NetMagic网络设备设计学习实践研究开发平台解析.pptVIP

简介 计算机系的学生们在进行课程实验时，缺少实验平台对网络设备的转发原理进行剖析；研究所的教授们缺少真实环境下的实验数据，进行更精确的数据建模和算法验证。 尽管我们自己同时具备学术研究和设备生产的经验，在教学的过程中我们也发现了这样一套平台的必要性，因此从2010年开始，我们开发并逐渐完善了Net Magic创新实验平台。这套平台的设计初衷是：有硬件也有软件，易于开发和部署，特别适合教学和学术研究。 试用结果表明，这套平台很受欢迎，学生们在很短的时间内就掌握了路由器的设计原理并开发出了一些应用，也发表了一批高水平的论文。 Net Magic摒弃了传统的硬件加CPU的结构，将控制功能外移到一台普通的微机上实现，为此专门设计了一套控制协议NMAC。NMAC的核心思想是利用以太网传递控制命令，不仅令硬件结构更加简洁，而且特别适合专业特长为硬件设计的研究人员。 UM输出接口 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ 协议验证 从硬件层次体验协议格式 NetMagic软件基本知识 NMAC通信框架 P1为管理配置/交换复用接口 报文拆封装模块区分NMAC报文和普通报文 命令解析模块解析NMAC协议 P1 UM CDP P2 P8 P3 GE PHY RGMII P4 P7 P6 P5 SerDes NMAC连接建立和释放 三次握手建立连接 两次握手释放连接 NMAC API函数 nmac_init(ID) nmac_write_data(addr,num,data) nmac_read_data(addr,num) nmac_cleanup() NetMagic BOX自身无CPU处理能力，需借助外部主机CPU，通过以太网传递控制命令 初始化 写数据 读数据 关闭 NM Debuger界面 由NMAC的四个API函数创建， 配置UM和CDP内部寄存器 教学案例 Bufferbank演示环境 Openlabel演示环境 数据流镜像和阻断工具 Bloom filter的原型 路由器原型 流量发生器原型 流媒体传输质量监测工具 网络数据采集和Trace生成工具 Buffer Bank演示环境 实现基本的Buffer Bank原型系统，至少包含2个BBD、1个BBM 实现一种简单的，带本地Cache的流媒体分发应用 NetMagic负责对用户请求数据是否在本地缓存进行判断 Openlabel演示环境 支持同一物理设备上的多个虚拟设备与其他多个物理设备上的虚拟设备相连，并对每条虚拟链路实现带宽控制 在每条虚拟链路上运行多台数据流，并对每条数据流进行单独的流控 基于规则的数据流镜像和阻断 NetMagic硬件根据查表的结果转发 NetMagic控制软件从远端接收数据流阻断的五元组规则 NetMagic控制软件可将五元组规则配置到NetMagic中，对匹配规则的数据进行阻断（丢弃） Bloom filter应用 设计一个使用Bloom filter的应用场景，如优化一个查表算法，加快其查找速率 利用NetMagic硬件实现Bloom filter的查询，至少包含4个hash函数 NetMagic控制软件实现对NetMagic硬件中Bloom filter向量的配置 基于NProbe的路由器原型 实现的路由器端口数目至少4个 实现路由查找与转发 在NetMagic控制器上实现至少一种路由协议，通过软件设置转发表和ARP表 流量发生器 NetMagic根据控制端的软件对发生的流量进行设置 设置方式包括报文头内容，发送报文长度、发送报文速率 支持按照on/off或者Possion分布发送报文 数据采集器 数据源使用发包软件构造不同报文发送给NetMagic 利用NMAC协议配置转发规则 Netmagic实现规则匹配转发，将符合规则的报文转发给数据采集分析主机 将接收的报文整理成为指定格式存储，并编写程序对trace文件提供分析功能 视频监测工具 对指定视频流进行捕获，分析传输协议的特点，确定视频流的特征 对捕获视频流的带宽、丢包率等进行分析 NetMagic的吸引力 研究人员获取实际数据 教学人员演示实际数据 展现最底层的细节 多谢指教！ 诚招代理商 * 对于软件开发能力不强的人，这是最现实的体系结构 * * CDP的内部不需要关注，只需要实现UM，工作量非常小 * 报文体FIFO和计数FIFO是成对出现的 * usedw表示FIFO中存在的words数量，不是已经使用的数量 * 报文流量整形时需要断续读写FIFO * 除了旁路模式，一般需要在UM中实现FIFO * 很简单的状态转移关系 * 规则FIFO放在CDP输出控制模块中 * 细节的展现是最吸引人的 * 协议的处理需要精力开发 * 细节动人，数据为王 * NetMagic是什么 为什么设计 NetMag