构。构建典型的VCP网络实验拓扑,与TCP/DT相比,VCP在实际网络中可达到较好的性能。

基于NetFPGA+USRP的MIMO传输平台设计

介绍了大规模MIMO(Massive MIMO)测试台研究现状,提出了一种基于NetFPGA(Net Field-Programmable Gate Array)+USRP(Universal Software Radio Peripheral)的MIMO(Multiple Input Multiple Output)传输平台构架,详细介绍了该平台各个模块组成,并通过实验验证了利用NetFPGA+USRP搭建MIMO传输平台的可行性和可靠性。该平台具有较好的开放性和可拓展性,各模块属性可快速被定义,通过扩展前级NetFPGA板卡,还可以实现更大规模的MIMO传输平台搭建。由于Net FPGA与USRP的可编程性,使实验平台还可做其他MIMO通信方面的实验,方便对MIMO物理层处理、多路高速数据交换、流量控制及通信接入算法等研究。

基于NetFPGA的网络流量分组方法设计与实现

随着互联网的高速发展,各种网络应用类型层出不穷,信息量以摩尔定律的速度快速增长,信息安全日益成为信息系统的关键点之一。为解决病毒、网络攻击等带来的安全问题,数据包分组技术应运而生。对于网络带宽快速升级,现有软件方式的网络数据包分组方法难以适应高速网络分组需求,为此设计一种基于NetFPGA的网络数据包分组系统,很好的解决了软件实现方法的不足。

基于改进的NetFPGA的网络流量控制系统研究

OpenFlow是一种软件定义网络的解决方案,而现有的OpenFlow并没有考虑网络中不同连接的优先级。针对该方法的不足,基于开源的NetFPGA平台基础上,提出并设计了一种带优先级网络流量控制系统。系统通过报头解析器对数据包的优先级进行识别;在数据包处理模块中,将不同优先级别的数据包分配到不同的队列中,并通过令牌对队列进行管理;通过NOX控制器设置数据流的优先权和速率。由于加入了带优先级的流量处理模块,可以在满足整个网络流量约束的情况下对具有高优先级的连接数据优先处理;通过TCP和UDP两种连接环境下的实验验证了系统的有效性是具有一定的实际应用价值。

基于OpenFlow的PON在NetFPGA 10G上的设计

针对软件定义网络(SDN)的集中控制功能可以满足无源光网络(PON)对灵活性控制的需求,通过修改OpenFlow Switch工程的数据通路及对OpenFlow控制器进行功能扩展,在NetFPGA 10G平台上实现了基于OpenFlow协议的PON系统。仿真结果验证了该方案的正确性及可行性,为基于OpenFlow协议的PON系统的服务质量保证及节能机制的进一步研究提供了高性能、低成本的测试平台。

快速自适应调频机制及其在NetFPGA上的实现

降低网络设备能耗已经成为当前研究的热点.文中,作者设计了一种能够实时适应流量变化的动态自适应频率调整方法FASS,它能根据处理模块的负载,实时地调整模块的工作频率,从而有效降低模块的能耗.同时,作者通过修改NetFPGA的参考路由器设计,将FASS添加到数据包处理模块中来验证FASS的性能.马尔可夫模型分析结果和实际实验的测试结果表明,在仅增加可容忍的延迟的情况下,FASS在多种不同的负载情况下,都能有效地降低模块功耗.另外,作者的工作说明FASS可以应用于实际的物理设备中以实现节能.

基于NetFPGA的模块化硬件路由器实现

NetFPGA是一种可重用的、模块化程度高的开放性硬件平台,可以根据需要实现多种网络应用。详细介绍在NetFPGA平台上,使用硬件实现模块化路由器的方法,设计实施了一系列实验对NetFPGA硬件路由器进行转发功能的验证以及路由性能的测试分析。实验结果验证了该方法的正确性及可行性,为模块化硬件路由器的实现提供了一种新的方法。

基于NetFPGA的网络流量采集器

针对大多数基于软件的流量采集器不能实时处理高速环境下网络流量的问题,设计并实现一种基于NetFPGA的流量采集器,以达到在线流量的采集和分类。本设计采用模块化的架构,利用循环冗余检验算法来标识一个流,同时生成存储器的地址,在采集流量之前运用灵活的过滤规则对网络流量进行过滤,以减少待分类的网络流,使得采集器可以根据不同的需要采集流量。将采集器应用于千兆交换机网络环境进行在线数据采集实验,结果显示,该网络流量采集器能以线速工作在吉比特网络中。

NetFPGA应用技术研究

现场可编程门阵列作为一种可编程的逻辑器件,在计算机、通信和高速网络中有着广泛的应用前景。本文回顾了NetFPGA的发展历程,对NetFPGA出现以来在高速网络交换、通信和信息处理等领域中快速路径查找、路由转发、字符串匹配、内容抽取和流量分类及处理等方面的应用进行了全面的总结,指出了NetFPGA在应用中具有高速、并行、实时性处理的优势,但是也存在灵活性不足的缺点。最后探讨了以灵活的流水线设计和模块化思想克服这些不足之处的可行性。

基于机器学习和NetFPGA的智能高速入侵防御系统

当前网络安全面临着日益多样化的威胁和挑战。入侵防御系统作为一种新兴的、能够动态监视并及时阻断异常网络传输行为的网络安全设备,成为目前主要的研究方向。目前主流的入侵防御系统主要通过人工预设的入侵规则集合对网络流进行匹配来发现、处理入侵,这种方法效率低下、维护困难,且存在严重的处理速度与成本的矛盾。针对上述问题,文章提出了结合基于硬件的网络数据流高速捕获过滤、经典机器学习技术以及当前人工智能领域前沿的深度学习自编码技术的入侵检测新思路,实现了基于NetFPGA的智能、高速的网络入侵防御系统,并在测试中取得了优于其他同一成本水平入侵检测系统的结果。

基于NetFPGA-10G的PON系统设计与实现(本期优秀论文)

在对无源光网络(PON)和Net FPGA-10G平台详细介绍的基础上,通过修改Reference NIC的数据通路实现了一种基于Net FPGA-10G平台的PON系统设计方案。仿真结果验证了该方案的正确性及可行性,为基于PON系统的调度算法和节能机制的进一步研究提供了高性能、低成本的测试平台。

基于NetFPGA10G的网络组件存储功能设计与实现

以内容为中心的下一代互联网体系结构是目前的研究热点。其网络组件需要同时具备基本转发功能和内容存储功能。在NetFPGA10G硬件平台上,设计并实现了具有存储功能的网络组件,可以同时进行数据转发和内容存储,提高了网络资源的利用率。

基于NetFPGA的网络数据包重现机制的研究与实现

网络数据包分析软件在网络本身及其节点的测试和网络信息安全分析中扮演十分重要角色。在NetFPGA硬件平台上采用模块化的设计理念,硬件实现一个可靠的、高速线速的网络数据包重现机制,解决纯软件实现该机制对主机CPU的依赖以及无法线速运行的瓶颈。通过与具有代表性的TCPreplay进行比对实验,验证在基于硬件加速的重现机制所体现的高速、精确及节约资源性方面,能够为网络安全分析提供可靠的参考数据。

基于NetFPGA的列车以太骨干网负载均衡的设计

以太网在通信领域中彰显的各种优势,使它已经成为列车通信网络的发展方向之一。在简单介绍了列车工业以太网技术之后,基于NetFPGA设计并实现了一种IEC61375 2-5定义的工业以太网络拓扑结构列车通信网络的负载均衡传输方式,以解决列车骨干网络大量数据的传输而端口带宽不足的问题,并在半实物仿真平台上测试数据包的负载均衡传输。

基于NetFPGA虚拟路由器的路由表下发与更新机制研究

基于NetFPGA硬件平台设计的可编程虚拟化路由器,为提高其可编程性和灵活性将控制平面与数据平面进行分离,导致二个平面难以正常进行数据传输。通过对控制平面的接口进行设置,对OpenVZ虚拟路由实例中Zebra路由协议软件计算出来的路由表进行提取,并下发给底层NetFPGA来完成交互。本文就如何将路由表提取出来进行了研究,提出了对Zebra路由协议软件进行二次开发,增加路由表定时更新输出的功能解决方案。该方案基于Zebra面向对象设计思想,复用其通用接口,设计相应数据结构和函数,增加线程来处理通过Rip、Ospf或Bgp计算得到的路由表。

NetFPGA的应用研究

Net FPGA即网络可编程门阵列,为设计人员提供可重复使用的网络设计平台。本文主要阐述了Net FPGA的工作原理、Net FPGA的组成结构以及Net FPGA的相关应用。

基于NetFPGA的硬件路由器的实现

路由器是网络架设中必不可少的构建组件,在路由器构成中重要的就是NetFPGA网络硬件平台。该硬件平台具有可重构性,并且模块化程度较高,更是一种开放型平台,用户能够根据所需构建多种网络应用。基于NetFPGA的硬件路由器就是在其平台上利用模块化思想完成路由器构建的方法,并对路由器进行了功能验证,证实其可行性和安全可靠性。

一种新的高速报文解析结构研究

随着新协议的不断涌现和网络速率的迅猛增长,报文解析结构在解析灵活度和解析速率上面临挑战。该文结合流水线设计和二叉trie树查表思想,提出一种应用于路由转发的报文协议解析结构(Parsing PipelineArchitecture for Forwarding,PPAF),通过构建协议二叉trie树来支持报文协议解析的灵活度,利用硬件多级流水查表提升报文协议解析处理速率,采用节点映射算法解决协议二叉trie树节点到流水线映射过程中存储资源不均衡的问题。基于NetFPGA平台的仿真结果表明,相对于现有的高速解析结构,PPAF在处理速率和资源占用上取得较好的均衡的同时,能够提供基于接口的独立灵活解析能力。