CN102594700A - 一种可软硬件协同配置的网络协议快速设计与验证设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可软硬件协同配置的网络协议快速设计与验证设备，其至少包括：基于FPGA的交换单元，其具有与网络设备连接的通信接口，用于基于控制规则将来自网络设备的实验性质的数据与普通数据予以分离后进行相应转发；以及与所述交换单元相连接的控制单元，用于向设计人员提供一网络协议设计平台，并基于所设计的网络协议来向所述交换单元提供相应的控制规则，并基于所述交换单元接收的实验性质的数据及转发后的实验性质的数据来对所设计的网络协议进行验证。本发明的优点包括能实现数据转发和控制的分离，从而能够在不影响当前网络的运行的情形下实现对新的网络通信协议的测试。

Description

一种可软硬件协同配置的网络协议快速设计与验证设备
技术领域
本发明涉及网络协议验证领域，特别是涉及一种可软硬件协同配置的网络协议快速设计与验证设备。
背景技术
随着互联网的发展，当今的互联网业务对互联网提出了越来越高的传输性能要求，各种新网络业务、新型协议也应运而生。在纯的实验网络中，由于没有足够多的用户或者足够大的网络拓扑，新型协议难以进行准确的性能和功能上的测试，最好的方法是将运行新协议的实验网络嵌入实际运营的网络，利用实际的网络环境来检验新协议的可行性和存在的问题。这就需要一种网络验证平台，既可以完成新型协议的测试，又不影响当前网络的运行。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种可软硬件协同配置的网络协议快速设计与验证设备，以便能在不影响当前网络的运行的情形下实现对新的网络通信协议的设计及测试。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种可软硬件协同配置的网络协议快速设计与验证设备，其至少包括：
基于FPGA的交换单元，其具有与网络设备连接的通信接口，用于基于控制规则将来自网络设备的实验性质的数据与普通数据予以分离后进行相应转发；以及
与所述交换单元相连接的控制单元，用于向设计人员提供一网络协议设计平台，并基于所设计的网络协议来向所述交换单元提供相应的控制规则，并基于所述交换单元接收的实验性质的数据及转发后的实验性质的数据来对所设计的网络协议进行验证。
如上所述，本发明的可软硬件协同配置的网络协议快速设计与验证设备采用优越的以FPGA为主的交换单元加控制单元的互补体系结构，其中，基于FPGA的交换单元作为高性能交换机，以实现数据转发；控制单元作为作控制器，不仅对数据的转发进行控制，而且提供网络协议设计平台，并对所设计的网络协议进行验证，因此，本发明为网络的发展提供了一个良好的验证平台。
附图说明
图1显示为本发明的可软硬件协同配置的网络协议快速设计与验证设备示意图。
图2显示为本发明的可软硬件协同配置的网络协议快速设计与验证设备的优选实施例示意图。
元件标号说明
1        可软硬件协同配置的网络协议快速设计与验证设备
11       基于FPGA的交换单元
111      通信接口
12       控制单元
21-29    网络设备
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图1至图2。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
如图所示，本发明提供一种可软硬件协同配置的网络协议快速设计与验证设备。所述可软硬件协同配置的网络协议快速设计与验证设备1包括：基于FPGA的交换单元11、及控制单元12。
所述交换单元11具有与至少一个网络设备连接的通信接口111，用于基于控制规则将来自网络设备的实验性质的数据与普通数据予以分离后进行相应转发。
其中，所述网络设备包括任何能提供实验性质的数据和/或普通数据的设备，优选地，包括但不限于：网络服务器、交换机等。
优选地，如图2所示，所述交换单元11的通信接口111包括4端口的10Gbps网络接口、4端口的SFP光线通信接口及1Gbps网络接口。其中，10Gbps网络接口连接网络设备21、22、23及24；SFP光线通信接口连接网络设备25、26、27及28；1Gbps的网络接口连接网络设备29。
所述控制单元12与所述交换单元11相连接，用于向设计人员提供一网络协议设计平台，并基于所设计的网络协议来向所述交换单元11提供相应的控制规则，并基于所述交换单元接收的实验性质的数据及转发后的实验性质的数据来对所设计的网络协议进行验证。
其中，所述控制规则包括与实验性质的数据与普通数据转发相关的规则，本领域技术人员应该理解，所述实验性质的数据的转发规则基于所设计的网络协议来确定，所述普通数据的转发规则基于普通数据通信协议来确定，例如，所述普通数据的转发规则基于GPRS通信协议来确定。
具体地，所述控制单元12通过执行配置作业来使所述交换单元11能基于所述控制规则将来自网络设备的实验性质的数据与普通数据予以分离后进行相应转发。
其中，所述控制单元12获取所述配置作业的方式包括但不限于：基于人工输入、由存储所述配置作业的设备提供等等。需要说明的是，本领域技术人员应该理解配置作业，故在此不再详述。
优选地，所述控制单元12采用X86 PC系统来实现。
优选地，如图2所示，所述交换单元11通过PCI-E 4X接口与所述控制单元12相连接。
作为一种优选方式，所述控制单元12还具有网络通信接口，以便能进行远程访问。
以下将以OpenFlow为例来详细说明本发明的用于网络验证的系统的具体工作过程。
首先，x86PC系统基于设计人员的设计对基于FPGA的交换单元进行配置，以便基于FPGA的交换单元实现OpenFlow Switch的功能。其中，所述基于FPGA的交换单元中包含有用于存储数据转发的控制规则的转发表单(即Flow Table)，该转发表单由x86PC系统通过PCI-E 4x接口直接写入。
随后，与可软硬件协同配置的网络协议快速设计与验证设备连接的计算机或者其他网络设备，发送各种类型的网络数据，其中，包括实验性质的数据与普通数据。所述基于FPGA的交换单元作为交换机基于Flow Table可以将这些网络数据进行分离，然后进行相应处理，所述控制单元12基于所述交换单元接收的实验性质的数据及转发后的实验性质的数据来判断所述交换单元是否正确解析实验性质的数据，由此，不仅可以实现将普通数据流和实验数据流进行隔离，还能实现新型网络协议设计和验证的实验环境。
综上所述，本发明的可软硬件协同配置的网络协议快速设计与验证设备采用了X86(i5/i7)与FPGA结合的系统架构，提供强大的软硬件结合的计算平台；高性能、大容量的FPGA，再结合FPGA板上丰富的存储资源和网络通信接口，可以实现各种高性能的网络硬件设备；而x86系统在软件层面上可以对FPGA内部的网络数据流进行直接控制，这样实现了软硬件协同配置，即硬件上的高性能处理，软件层面的灵活控制。在x86PC系统上实现的控制器软件，可以进行远程访问，增加了使用的灵活性。所以本发明可以很灵活地实现网络设计和验证的实验环境。故，本发明具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种可软硬件协同配置的网络协议快速设计与验证设备，其特征在于，所述可软硬件协同配置的网络协议快速设计与验证设备至少包括：
基于FPGA的交换单元，其具有与至少一个网络设备连接的通信接口，用于基于控制规则将来自网络设备的实验性质的数据与普通数据予以分离后进行相应转发；
与所述交换单元相连接的控制单元，用于向设计人员提供一网络协议设计平台，并基于所设计的网络协议来向所述交换单元提供相应的控制规则，并基于所述交换单元接收的实验性质的数据及转发后的实验性质的数据来对所设计的网络协议进行验证。
2.根据权利要求1所述的可软硬件协同配置的网络协议快速设计与验证设备，其特征在于：所述通信接口包括4端口的10Gbps网络接口。
3.根据权利要求1所述的可软硬件协同配置的网络协议快速设计与验证设备，其特征在于：所述通信接口包括4端口的SFP光线通信接口。
4.根据权利要求1所述的可软硬件协同配置的网络协议快速设计与验证设备，其特征在于：所述通信接口包括1Gbps网络接口。
5.根据权利要求1所述的可软硬件协同配置的网络协议快速设计与验证设备，其特征在于：所述交换单元通过PCI-E 4X接口与所述控制单元相连接。
6.根据权利要求1或5所述的可软硬件协同配置的网络协议快速设计与验证设备，其特征在于：所述控制单元采用X86系统予以实现。
7.根据权利要求1或5所述的可软硬件协同配置的网络协议快速设计与验证设备，其特征在于：所述控制单元具有网络通信接口。
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