一、FAST是什麼
&nbs習的p; FAST是FPGA加速的交換村地平台(FPGA Accelerated Switching plaT要對form)英文的簡寫,其誕生與發展深受斯土頻坦福大(dà)學Nick Mckeown教授在十多年前主持的NetFPG暗電A項目影響,目标是為(wèi)計算機網絡看畫的科(kē)研與教學提供一個開(kāi)源和開(kāi)放的FPGA交換平台。頻志
分校FAST代表的4個單詞反映了項目的内容和特點:
&n電吃bsp; 802.1Q規範沒有明确定義流量測見劇量的粒度,無法對進入網絡的流量進行細粒度的測量和管控。雖然支持多種輸出調行為度算法,但更多是保證輸出調度的優先級,或者按照預先确定的權值分配不(bù)同金林優先級隊列占用的輸出帶寬,在調度中沒有利用全局時(shí)又朋間信息,無法實現确定性的延時(shí)控制。軟件定義網絡技術的應用可靜民以簡化交換流程,将生成樹管理以及地址學習功能放新上載到控制器(qì)上實現,可以針對每條細粒度的流水道定義交換行為(wèi),但也難以實現确定性的延時(shí紙見)控制。
們站FAST實現的核心載體是可編程FPGA,是用Ve術金rilog語言編程實現的硬件功能。FPGA的現場可編程特性為(wèi)實現線票用戶創新的網絡架構、算法、實現機制提供了極大(dà)的近樂靈活性,而且可以獲得(de)較高的性能,支持在實際網絡中部署運行。河唱
&n動爸bsp; FPGA實現的不(bù)是網絡處刀小理的全部功能,而是部分需要硬件加速的分組處理功能。FAST的核心是身如一套軟硬件協同的分組處理模型,用戶可以通(tōng)過Verilog編程實現的嗎紙硬件功能的加速,也可以在現有的FAST硬件平台的CPU上編程實現特定的分組處理開不功能。
&n日離bsp;FAST面向的領域是網絡交換領域,支持各種新厭女型交換技術,如(rú)軟件定義網絡(SDN)、時(shí)間敏秒小感網絡(TSN)、網絡安全一體化網絡甚至是智拿西能網卡的實現研究,而不(bù)是支持以人工(gōng)智能(門少AI)為(wèi)代表的應用加速。
與目放長前其他(tā)開(kāi)源項目一樣,FA兒司ST提供的是一個硬件平台無關的,支持用戶通(tōng)過東城軟硬件編程實現其特定分組處理功能的環境。FAST通(tōng)過提司學供标準的規範、開(kāi)源的平台軟硬件實現代碼和demo喝計應用,支持用戶基于平台進行創新的應用開(kāi)發和設備原型的快速實現電相。
圖1 NetFPGA平台
圖2 一款支持FAST的可編程設備(Openbox S4z)
長山
FAST的logo是一隻快速奔跑的豹子(zǐ),預示着借助FAS黃這T平台,用戶的新想法可快速的實現和驗證。
要弟
圖3 FAST LOGO
二、FAST項目的意義
&nb高也sp; 當前,工(gōng)業界已經給我們(men)提供了太多優秀的畫話開(kāi)源交換項目和實現平台。例如(r行農ú)基于至強處理器(qì)實現T比特級轉發性能的個土fd.io項目,在雲數據中心中得(de)到大(dà)化山量應用檢驗的OVS,矽谷新貴barefoot公司推出的集美貌(性能)與才錢匠華(可編程性)一身的Tofino芯片等等。
讀間
圖3 2016年10月,FAST開(kāi)源項目正式成立
光區
&nbs議為p; 與上述工(gōng)化長業界力推的項目和平台相比,FAST隻能說(shu煙科ō)是十分小衆的開(kāi)源項目。雖然FAST沒有蹭到AI熱點,而且還不(場媽bù)支持類似P4的高級語言對FPGA編程訊拿,其存在對未來網絡技術的發展,提升網絡系統創新的能力仍具有金跳重要意義。主要表現在三方面:
&nbs銀女p; 一是在科(kē)研中,為(wèi)系統級的創新提供參考架構和樣機平台;
 事湖; 二是在教學中,為(wèi)培養學生系統級的設醫司計思維提供實驗平台和案例;
三是對于鐘湖中小企業,為(wèi)新型網絡系統的快速實錢裡現提供參考平台,縮短(duǎn)上市時(shí)間。
在軟件好要定義一切的年代,基于工(gōng)業界相對成熟的開(kāi)源銀很平台(如(rú)fd.io和OVS),通(tōng)過軟件開(kāi)發朋外實現網絡功能創新是目前主流。然而,軟硬件協同的系統級創拿放新仍然是計算機網絡人才培養和科(kē)學研究中不(bù子數)可缺少的内容。
随着工(gōng)業互聯網和5G的發展,特别是自主可控逐漸發展成媽放為(wèi)國家(jiā)戰略的時(shí)藍的代背景下,系統級設計思想和設計人才将會(huì)變的更加重要,FAST開(kā動雜i)源項目的願景就是為(wèi)軟硬件協同的系統級網絡設備開(kāi)發黑唱和人才培養提供高效,低(dī)成本,易于獲取的平台和技術支撐。