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一、FAST交換平臺的組成       FAST是基于多核CPU和FPGA的開源可重構分組交換平臺。通常對處理性能要求較高的分組處理功能由FPGA實現，對處理性能要求較低，實現復雜的功能可由CPU實現。用戶既可通過擴展FPGA硬件流水線功能也可以通過CPU上編程實現對分組交換功能的擴充。      802.1Q規范沒有明確定義流量測量的粒度，無法對進入網絡的流量進行細粒度的測量和管控。雖然支持多種輸出調度算法，但更多是保證輸出調度的優先級，或者按照預先確定的權值分配不同優先級隊列占用的輸出帶寬，在調度中沒有利用全局時間信息，無法實現確定性的延時控制。軟件定義網絡技術的應用可以簡化交換流程，將生成樹管理以及地址學習功能上載到控制器上實現，可以針對每條細粒度的流定義交換行為，但也難以實現確定性的延時控制。      FAST交換的實現不依賴特定的CPU與FPGA型號，但為了更好地提供交換功能擴充能力，保證軟硬件協同分組處理的基本性能，FAST的交換平臺必須具有如下兩個特點：    （1）所有網絡接口連接到FPGA上
     進入交換平臺的分組首先送FPGA處理，離開交換平臺的分組最后由FPGA發出。這樣有兩個優點。一是交換平臺可精確獲取分組接收時間以及控制發送時間，實現類似1588透明時鐘的控制，支持時間敏感交換；二是平臺可以支持各種新型的分組格式，支持內容中心網絡（ICN）等非IP交換。    （2）FPGA通過高帶寬總線與CPU連接
     與傳統交換芯片通過低帶寬的SPI總線、以太網或是單Lane的PCIE總線與控制CPU連接不同，FAST平臺中FPGA通過高帶寬的總線與CPU連接，提升軟硬件協同分組處理的性能，支持通過CPU軟件對數據平面處理功能進行擴展。      FAST交換平臺的實現架構如下圖所示。FPGA邏輯分為平臺相關的FPGAOS（類似微軟數據中心加速FPGA中的Shell）和FAST流水線兩部分。FPGA OS主要實現平臺相關,交換功能無關的分組處理，如網絡接口的接收與發送、CPU的DMA引擎以及FPGA片外或片內實現的TCAM查表功能等。FAST 流水線實現交換相關的網絡功能，如分組解析、關鍵字提取、轉發查表、動作執行和輸出控制等。用戶可通過擴展流水線實現不同的交換功能。      FAST流水線可將特定類型的分組定向發往CPU進行處理。CPU上FPGA接口驅動稱為FAST驅動，該驅動識別FAST分組，根據分組攜帶Metadata中的內容將分組交協議棧或FAST內核處理。如果分組交協議棧（例如發往本地控制平面的分組），則分組格式要首先轉換成為skb-buf的格式。FAST內核實現Linux用戶空間中不同的FAST應用程序（UA）以及FAST硬件流水線之間FAST格式分組的交換。FAST UA通過FAST 編程庫提供的API與FAST硬件流水線或其他UA交換FAST分組以及管理配置FAST流水線。      FAST UA實現用戶定義的分組處理功能，如與外部SDN控制器連接的OpenFlow通道，軟件實現的新型轉發交換（如LISP、段路由等）以及各類有狀態Middlebox功能等。FAST流水線中的硬件模塊可以通過查表決定直接轉發分組或者把分組重新定向到特定的軟件UA上。 二、支持FAST的網絡平臺      為支持基于FAST的教學與科研，FAST開源社區聯合湖南新實網絡科技有限公司推出多款FAST交換平臺，支持Intel/ARM CPU，以及Altera/Xilinx公司的多個型號的FPGA。 OpenBox-S4      采用Zynq-7000 SOC芯片，內嵌雙核Cortex-A9 處理器，512MB DDR3內存；支持4路千兆以太網數據接口及一路千兆管理以太網接口。適合基于FAST的計算機網絡教學和新型網絡交換機制的驗證。      OpenBox-S4z平臺支持NetEXP教學案例，可用于研究生和本科生的計算機網絡實驗教學。高校教師與研究人員可免費申請試用OpenBox-S4z平臺。 OpenBox-S28      基于Intel Atom CPU和Altera Arria V FPGA實現，支持8個千兆以太網和2個萬兆以太網接口，以及一個千兆管理以太網接口。適合中等端口密度的實驗網組網和新型網絡設備原型驗證。 OpenBox-S56      采用Zynq-7000 SOC芯片，內嵌雙核Cortex-A9 處理器，1GB DDR3內存；支持16個千兆以太網接口和4個萬兆接口，適合高端口密度的試驗網組網和新型網絡設備原型驗證。   FAST開源社區為所有OpenBox系列設備提供：
     （1）平臺無關的FAST硬件流水線，FAST內核，FAST編程庫以及OpenFlow通道等典型UA的源代碼；
     （2）平臺相關的FPGA OS以及FAST驅動的執行代碼；
     （3）基于OpenBox平臺的用戶需求定制與技術培訓服務。