[發明專利]一種FPGA加速器、網絡參數測量系統、方法及介質

有效

• 申請號: 202110441197.2
• 申請日: 2021-04-23
• 公開（公告）號: CN113141281B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 郭巍;劉偉;徐亞明
• 申請（專利權）人: 山東英信計算機技術有限公司
• 主分類號: H04L43/08
• 分類號: H04L43/08;H04L43/50;H04L69/22
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 張春輝

本發明公開了一種FPGA加速器，該FPGA加速器使用基于FPGA的加速器實現網絡測試協議在FPGA中的卸載和加速，任務數據的發送和接收不需要傳遞給CPU處理，降低了CPU的負載；FPGA加速器自身數據處理能力強，可以達成滿帶寬的測試需求，實現高精準測量；同時本設備中應用程序模塊基于Iperf協議搭建，Iperf協議可以基于測試需要進行替換，擴展性好；由于FPGA加速器的動態可編程特性，相應的測試環境可以根據需要隨時搭建，所有操作只是軟件指令的執行，無需更換硬件板卡，更改硬件連接關系，有利于故障的快速定位。本發明還公開了一種網絡參數測量系統、方法及可讀存儲介質，具有相應的技術效果。

技術領域

本發明涉及性能測試技術領域，特別是涉及一種FPGA加速器、網絡參數測量系統、方法及可讀存儲介質。

背景技術

服務器系統通常使用以太網卡作為網絡接口實現服務器之間的互聯互通，服務器在使用以太網口互聯時，服務器或網絡系統開通過程中，一般在服務器上安裝iperf(帶寬測試工具)等的網絡帶寬測試工具對網絡參數進行測試，評估網絡性能，協助解決網絡互聯中出現的問題。

但是，當網絡接口帶寬達到100Gbps甚至更高的時候，基于純軟件的測試工具就無法產生滿線速的測試數據，獲得更為準確的測試結果了，只能對網絡的性能做粗略的判斷，測試結果的準確性較低。對于高帶寬的網絡參數測量，也可以使用專業儀表實現，雖然相比測試軟件所得到的測量數據精確，但需要昂貴的儀表，還需要專門的維護人員協同進行測試工作，實現成本高。

綜上所述，如何提升高帶寬下網絡參數測量的精準性的同時降低實現成本，是目前本領域技術人員急需解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種FPGA加速器、網絡參數測量系統、方法及可讀存儲介質，對于高帶寬下網絡參數測量的精準性高，且實現成本低。

為解決上述技術問題，本發明提供如下技術方案：

一種FPGA加速器，包括：

寄存器讀寫通道模塊，用于連接服務器CPU，獲取所述服務器CPU生成的網絡參數測量指令以及測量配置信息，并將測試結果傳輸至所述服務器CPU；

基于Iperf協議搭建的應用程序模塊，所述應用程序模塊與所述寄存器讀寫通道模塊連接，配置有服務端模塊和客戶端模塊兩種工作模式對應的模塊；所述客戶端模塊用于根據所述測量配置信息生成任務數據，將所述任務數據發送至TCP/UDP模塊，并根據接收到的測試反饋數據進行網絡參數性能分析，生成所述測試結果；所述服務端模塊用于接收并響應測試數據；

所述TCP/UDP模塊用于對接收到的所述任務數據基于TCP或UDP協議進行發送處理，將生成的TCP/UDP幀發送至所述IP模塊；對接收到的TCP/UDP幀進行TCP或UDP協議接收處理，并將生成的測試反饋數據發送至所述應用程序模塊；

所述IP模塊用于對收發數據進行IP幀的重組和分段處理，將MAC模塊發送的MAC幀重組為TCP/UDP幀，將所述TCP/UDP模塊發送的TCP/UDP幀分段為MAC幀；

所述MAC模塊用于基于以太網MAC層協議發送以及接收MAC幀，并將接收到的MAC幀發送至所述IP模塊。

可選地，所述TCP/UDP模塊包括：接收引擎、發送引擎、分別連接所述接收引擎以及所述發送引擎的狀態表模塊、端口表模塊、會話表模塊以及定時器模塊；

其中，所述接收引擎用于接收并存儲的所述TCP/UDP幀；

所述發送引擎用于接收并存儲待發送的所述任務數據；

所述狀態表模塊用于跟蹤每個TCP連接的狀態；

所述端口表模塊用于記錄接收到的所述TCP/UDP幀的數據來源的端口號和待發送的所述任務數據的目的端口號；