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FAST入门(4)软硬协同分组处置赏罚 模子 之二
宣布时间 :2018-07-04
     模块是FAST平台完成 分组处置赏罚 的基本 单元,软硬件模块间高效的信息交互对完成 软硬件协同分组处置赏罚 具有主要 意旨 。元数据(Metadata)是FAST平台中模块间信息交流的焦点数据结构 ,是控制分组在软硬件模块间的处置赏罚 途径 以及信息交流的关键 。
一、软硬件协同分组处置赏罚 流程
   FAST平台中传输的每个分组都携带一个元数据块,用于寄存 分组的吸收 信息(如端口号,吸收 时辰 等)、途径 控制信息(如下一个模块号DMID)、处置赏罚 的中央 形状 (如流分类的标志 FlowID)以及用户自界说形状 信息等。
     FPGA OS必需 为每个从端口吸收 的分组树立 并初始化一个元数据块,每个软件UA也必需 为其发作 的分组构建并初始化一个元数据块。当硬件模块把分组DMID设置为某个UA的MID,或许 UA把分组的DMID设置为某个硬件模块的MID时,分组需求 携带元数据穿越软硬件界面,如下图所示。假定 硬件流水线由X、Y、Z三个模块组成,作为流水线最后 一级的模块Z通常为输入 引擎,FPGA OS将DMID为Z的分组送输入 接口收回 。
     若是 平台加载了一个软件法式A,成效 是对p1接口输入 ,p2接口输入 的一切 分组举行 喧嚣 反省 ,那么A可向模块Z设置 规则,将一切 输入 接口为p1,输入 接口为p2的分组的DMID设置为A。是以 模块Z会将分组p的DMID设置为A,FPGA OS会将p送到软件模块A举行 处置赏罚 ,同时将p的SMID设置为Z,表现 这是硬件模块Z收回 的分组。
     当A完成对p的喧嚣 反省 需求 继续 从p2收回 分组p时,可将p的DMID设置为Z,将p再次发送回硬件流水线。虽然p首先经由 了硬件流水线中的模块X和Y,但因为 DMID为Z,以是 X和Y不会处置赏罚 分组p,而是将其送到Z处置赏罚 。Z发现p的SMID为A,表现 已经由 喧嚣 反省 ,是以 会将分组DMID修正 为Z,由FPGA OS从端口收回 。
二、软硬件协同处置赏罚 中的信息交互
     元数据中除了DMID和SMID字段外,还界说了其他字段用于模块间信息的交互。FAST2.0规范 界说的元数据征求 了14个字段,如下表所示:
   凭证 系统 的功用 要求,开发周期,开发职员 喜欢 (软件开发或硬件开发),可将需求 完成 的网络成效 划分到分别 的软硬件模块中完成 (这一点前面 还会详细先容 ),而软硬件模块间形状 信息的交互需求 在元数据中携带,例如:
     (1)PST字段:硬件可举行 分组剖析 ,征求 网络协议类型或许 是运用 层剖析 ,并将剖析 的效果 经过 PST编码送UA,完成 将UA分组剖析 成效 卸载到硬件完成 ;
     TSN在转发流程中扩大 的单流过滤和管控(PSFP)机制主要 完成 三个成效 ,一是单流丈量,运用 令牌桶机制丈量抵达 的每条流得流量和最大帧长度能否 凌驾预定合约;二是时间 门控行列选择机制,即将全局时间 (分组抵达 的时辰 )参与 行列选择算法中思量 ,重新盘算分组外部 优先级,并凭证 外部 优先级而不是分组VLAN头或IP头中携带的外部 优先级选择输入 行列号;三是入队丈量,基于令牌桶机制对进入特定行列的流量举行 丈量,保险 进入照应 行列缓存的分组流量知足 一定的合约。
     (2)FlowID:硬件完成 对分组的分类,然后将分类的效果 送UA处置赏罚 ,即完成 将软件的流分类成效 卸载到硬件完成 ;
     (3)RXTS:硬件完成 对分组吸收 的时间 举行 准确 记号 ,软件UA可以凭证 这个时间 戳举行 时间 敏感的成效 处置赏罚 ,这关于 精准网络丈量和IEEE1588时间 同步控制的完成 十分 关键 ;
     (4)UDM:用户凭证 需求 运用 16字节的UDM字段完成 UA和特定硬件模块之间的信息转达 ,例如当硬件模块凭证 婚配 的规则将分组送给软件UA时,可以携带婚配 的规则号或软件预先 设置的cookie信息等。软件在将分组发送给硬件时,也可以 携带一些控制硬件处置赏罚 的信息,如准时 发送的信息等。关于UDM的运用 会在后续的理想 案例中越发详细的先容 。
     是以 在FAST架构下,软件UA可经过 元数据与硬件模块交流越发富厚的甚至是用户自界说的形状 信息。与如今 的Socket、Netlink,Libnet/Libpcap、DPDK等网络编程的API相比,FASTAPI具有 更强的软硬件分组协同分组才干 ,越发容易的知足 用户定制的处置赏罚 需求。