طراحی و پیاده سازی موتور دسته بند بسته های اینترنتی مبتنی بر SRAM روی FPGA

با افزایش کاربران اینترنت و تولید سرسام آور بسته های اینترنتی نیاز به پردازش بسته ها با گذردهی Gbps100 و بیشتر از آن برای تامین کیفیت خدمات و افزایش کارایی به وجود آمده است. در شبکه های رایانه ای برای افزایش کیفیت خدمات نیاز به ابزاری است که بتواند چندین مولفه مربوط به جریان بسته های اینترنتی واردشده به دستگاه های شبکه را پردازش کند. این ابزار باید بتوانند پهنای باند، تاخیر، لغزش و گمشدن بسته هایی خاص از جریان داده ورودی را مدیریت کرده و در مورد تخصیص منابع شبکه به جریان های خاصی از بسته ها تصمیم بگیرد. انجام هرگونه سیاستی در راستای مسائلی غیر از مسیریابی یا کارهای تعریف شده برای دستگاه، منجر به اضافه شدن بار پردازشی به دستگاه های شبکه ای و امنیتی و در نتیجه افزایش تاخیر و کاهش گذردهی می شود. برای حل مسئله فوق پژوهشگران و محققین اقدام به ارائه راهکارهای مبتنی بر نرم افزار و سخت افزار کرده اند. در این بین رویکرد سخت افزاری به دلیل سرعت بسیار بالا نسبت به رویکردهای نرم افزاری، توانست گوی سبقت را از رقیب برباید و به عنوان یک راهکار اصلی، مدنظر شرکت ها و سازندگان مسیریاب ها، سوئیچ های سنتی، نرم افزار پایه، فایروال و دستگاه های تشخیص نفوذ قرار گیرد. در این راستا در ادامه اقدام به ارائه یک معماری برای دسته بندی بسته ها مبتنی بر سلول های حافظه SRAM و ساختار BCAM شده است. معماری پیشنهادی روی FPGA خانواده Virtex-7 با فرکانس کاری MHz 180 پیاده سازی شد. نتیجه حاصل از ارزیابی نرخ دسته بندی 344 میلیون بسته در حالت دو پورت را نشان می دهد. توان مصرفی موتور دسته بند پیشنهادی mw294 / 1 است.

کلیدواژه ها:

دسته بندی بسته ها ، کیفیت خدمات ، FPGA ، SRAM ، IP Lookup ، گذردهی بالا ، BRAM