OpenBox網絡全功能可編程平台:工(gōng)欲善其事,必先利其器(qì)司火!
發布時(shí)間:2021-03-09
阿基米德說(shuō):“給我一個杠杆我能翹起整個地球!”
我覺得(de):“給我一台OpenBox設備我能改變整個網絡!”
牛皮吹大(dà)了,肯定會(huì)破。但牛皮吹多了,肯定門就會(huì)信。不(bù)管是自己還是别人!
弟街
姐在 FAST是一個與平台無關的開(kāi)源架構,根據FA們一ST原理和規範實現的CPU + FPGA 異構網絡設備形态都屬于FAST平台。窗公點擊此處了解FAST——開(kāi)源、開(kā玩能i)放、高速、高效。
 公黃;OpenBox是湖(hú)南新實全力打紅刀造的一款面向計算機網絡實驗科(kē)研與教學平台設備的飛拿品牌型号,是基于FAST架構實現的一種支持軟硬件全功能編程的網絡實驗開(k上水āi)發平台。物如(rú)其名,其設備外觀如(rú)白色媽討,盒狀;小巧,精緻;氣質樸素,純潔。其系統結構為(wèi)典型的多核CPU電都+FPGA異構形式,輔以一個控制平台以太網接口和4鄉體個數據平台以太網接口。系統搭建遵循FAST架構規範,嗎頻在多核CPU軟件側運行普通(tōng)Linux系統、美東通(tōng)用SOCKET應用、FAST軟件開(kāi)發環境和FAST應用上錯。在FPGA硬件側運行平台相關FPGA OS邏輯和用戶模塊邏輯。軟件使用C動笑語言編程,硬件使用Verilog語言編程。OpenBo不好x也本着開(kāi)源、開(kāi)放、高速和高效的原則為(wèi)國内外近土要百家(jiā)高校(xiào)和科(kē)研院所提供平台定制、功能定制媽筆、協議定制、案例定制和全方位的使用培訓、開(kāi)發服務等功能。
軟件也編程,硬件也編程,軟硬都可以編程。如(rú)果您不(bù火市)想編程,這平台可能不(bù)适合您折騰。老間建議您換個頻道試試?我就想打造一個完全服答山從自己的網絡世界,這才是真正的定義網絡。
&nb微術sp; 一台OpenBox設備就是一個為姐完整的支持軟硬件全功能編程的網絡實驗平台,平台志什提供了軟硬件二開(kāi)發環境和大(dà)量應用開(k了制āi)發案例,用戶可以在上面進行軟硬件任何位置的編程開(kā一志i)發。
&nb唱樂sp;一台OpenBox設備就能改變整個網絡?這個牛皮顯然是吹大(妹件dà)了,但還不(bù)緻于會(huì)破。怎麼做?少公我們(men)絕對不(bù)會(huì)。下面說(shuō)點我們(子女men)平台會(huì)的。
&nbs坐女p; 1,編程語言
Open醫看Box設備是一台小型嵌入式主機,擁有完整的操作系統和相關外設家開。其操作系統已經升級到ubuntu版本,開(kāi)源庫中支持的開(kāi)發湖學語言基本上都可以在該平台使用。如(rú)C、C++、shel是很l、perl、Python等等。
&n中自bsp; 2,嵌入式開(kāi)發又說
&來城nbsp;我本是個嵌入式主機,在我上面做的開(kāi)發當然是嵌入式的開(kā農民i)發,還包括驅動移植等,如(rú)網絡驅動、GPIO、UART喝公等等。
 冷冷; 3,網絡服務搭建
&n答草bsp; apt-get in外兵stall something。直接搭建和配置你想要的服務器(qì)風拿。如(rú)FTP服務器(qì)、NFS服務器(qì)、HTTP服務器中知(qì)和DHCP服務器(qì)等等。
4區問,網絡協議編程
&n計國bsp; A. 系統命令或工(gōng)具:a水校rp、route、ping、ftp、curl、iperf和tcpd著雪ump等。通(tōng)過系統命令或工(gōng)具産生或接收指定協議的數據包線車;查看并分析協議格式内容;通(tōng)過拍關其修改網絡協議的數據内容或處理行為(wèi)男自;
 雜兒; B. 用戶态協議編程:使用l場街ibpcap和libnet兩個開(kāi)發要從庫實現網絡協議的ETH、ARP、IP、ICMP、TCP、從多UDP等協議内容的定義與構造,實現與對應網絡協議層次妹地通(tōng)信。libpcap的分組獲取方式是接口所有流量送到CPU,到房通(tōng)過libpcap的内核過濾器(qì)地化篩選後轉發用戶态處理;
C. 用戶友北态協議FAST編程:基于FAST軟件開(kāi)發環境與編程東森接口,實現對網絡分組數據的硬件篩選,截取分派到指定軟玩但件應用編程處理,用戶可以自定義其輸出格式内個討容與轉發端口控制(單播、多播或組播)。分組内容又人包含完整以太網幀,支持各層級完整協議解析與重組,且隻分海從硬件提取用戶關心的小部分特征分組流送用戶态處理紙和。如(rú)實現用戶态ARP功能應用、用戶态PING功能應用和用舞訊戶态DNS防禦功能等。收發任意用戶自定義網絡分組數據幀格式都可以,也就是說去現(shuō)從二層自定義、三層自定義到其他(tā)任何分組協議層弟睡的定義内容均可以;
日還 D. 内核态協議編湖身程:實現諸如(rú)ARP内核模塊、ICMP内核模塊功能高話,類IP層模塊、類UDP模塊。在内核插入一個能處理ARP協議的模塊,添加街明一個類似IP層協議功能的模塊(處理以太網幀類型為(wèi)自己定義的内核知子模塊),添加一個類似UDP層協議功能模塊(處理IP層個頻協議字段為(wèi)自己定義的内核模塊)。
&nbs民匠p; 5,網絡原型系統
&nb書電sp;軟件二層交換機:根據二層交換原理,僅使用FAST用戶态API接口編近票程,設計與實現一個二層以太網交換機原型系統,支河森持多端口分組數據交換功能,實現基本的單播與廣播功能,支持MAC弟姐轉發表老化;
坐火 硬件二層交換機:将軟件二層交換的學習與老化功能留在CPU軟件端處理山廠,學習好(hǎo)MAC表後,配置到硬件FPAG的轉發流表中物雜,實現在硬件完成分組解析、MAC查表與輸出轉去用發功能;
 錢雪; 軟件三層路由器(qì):根算花據三層路由原理,基于FAST設計與實現一個路由器(qì)原和小型系統,實現設備接口的ARP請求與響應功能、分組三層解析與修改、FIB動亮查表和二層替換等功能。支持控制平面(轉交協議棧)與數據平面分開(kāi事門)處理,實現基本的路由轉發功能;
為船
硬件三層路山醫由器(qì):将軟件三層路由器(qì)的控制平台留在CPU軟件端處理,并安公喝裝Quagga路由學習軟件,将路由學習的FIB表及鄰接表内容更新看輛到硬件FPGA的相關表項,實現路由器(qì)器內的數據平面完全硬件卸載處理;
&話工nbsp;軟件SDN交換機:根據OpenFlow協議1海裡.3版本實現一個精簡的SDN交換機,協議通玩煙(tōng)道支持與Floodlight控制器要舞(qì)互聯,數據平面支持IPv4和IPv6的分組短商匹配和轉發功能;
&nb愛厭sp;高精度硬件測量:由軟件構造測量報文并配置測量報文的發送時(shí)鄉你間及間隔,然後提交給硬件發送,硬件發送成功後可獲取每個報文的硬件輸出河校時(shí)間。再等待測量報文返回,在接口标記其硬件輸入時(shí去黃)間後轉發給測量軟件。最後由軟件計算測量數據。由于測量數據均由硬件訊數控制,其時(shí)間精度可達到ns級别。發包間隔設紅綠置為(wèi)固定長(cháng)度,可在對端網絡測量網東爸絡抖動,間隔設置為(wèi)零,則可以測購明量網絡的實時(shí)帶寬;
 高現;硬件SDN交換機:将OpenFlow的協議通(tōng)道留在CPU軟件端完姐妹成,實現同步控制器(qì)下發的FLOW_MOD消息内容到硬件FPGA的轉發現愛流表,在硬件完成分組的解析、查表和執行動作等功能;
通姐 SDN拓撲測量:吧吧根據LLDP協議和BBDP協議測量純SD厭雨N網絡環境與跨SDN網絡環境的拓撲。支持用戶自上離定義拓撲探測協議數據的分發與采集;
基于讀秒OVS的SDN交換機:軟件運行OVS,并将OVS的内核快速路徑流表卸頻慢載到硬件FPGA邏輯中,軟件實現OVS流表與硬件流表同步更新。
老習
 綠見;軟件LISP路由器(qì):根據LISP工(gōng)作原海綠理,在軟件三層路由器(qì)基礎上增加對LI民南SP功能的支持,每個RLOC節點啟動後均自動與MS/MP注冊,獲取小些全網RLOC與EID的映射信息。支持各R章綠LOC下任意EID節點之間互聯互通(tōng);
弟唱
 視歌;軟件段路由:根據段路由(segment 風師routing,SR)工(gōng)作原理,一放在軟件三層路由器(qì)基礎上增加對段路由功能支持,支持用技師戶在路由實驗網中任意配置分段跳轉路由功能;
軟件網絡就愛編碼路由(暫未開(kāi)源):感興趣的朋友可上網搜索網絡司南編碼路由相關資(zī)料;
&nbs兵近p;時(shí)間敏感網絡系統(暫未開(kāi)源):包含時(shí)間敏地哥感網絡交換機與主機節點,各節點之間可動态靈活組網,時(shí)間同飛朋步自動完成。節點支持SDN流表轉發配置,輸出端資件口支持8個TT隊列,可将一條流在不(bù)同交換節點映射到不(bù喝路)同優先級隊列調度輸出。隊列調度支持Qbv,可配置電年多種調度模式使用。主機節點加載高實時(shí)操作系統及實時(shí)驅動一空與協議棧,與交換機時(shí)間同步、調度同步。
算紙
1,外山技術支撐與培訓
 又上; 平台提供免費的軟硬件源碼、開(kāi)發我畫環境、示例應用源碼及相關文檔。面向項目組建專屬服務微信群,提供免費培得小訓,講解和剖析平台原理構架、實現方法、開畫水(kāi)發流程和調測試步驟。免費為(wèi)用戶提供設計、開(k街票āi)發指導及關鍵技術快速實現與測試驗證計看。
&nbs醫暗p; 2,專屬定制服務
&nbs技小p; A. 系統架構:CPU可選:Intel、飛騰和龍芯藍遠;FPGA可選:Inetl、Xilinx和國産型号;
廠商
什章 B. PCB器(qì)件:部分解決方案器(qì)件可實現全國産化土資;
C.老報 設備外形:網卡、闆卡模塊、獨立1U/2U機箱、A東錢TCA或VPX等;
姐快D. 設備接口:網口支持1G、10G、40G和100G,串口(或轉RJ近現45)、USB口、JTAG調試口;
 城雨; E. 操作系統:開(kāi)源Linux制北或國産Linux;
 友服; F. 内核模塊及應用:PCIe驅動、以著說太網驅動、協議棧内核模塊、協議棧用戶模塊和協議應用;
&nbs樂秒p; G. 原型系統:交換、路由、SDN、TSN,根據用戶街銀需求定制開(kāi)發;
煙黑H .硬件卸載加速:高精度測量、TOE、根據用戶需求定制開(k村森āi)發。
OpenB討答ox平台為(wèi)您提供了可以在網絡分組各個層次對分組數據進行解析南事、處理、封裝和自定義的能力,允許用戶在硬件FPAG、軟件筆土内核态和用戶态各環境下面處理和定義分組數據。同時知農(shí)還允許分組數據在軟件、内核、用戶态自由靈活循環分派、處理和轉南新發。總有一個層次是适合您設計的,總有一個環境是适合您去開(kāi風用)發的,總有一條分組處理流水線是可以滿足您業務或創新需森長求的。
&nbs吧雨p; OpenBox平台助力您在睡個網絡學習、競賽、教學和科(kē)研各領域的原理驗證與創照影新設計中迅速領跑、高速騰飛和極速穿越。
&nb這影sp;未來網絡因您的設計而變得(de)更加美好(hǎo)!河司
科舞 FAST官網:
www.fastswitch.org。
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湖(hú)南新實網絡官網:
www.xperis.com.cn。
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