FAST-based TSN switch (4)-FPGA-based TSN network CQF implementation

CQF是目前TSN标准定义的可实现确定性交换延时的转发模型,其交换流程可以方便的映射到FAST平台的FPGA流水线上。FAST流水线的用户定义输出(UDO)模块可实现用户定义的分组输出控制,支持TSN CQF转发模型的UDO称为CQF-UDO。 本文介绍的CQF-UDO模块主要用于CQF功能的验证。面向具体应用的CQF实现需要对输出队列数目,输出缓冲区大小等参数进行优化。 一、CQF-UDO实现结 阅读更多…

FAST-based TSN switch (3)-TSN CQF principle

为了支持确定性的交换,TSN对802.1Q-2014标准进行了扩充。其中单流过滤和管控机制(PSFP)中的时间门控逻辑控制了时间敏感分组进入缓存队列的时间,而时间敏感流增强调度(EST)机制中的输出门控机制控制了分组离开输出队列的时间。基于对PSFP和EST机制的不同配置,TSN交换机可以实现多样的确定性转发,满足不同场景的需求。 CQF是802.1Qch定义的一种对PSPF和EST机制的配置,可 阅读更多…

FAST-based TSN switch(2)-FAST-based TSN switching model

在802.1Q-2014定义的以太网交换基本模型基础上,针对TSN的特定需求,802.1Qci和802.1Qbv修订对交换模型中分组输出缓存的入队列操作和出队列调度机制进行了扩展,通过使用门控时间列表等机制对时间敏感分组入队和出队操作进行了限制。 FAST 3.0的流水线可以在保持现有模块不变前提下,通过按需扩展插入新的模块支持用户定制的功能,因此可以方便地将TSN交换处理流程映射到FAST流水线 阅读更多…

FAST-based TSN switch(1) -TSN exchange mechanism overview

2012年,IEEE 802.1的Audio Video Bridging任务组正式被TSN任务组代替。TSN任务组主要工作是定义在交换式以太网中转发时间触发消息的IEEE标准集合,目标是标准化“确定性以太网”技术, 满足现有和新兴市场,特别是工业互联网的需要。 随着越来越多的TSN标准落地,TSN距离应用已不再遥远。工信部2018年6月的推出的《工业互联网发展行动计划(2018-2020 年)》 阅读更多…

FAST 3.0 pipeline extension model, support TSN switch

由于FAST 2.0的流水线扩展模型难以满足确定性交换的要求,在保持FAST基本流水线架构不变的前提下,我们提出了FAST 3.0流水线扩展模型。 一、FAST 2.0流水线扩展模型的不足 FAST 2.0的流水线扩展模型如图1所示。其优点是在保持FAST标准五级流水线(GPP-GKE-GME-GAC-GOE)的基础上,支持用户定义解析(UDP)、用户定义关键字提取(UKE)、用户定义动作(UDA 阅读更多…

FAST 3.0 specification for the TSN exchange requirements

2017年推出的FAST 1.0规范主要支持OpenFlow交换,2018年推出的FAST 2.0规范在优化流水线管理配置的同时,扩展UDO模块以支持IEEE 1588透明时钟计算和网络测试仪(FAST-ANT)精准的发包控制和输入分组时间戳标记。2019年FAST将进一步优化FAST 硬件流水线以及FPGA OS的架构,推出3.0规范,以支持时间敏感网络(TSN)的交换需求。 一、需求背景 时间 阅读更多…

OpenBox is applied in the experimental teaching of computer network in Peking University

    北京大学计算机系在2018年秋季学期《计算机网络实习》课程中选择OpenBox-S4作为网络教学实验平台,开展网络协议处理、硬件转发和SDN交换方面的实验。     本学期共有83名大二到大四的学生选择《计算机网络实习》课程,其中60名同学基于OpenBox-S4开展实验。针对北京大学学生网络基础扎实,对网络新技术求知欲强的特点,湖南新实专门为实验定制了5个案例,包含ICMP报文协议观测与 阅读更多…

FAST virtual address space design and usage

    FAST项目的主要特色是基于FPGA硬件与多核CPU软件的协同处理实现SDN交换的数据平面。虚拟地址空间(Virtual Address Space,以下简称VAS)定义了FPGA硬件与CPU软件间的界面,在FAST项目研发中占有重要地位。     掌握VAS的概念和使用方法是进行平台相关的FPGA OS逻辑开发、平台无关的FAST UM开发、平台相关软件以及平台无关的用户程序(UA)开发 阅读更多…

FAST FPGA User Module Design Specification

1 前言     FAST(FPGA bAsed SDN swiTh)是基于FPGA的可重构SDN交换架构。平台(硬件板卡)无关是FAST的重要特点。因此,需要定义FAST交换逻辑与FPGA平台相关逻辑的接口。这些接口包括:(1)报文输入和输出接口;(2)管理配置接口;(3)协处理器接口;(4)辅助信号(如时钟与复位信号等)接口。     FAST中将平台相关逻辑称为支持FAST的FPGA操作系统 阅读更多…

Open source network tester-FAST ANT

【摘要】      ANT是国防科大网络系统组开发的一款基于FAST的轻量级网络测试分析器。在v1版本中,用户可利用OpenBox-S4 (基于Zynq 7000) 对吞吐、丢包以及精确时延进行精准测量。更重要的是,由于采用了FPGA-CPUs的高可编程架构,ANT可根据用户的定制化需求进行敏捷迭代开发,具有功能可定制、轻量级、低成本的特点,适合小型研究机构与初创公司进行网络性能与功能的测试与分析 阅读更多…