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根据FPGA硬件加速的BittWare StreamSleuth对立100Gbps

基于FPGA硬件加速的BittWare StreamSleuth对抗100Gbps-在过去的三十年中,以太网已经发展成为所有行业的统一通信基础架构。每天都有超过三百万的以太网端口在部署,覆盖从FE到1

在曩昔的三十年中,以太网现已开展成为一切职业的共同通讯根底架构。每天都有逾越三百万的以太网端口在布置,掩盖从FE到100GbE的一切速度。企业和运营商在布置时通常会运用盒式的交流设备和堆叠和高密度机箱式交流机的组合,来应对以太网的不断演进。可是,在曩昔的几年中,以太网开展态势正在持续改动。跟着数据中心以太网布置和立异都在以最快的速度进行着,数据中心的以太网端口布置趋于共同,无论是10GbE、25GbE或50GbE,相同的以太网端口速度经过一个机架架顶(ToR)交流机被布置于每一个服务器上,然后集合到多个CLOS层。终究意图是将尽或许多的以太网端口以最高的商用速度布置在以太网交流机上,并使其最经济和最节能。连接到ToR交流机的终端是服务器NIC(网络接口卡),它一般是商场上可用的最高速度(现在为10/25GbE,正在向25/50GbE方向开展)。

今日,25GbE交流机的128个接口正在布置中,在接下来的几年内会抵达并逾越64x 100GbE。可是,虽然数据中心正在向更高的端口密度、更高的端口速度和同质布置方向开展,可是更低的速度仍具有广泛商场,比方10GbE持续被运用并仍具有经济效益。数据中心的立异带动更高密度和更高端口速度的开展,但许多细分商场仍需求具有较低端口速度和不同密度的解决方案。

BittWare最新开发的StreamSleuth:

正如BittWare说到,只需CPU而没有硬件加速是无法处理100Gbe的数据包交互的。而正式露脸于本次旧金山RSA大会的,BittWare最新开发的StreamSleuth(流侦察),经过一个FPGA 帮手,灵敏且敏捷的将数据流分组了,此外,BittWare还表明,StreamSleuth使的根据FPGA编程完结数据包处理机制时,没有任何FPGA编程的担负,也便是说,在编程的时分你并不需求通晓Verilog或是VHDL这些硬件言语 ,就能够很便利的将FPGA的高性能运用到自己的运用中。

图1 StreamSleuth接口侧

正如BittWare的网络产品VPGM发言人 Graig Lund解说,这并不是由一个随时能够重组的箱子组成的一个设备。用户往往需求或许也更想去量身定做它,比方说,在制造的时分,有的人想添加数据包过滤器,有的人想对数据交互的进程进行监督。用户在根据线速度是运用StreamSleuth做出任何想做的东西,而仅有不需求用户去做的,便是学习怎么编程FPGA。虽然用户没有任何编程FPGA的阅历,仍然能够将FPGA的技术优势完美的运用的自己的运用中。也因而便利更多的网络或数据库工程师来运用BittWare的StreamSleuth。

正如Lund所说,比较以太网曾经的低版本产品StreamSleuth是一个非常不同的创造物。一向以来,服务器都不能够直接处理100GbE的数据交互,并且此状况一向没有得到解决。而现在的网络管道却别服务器内部的I/O管道大得多,进入服务器的数据量成指数添加,一起也导致了CPU设计时不得不添加三级缓存来缓解数据堵塞。

或许咱们听到过更糟糕的状况,关于一个服务器而言,怎么削减网络堵塞,无疑是需求添加滤波器,许多滤波器,许多杂乱的滤波器,比现在产品转化和防火墙器材更多的杂乱滤波器。理论上说,需求用一种言语根据线速度快速完结规范的BPF/pcap滤波器的完结,相似一个根据高度并行FPGA的数据包发动机。

当然,以上这种做法关于减轻100Gbe的线路速率也是有作用的,可是现在的硬件并做不到,也没办法用软件来完结。终究的出路在于FPGA,所以BittWare的根据FPGA数据处理的StreamSleuth成功的完结了用户想要到达的作用。

以软件完结的防护并不能够抵御100Gbe线路速率的DoS,可是根据FPGA加速完结的数据包处理器能够。所以咱们也理解了StreamSleuth内部的FPGA究竟做了什么作业,它重装备了数据包滤波器,使得加载和路由变得平衡。一起,运用BPF/pcap言语为自己的需求编程,并经过GUI或APIs烧录到StreamSleuth 100Gbe数据包处理器中,就能够完结自己的需求。而此数据处理器中集成的是一款Xilinx Virtex UltraScale+ VU9P FPGA 板卡。

下图便是BittWare的StreamSleuth的板卡内部结构:

图2 BittWare

总结:

无论是视频流处理仍是数据流处理,现如今,只需需求用到加速器来完结的运用现已越来越多的经过根据FPGA来进行硬件加速,不只能够真实意义上的并行,加速运转速度,也能够下降CPU履行软件的压力。可见,根据FPGA来硬件加速将会是加速器未来的开展方向。

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