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规划心得:用FPGA打造最强网络防火墙体系,当心避过这些坑

基于FPGA平台,设计一个具有防火墙功能的系统,具备对进出网络数据包解析、过滤等功能。

项目布景及可行性剖析

  1. 项目名称、项意图首要内容及现在的发展状况

根据FPGA防火墙体系规划。根据FPGA渠道,规划一个具有防火墙功用的体系,具有对进出网络数据包解析、过滤等功用。现在正处于总体规划与证明阶段。

  1. 项目关键技能及立异点的论说;

关键技能有并行运算,状况检测,CAM,规矩匹配,及PowerPC嵌入式体系。本项意图立异点是将传统的软件防火墙体系移植到硬件渠道,充分使用FPGA的优势,软硬件相结合,进步处理速度和功用。

  1. 技能老练性和可靠性论说:

硬件防火墙开发形式就国内来说首要存在三类。一类是经过网络处理器(网络芯片), 一类是经过专用的FPGA编程,第三类是规划专用的ASIC芯片。相对于各种网络处理器,FPGA是规划ASIC芯片最重要的进程之一。根据FPGA芯片的片上防火墙体系优势。框架结构灵敏高效。开发者针对防火墙产品需求,有针对性界说数据通路、缓存单元、处理单元、内存总线、总线裁定单元及其耦合构架,使之到达最优功用。数据线速处理。精心规划的框架结构,使得FPGA芯片的天然并行处理优势发挥到极致。数据在芯片内一直处于活动状况,多个处理单元在不同节点并行完结数据剖析、处理、替换等操作,从原理上确保了数据线速处理。硬件可晋级。终究产品保存FPGA芯片晋级接口,跟着网络使用环境与用户需求改变,更新芯片规划后,为用户供给硬件晋级服务,最大程度维护用户出资。开发优势。一切功用集成在片内完结, 兼之FPGA I/O资源丰富特性,使得体系硬件布局极为简略,将网卡芯片、内存芯片与时钟直接与FPGA芯片衔接即可,省却了传统主板冗杂的控制器、总线等结构,使得体系本钱大幅下降。加之在FPGA中嵌入PowerPC硬核,使得片上体系的功用进一步提高。

项目施行计划

1.计划基本功用框图及描绘

用框图的方法并加以简略的描绘简述施行本项意图技能计划。

图1 计划基本功用流程框图

图2 体系结构框图

该计划选用FPGA硬件逻辑和嵌入体系的两层分层结构,如图1所示。

FPGA硬件逻辑及外围硬件首要完结的功用是:数据包收发、五元组(协议类型、源/意图IP地址、源/意图端口号)的数据分类以及固定字段形式匹配、转发数据的封装。

嵌入式体系完结的首要功用是:病毒与歹意进犯的检测、病毒与歹意进犯的处理、过滤规矩办理、转发数据收拾。

计划的中心部分是由完结侵略检测的三个模块组成。使用硬件匹配和数据负载匹配认别病毒和歹意进犯,为网络供给安全维护。

2.需求的开发渠道

完结本计划所需求的基本功用、功用、接口,FPGA,PowerPC,双网口(一个选用开发板上的网口,另需一网络扩展板),SRAM,

所需求的政策FPGA开发渠道,简述为什么需求此渠道

高档板-Virtex-2 Pro

是否需求其它配套的开发东西

配套的下载,调试东西

2.计划施行进程中需求开发的模块

在本计划中需求研发、开发的功用首要模块,以及开发的方法

见图1、图2所示

3.体系终究要到达的功用指标

论说本项目终究完结时所想象到达的政策。

完结一个具有防火墙功用的体系。

需求的其它资源

1.规划输入输出功用子板

子板功用描绘、接口阐明、时刻、方法

网络扩展板,RJ45,2007年10月

2.测验设备

列出在计划施行进程中所需求的测验设备

万用表、示波器、频谱仪、逻辑剖析仪等

3.政策、开发东西

列出在计划施行进程中所需求的仿真、开发东西等。

ModelSim、Xilinx ISE,Sinffer

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