https://scholars.lib.ntu.edu.tw/handle/123456789/150636
標題: | 硬體網路加速引擎 Network Accelerator Engine |
作者: | 游勝帆 Yu, Shane-Feng |
關鍵字: | 硬體網路加速引擎;Ethernet;Offload;FPGA;Throughput;Network Accelerator Engine | 公開日期: | 2009 | 摘要: | 在本論文中,我們提出硬體網路封包加速引擎(Network Acceleratorngine),加速乙太網路(Ethernet Network)TCP/IP 通信協定層的處理速度。現行乙太網路的傳輸都是由CPU 來處理。經由乙太網路控制器(Ethernet MAC Controller),透過CPU 來處理網路上的資料傳輸,把資料從一台電腦傳輸到另一台電腦。利用TCP/IP 通信協定,以軟體方式處理時,需依靠CPU來做資料搬移、網路封包解析及處理系統中斷,因而消耗大量的CPU 運算能力。由於現行網路介面速度的提升,乙太網路的傳輸率由10/100Mbps 快速的成長至1G/10Gbps,更使CPU 無法負荷如此龐大的資料量處理,使得網路封包處理成為系統最大的效能瓶頸,網路封包加速引擎主要是將網路的傳輸的工作從CPU 分離出來,減少系統中斷、資料搬移及網路封包計算,所造成的系統損耗,以增進系統效能(Throughput)。以硬體方式將IP 資料封包從乙太網路控制器中傳給IP 層,藉由網路層卸載以減少CPU 處理TCP/IP 網路封包時,所耗損的系統資源。本論文在Altera Cyclone II FPGA Development Kit 之發展平台下,直接將快速乙太網路MAC 控制晶片與網路封包加速引擎連接,藉以改善系統效能,依據實驗結果,得到100Mbps 的網路速度。 Network Accelerator Enginebstracthe wired speed of the local area network has been increased from 10/100 Mbps to 1G/10bps recently and deep packet inspections are required in real-time by firewall machines to securehe Internet services. The processing of network packets has become the system’s major bottleneck.etwork accelerator engines can offload the computing need of CPU with a specific designircuit. In this thesis, we design and implement a Network Accelerator Engine to accelerate therocessing speed of TCP/IP protocol stack in an embedded system. The proposed offload engine isonsisted of four modules, namely, Datagram Receiver Module, Network Accelerator Module,Checksum Module, and Access Control List Module. In the proposed offload engine, we directly retrieve packets from the media access controller (MAC) and parse them for IP headers and payloadithout using any processor bus and interrupt. In a result, the packet processing speed does not depend on any software or CPU architecture.In current implementation in an Altera Cyclone II platform, we can achieve the data throughput of 100Mbps, which is the wired speed of the system’s MAC. |
URI: | http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/188076 |
顯示於: | 電機工程學系 |
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