一(yī)、 應用背景

    随着互聯網技術的飛速發展，網絡相關的軟硬件應用也越來越多。但是應用的開(kāi)發、測試大(dà)部分(fēn)是在一(yī)些網絡性能較好的局域網中(zhōng)進行的，但是現實中(zhōng)的網絡是不可靠的，數據傳輸和交互可能存在丢包，亂序等問題，導緻整個系統出現故障，因此模拟在廣域網中(zhōng)存在的不确定問題，對應用的部署運行是必要的。

二、 方案概述

    湖南(nán)新實自主研發的廣域網硬件仿真平台，基于FPGA+CPU的FAST架構下(xià)實現，廣域網仿真功能在硬件中(zhōng)實現，可模拟廣域網中(zhōng)丢包，亂序，延時的情形。具體(tǐ)實現方式是在硬件中(zhōng)的五級流水線中(zhōng)插入廣域網仿真模塊。

三、 FAST五級流水線（FAST UM）

    UM是FAST架構中(zhōng)硬件中(zhōng)最基礎的模塊，包含5個主要的子模塊，可實現對網絡分(fēn)組的分(fēn)組解析、查表匹配、動作轉發，輸出統計功能。 用戶定義的解析(UDP)
    根據用戶特定的處理需求，解析分(fēn)組的協議以及分(fēn)組是否滿足用戶定制的屬性分(fēn)類，生(shēng)成後續控制分(fēn)組處理的分(fēn)組特征向量（PFV）以及生(shēng)成MD信息。 用戶定義關鍵字提取（UKE）
    根據分(fēn)組的特征向量，提取分(fēn)組查表得關鍵字并将查找關鍵字（Key）、PFV及MD送給GME模塊。 通用查表引擎(GME)
    根據産生(shēng)的關鍵字查表，獲取控制分(fēn)組處理動作和輸出控制的信息。 用戶定義動作（UDA）
    實現用戶定義的對分(fēn)組的特定處理，如修改分(fēn)組頭，分(fēn)組分(fēn)片與重組，添加二層分(fēn)組頭等。 通用輸出引擎（GOE）
    基于令牌桶實現對分(fēn)組輸出的整形，如限制發往特定CPU 軟件UA或協議棧的流量，限制特定流發往特定端口的流量等。

四、 廣域網仿真模塊（MMM）

丢包模塊
    根據配置的丢包率對輸入的包進行計數，即根據輸入的百分(fēn)比，将報文中(zhōng)的指定比例的包丢掉，如５％即在配置成效時将每接收到的100個報文中(zhōng)的前５個報文丢棄。 亂序模塊
    亂序模塊是數據通過乒乓的方式存儲在兩個FIFO内。在輸出時根據亂序的比例來實現對兩個FIFO控制。     即輸入時按１：１的方式将數據存儲在兩個FIFO中(zhōng)，在輸出時則根據丢包比例進行亂序，即若亂序率爲１％即輸出時每輸出99個數據後輸出在對應FIFO多輸出一(yī)個報文，即每個FIFO接２：２輸出兩個，以保證出現亂序。 延時模塊
    延時模塊是對需要延時的數據在FIFO中(zhōng)進行緩存，直到達到延時确定的時間爲止。即當第一(yī)個報文到達後開(kāi)始記時，到指定時間輸出數據報文。