一、 應用(yòng)背景

    随着互聯網技術的飛(fēi)速發展，網絡相關的軟硬件應用(yòng)也(yě)越來(lái)越多。但(dàn)是應用(yòng)的開(kāi)發、測試大(dà)部分是在一些(xiē)網絡性能(néng)較好(hǎo)的局域網中進行的，但(dàn)是現(xiàn)實中的網絡是不可靠的，數據傳輸和(hé)交互可能(néng)存在丢包，亂序等問題，導緻整個系統出現(xiàn)故障，因此模拟在廣域網中存在的不确定問題，對(duì)應用(yòng)的部署運行是必要的。

二、 方案概述

    湖南新實自(zì)主研發的廣域網硬件仿真平台，基于FPGA+CPU的FAST架構下(xià)實現(xiàn)，廣域網仿真功能(néng)在硬件中實現(xiàn)，可模拟廣域網中丢包，亂序，延時(shí)的情形。具體實現(xiàn)方式是在硬件中的五級流水(shuǐ)線中插入廣域網仿真模塊。

三、 FAST五級流水(shuǐ)線（FAST UM）

    UM是FAST架構中硬件中最基礎的模塊，包含5個主要的子模塊，可實現(xiàn)對(duì)網絡分組的分組解析、查表匹配、動作(zuò)轉發，輸出統計(jì)功能(néng)。 用(yòng)戶定義的解析(UDP)
    根據用(yòng)戶特定的處理(lǐ)需求，解析分組的協議(yì)以及分組是否滿足用(yòng)戶定制的屬性分類，生成後續控制分組處理(lǐ)的分組特征向量（PFV）以及生成MD信息。 用(yòng)戶定義關鍵字提取（UKE）
    根據分組的特征向量，提取分組查表得關鍵字并将查找關鍵字（Key）、PFV及MD送給GME模塊。 通用(yòng)查表引擎(GME)
    根據産生的關鍵字查表，獲取控制分組處理(lǐ)動作(zuò)和(hé)輸出控制的信息。 用(yòng)戶定義動作(zuò)（UDA）
    實現(xiàn)用(yòng)戶定義的對(duì)分組的特定處理(lǐ)，如修改分組頭，分組分片與重組，添加二層分組頭等。 通用(yòng)輸出引擎（GOE）
    基于令牌桶實現(xiàn)對(duì)分組輸出的整形，如限制發往特定CPU 軟件UA或協議(yì)棧的流量，限制特定流發往特定端口的流量等。

四、 廣域網仿真模塊（MMM）

丢包模塊
    根據配置的丢包率對(duì)輸入的包進行計(jì)數，即根據輸入的百分比，将報(bào)文(wén)中的指定比例的包丢掉，如５％即在配置成效時(shí)将每接收到(dào)的100個報(bào)文(wén)中的前５個報(bào)文(wén)丢棄。 亂序模塊
    亂序模塊是數據通過乒乓的方式存儲在兩個FIFO内。在輸出時(shí)根據亂序的比例來(lái)實現(xiàn)對(duì)兩個FIFO控制。     即輸入時(shí)按１：１的方式将數據存儲在兩個FIFO中，在輸出時(shí)則根據丢包比例進行亂序，即若亂序率爲１％即輸出時(shí)每輸出99個數據後輸出在對(duì)應FIFO多輸出一個報(bào)文(wén)，即每個FIFO接２：２輸出兩個，以保證出現(xiàn)亂序。 延時(shí)模塊
    延時(shí)模塊是對(duì)需要延時(shí)的數據在FIFO中進行緩存，直到(dào)達到(dào)延時(shí)确定的時(shí)間爲止。即當第一個報(bào)文(wén)到(dào)達後開(kāi)始記時(shí)，到(dào)指定時(shí)間輸出數據報(bào)文(wén)。