阿基米德說：“給我一個杠杆我能(néng)翹起整個地球！”
我覺得：“給我一台OpenBox設備我能(néng)改變整個網絡！”
牛皮吹大(dà)了(le)，肯定會(huì)破。但(dàn)牛皮吹多了(le)，肯定會(huì)信。不管是自(zì)己還是别人！ 一、設備簡介      FAST是一個與平台無關的開(kāi)源架構,根據FAST原理(lǐ)和(hé)規範實現(xiàn)的CPU ＋ FPGA 異構網絡設備形态都屬于FAST平台。點擊此處了(le)解FAST——開(kāi)源、開(kāi)放(fàng)、高(gāo)速、高(gāo)效。
     OpenBox是湖南新實全力打造的一款面向計(jì)算(suàn)機網絡實驗科研與教學平台設備的品牌型号，是基于FAST架構實現(xiàn)的一種支持軟硬件全功能(néng)編程的網絡實驗開(kāi)發平台。物如其名，其設備外(wài)觀如白(bái)色，盒狀；小(xiǎo)巧，精緻；氣質樸素，純潔。其系統結構爲典型的多核CPU＋FPGA異構形式，輔以一個控制平台以太網接口和(hé)4個數據平台以太網接口。系統搭建遵循FAST架構規範，在多核CPU軟件側運行普通Linux系統、通用(yòng)SOCKET應用(yòng)、FAST軟件開(kāi)發環境和(hé)FAST應用(yòng)。在FPGA硬件側運行平台相關FPGA OS邏輯和(hé)用(yòng)戶模塊邏輯。軟件使用(yòng)C語言編程，硬件使用(yòng)Verilog語言編程。OpenBox也(yě)本着開(kāi)源、開(kāi)放(fàng)、高(gāo)速和(hé)高(gāo)效的原則爲國内外(wài)近百家高(gāo)校和(hé)科研院所提供平台定制、功能(néng)定制、協議(yì)定制、案例定制和(hé)全方位的使用(yòng)培訓、開(kāi)發服務等功能(néng)。
軟件也(yě)編程，硬件也(yě)編程，軟硬都可以編程。如果您不想編程，這(zhè)平台可能(néng)不适合您折騰。建議(yì)您換個頻道(dào)試試？我就想打造一個完全服從(cóng)自(zì)己的網絡世界，這(zhè)才是真正的定義網絡。
     一台OpenBox設備就是一個完整的支持軟硬件全功能(néng)編程的網絡實驗平台，平台提供了(le)軟硬件二開(kāi)發環境和(hé)大(dà)量應用(yòng)開(kāi)發案例，用(yòng)戶可以在上(shàng)面進行軟硬件任何位置的編程開(kāi)發。
     一台OpenBox設備就能(néng)改變整個網絡？這(zhè)個牛皮顯然是吹大(dà)了(le)，但(dàn)還不緻于會(huì)破。怎麽做？我們絕對(duì)不會(huì)。下(xià)面說點我們平台會(huì)的。
二、設備功能(néng)      1，編程語言      OpenBox設備是一台小(xiǎo)型嵌入式主機，擁有完整的操作(zuò)系統和(hé)相關外(wài)設。其操作(zuò)系統已經升級到(dào)ubuntu版本，開(kāi)源庫中支持的開(kāi)發語言基本上(shàng)都可以在該平台使用(yòng)。如C、C++、shell、perl、Python等等。      2，嵌入式開(kāi)發      我本是個嵌入式主機，在我上(shàng)面做的開(kāi)發當然是嵌入式的開(kāi)發，還包括驅動移植等，如網絡驅動、GPIO、UART等等。      3，網絡服務搭建      apt-get install something。直接搭建和(hé)配置你(nǐ)想要的服務器。如FTP服務器、NFS服務器、HTTP服務器和(hé)DHCP服務器等等。      4，網絡協議(yì)編程      A. 系統命令或工(gōng)具：arp、route、ping、ftp、curl、iperf和(hé)tcpdump等。通過系統命令或工(gōng)具産生或接收指定協議(yì)的數據包；查看(kàn)并分析協議(yì)格式内容；通過其修改網絡協議(yì)的數據内容或處理(lǐ)行爲；      B. 用(yòng)戶态協議(yì)編程：使用(yòng)libpcap和(hé)libnet兩個開(kāi)發庫實現(xiàn)網絡協議(yì)的ETH、ARP、IP、ICMP、TCP、UDP等協議(yì)内容的定義與構造，實現(xiàn)與對(duì)應網絡協議(yì)層次通信。libpcap的分組獲取方式是接口所有流量送到(dào)CPU，通過libpcap的内核過濾器篩選後轉發用(yòng)戶态處理(lǐ)；      C. 用(yòng)戶态協議(yì)FAST編程：基于FAST軟件開(kāi)發環境與編程接口，實現(xiàn)對(duì)網絡分組數據的硬件篩選，截取分派到(dào)指定軟件應用(yòng)編程處理(lǐ)，用(yòng)戶可以自(zì)定義其輸出格式内容與轉發端口控制（單播、多播或組播）。分組内容包含完整以太網幀，支持各層級完整協議(yì)解析與重組，且隻從(cóng)硬件提取用(yòng)戶關心的小(xiǎo)部分特征分組流送用(yòng)戶态處理(lǐ)。如實現(xiàn)用(yòng)戶态ARP功能(néng)應用(yòng)、用(yòng)戶态PING功能(néng)應用(yòng)和(hé)用(yòng)戶态DNS防禦功能(néng)等。收發任意用(yòng)戶自(zì)定義網絡分組數據幀格式都可以，也(yě)就是說從(cóng)二層自(zì)定義、三層自(zì)定義到(dào)其他(tā)任何分組協議(yì)層的定義内容均可以；      D. 内核态協議(yì)編程：實現(xiàn)諸如ARP内核模塊、ICMP内核模塊功能(néng)，類IP層模塊、類UDP模塊。在内核插入一個能(néng)處理(lǐ)ARP協議(yì)的模塊，添加一個類似IP層協議(yì)功能(néng)的模塊（處理(lǐ)以太網幀類型爲自(zì)己定義的内核模塊），添加一個類似UDP層協議(yì)功能(néng)模塊（處理(lǐ)IP層協議(yì)字段爲自(zì)己定義的内核模塊）。      5，網絡原型系統      軟件二層交換機：根據二層交換原理(lǐ)，僅使用(yòng)FAST用(yòng)戶态API接口編程，設計(jì)與實現(xiàn)一個二層以太網交換機原型系統，支持多端口分組數據交換功能(néng)，實現(xiàn)基本的單播與廣播功能(néng)，支持MAC轉發表老(lǎo)化；      硬件二層交換機：将軟件二層交換的學習與老(lǎo)化功能(néng)留在CPU軟件端處理(lǐ)，學習好(hǎo)MAC表後，配置到(dào)硬件FPAG的轉發流表中，實現(xiàn)在硬件完成分組解析、MAC查表與輸出轉發功能(néng)；      軟件三層路由器：根據三層路由原理(lǐ)，基于FAST設計(jì)與實現(xiàn)一個路由器原型系統，實現(xiàn)設備接口的ARP請(qǐng)求與響應功能(néng)、分組三層解析與修改、FIB查表和(hé)二層替換等功能(néng)。支持控制平面（轉交協議(yì)棧）與數據平面分開(kāi)處理(lǐ)，實現(xiàn)基本的路由轉發功能(néng)；      硬件三層路由器：将軟件三層路由器的控制平台留在CPU軟件端處理(lǐ)，并安裝Quagga路由學習軟件，将路由學習的FIB表及鄰接表内容更新到(dào)硬件FPGA的相關表項，實現(xiàn)路由器的數據平面完全硬件卸載處理(lǐ)；      軟件SDN交換機：根據OpenFlow協議(yì)1.3版本實現(xiàn)一個精簡的SDN交換機，協議(yì)通道(dào)支持與Floodlight控制器互聯，數據平面支持IPv4和(hé)IPv6的分組匹配和(hé)轉發功能(néng)；      高(gāo)精度硬件測量：由軟件構造測量報(bào)文(wén)并配置測量報(bào)文(wén)的發送時(shí)間及間隔，然後提交給硬件發送，硬件發送成功後可獲取每個報(bào)文(wén)的硬件輸出時(shí)間。再等待測量報(bào)文(wén)返回，在接口标記其硬件輸入時(shí)間後轉發給測量軟件。最後由軟件計(jì)算(suàn)測量數據。由于測量數據均由硬件控制，其時(shí)間精度可達到(dào)ns級别。發包間隔設置爲固定長度，可在對(duì)端網絡測量網絡抖動，間隔設置爲零，則可以測量網絡的實時(shí)帶寬；      硬件SDN交換機：将OpenFlow的協議(yì)通道(dào)留在CPU軟件端完成，實現(xiàn)同步控制器下(xià)發的FLOW_MOD消息内容到(dào)硬件FPGA的轉發流表，在硬件完成分組的解析、查表和(hé)執行動作(zuò)等功能(néng)；      SDN拓撲測量：根據LLDP協議(yì)和(hé)BBDP協議(yì)測量純SDN網絡環境與跨SDN網絡環境的拓撲。支持用(yòng)戶自(zì)定義拓撲探測協議(yì)數據的分發與采集；      基于OVS的SDN交換機：軟件運行OVS，并将OVS的内核快(kuài)速路徑流表卸載到(dào)硬件FPGA邏輯中，軟件實現(xiàn)OVS流表與硬件流表同步更新。      軟件LISP路由器：根據LISP工(gōng)作(zuò)原理(lǐ)，在軟件三層路由器基礎上(shàng)增加對(duì)LISP功能(néng)的支持，每個RLOC節點啓動後均自(zì)動與MS/MP注冊，獲取全網RLOC與EID的映射信息。支持各RLOC下(xià)任意EID節點之間互聯互通；      軟件段路由：根據段路由（segment routing，SR）工(gōng)作(zuò)原理(lǐ)，在軟件三層路由器基礎上(shàng)增加對(duì)段路由功能(néng)支持，支持用(yòng)戶在路由實驗網中任意配置分段跳轉路由功能(néng)；      軟件網絡編碼路由（暫未開(kāi)源）：感興趣的朋友可上(shàng)網搜索網絡編碼路由相關資料；      時(shí)間敏感網絡系統（暫未開(kāi)源）：包含時(shí)間敏感網絡交換機與主機節點，各節點之間可動态靈活組網，時(shí)間同步自(zì)動完成。節點支持SDN流表轉發配置，輸出端口支持8個TT隊列，可将一條流在不同交換節點映射到(dào)不同優先級隊列調度輸出。隊列調度支持Qbv，可配置多種調度模式使用(yòng)。主機節點加載高(gāo)實時(shí)操作(zuò)系統及實時(shí)驅動與協議(yì)棧，與交換機時(shí)間同步、調度同步。 三、售後服務      1，技術支撐與培訓
     平台提供免費的軟硬件源碼、開(kāi)發環境、示例應用(yòng)源碼及相關文(wén)檔。面向項目組建專屬服務微信群，提供免費培訓，講解和(hé)剖析平台原理(lǐ)構架、實現(xiàn)方法、開(kāi)發流程和(hé)調測試步驟。免費爲用(yòng)戶提供設計(jì)、開(kāi)發指導及關鍵技術快(kuài)速實現(xiàn)與測試驗證。      2，專屬定制服務      A. 系統架構：CPU可選：Intel、飛(fēi)騰和(hé)龍芯；FPGA可選：Inetl、Xilinx和(hé)國産型号；      B. PCB器件：部分解決方案器件可實現(xiàn)全國産化；      C. 設備外(wài)形：網卡、闆卡模塊、獨立1U/2U機箱、ATCA或VPX等；      D. 設備接口：網口支持1G、10G、40G和(hé)100G，串口（或轉RJ45）、USB口、JTAG調試口；      E. 操作(zuò)系統：開(kāi)源Linux或國産Linux；      F. 内核模塊及應用(yòng)：PCIe驅動、以太網驅動、協議(yì)棧内核模塊、協議(yì)棧用(yòng)戶模塊和(hé)協議(yì)應用(yòng)；      G. 原型系統：交換、路由、SDN、TSN，根據用(yòng)戶需求定制開(kāi)發；      H .硬件卸載加速：高(gāo)精度測量、TOE、根據用(yòng)戶需求定制開(kāi)發。 四、更多了(le)解      OpenBox平台爲您提供了(le)可以在網絡分組各個層次對(duì)分組數據進行解析、處理(lǐ)、封裝和(hé)自(zì)定義的能(néng)力，允許用(yòng)戶在硬件FPAG、軟件内核态和(hé)用(yòng)戶态各環境下(xià)面處理(lǐ)和(hé)定義分組數據。同時(shí)還允許分組數據在軟件、内核、用(yòng)戶态自(zì)由靈活循環分派、處理(lǐ)和(hé)轉發。總有一個層次是适合您設計(jì)的，總有一個環境是适合您去開(kāi)發的，總有一條分組處理(lǐ)流水(shuǐ)線是可以滿足您業務或創新需求的。      OpenBox平台助力您在網絡學習、競賽、教學和(hé)科研各領域的原理(lǐ)驗證與創新設計(jì)中迅速領跑、高(gāo)速騰飛(fēi)和(hé)極速穿越。
     未來(lái)網絡因您的設計(jì)而變得更加美(měi)好(hǎo)！ 五、結語       FAST官網：www.fastswitch.org。
      湖南新實網絡官網：www.xperis.com.cn。