ホワイトペーパー

なぜネットワークテストにFPGAなのか？

あらゆる帯域幅でのネットワーク・プロトコル・テストや、10GbEまでの負荷テストに対応したソフトウェア・ソリューションは既に存在しています。しかし、25G以上の帯域では、最新のマルチコアIntel Xeon CPUでも追いつかないため、専用のネットワークアクセラレーション ハードウェアが必要でした。

GPUはパケット処理に向かないため、選択肢はNIC ASICかFPGAソリューションに絞られる。ASICベースのアプライアンスの利点は、25～100Gbpsで、広範なテストに対応する多くの機能を提供できることです。しかし、100G専用アプライアンスは非常に高価で、FPGAカード1枚の何倍ものコストがかかることもあります。

また、FPGAベースのソリューションでは、ユーザーのニーズに合わせて必要な機能だけを、より低コストで設計することが可能です。

BittWareStreamSurgeを開発した動機について

BittWare では、100Gネットワークの負荷テストについて、社内で2つの異なるユースケースを持っています：

• 製品開発のためのオーバーナイト、継続的インテグレーションテスト実行
• 工場現場での製造テスト

いずれも、複数の100Gテスターを同時に稼働させる必要があるケースです。これらのテストに対応したASICテスターは存在しますが、1台あたり非常に高いコスト（XUP-P3Rカードの5倍以上）で複数台購入する必要があります。

その解決策として、テストに必要な機能を絞り込み、SmartNIC Shellを出発点として、StreamSurgeを構築しました。

その仕組みについて

SmartNIC Shellから始めたので、FPGAでパケットを操作するためのガスケットやその他の "配管 "はすでに用意されていました。さらに、ホスト・アプリケーションとのインターフェースにはDPDKデータ・ムーバーを使用しました。その結果、時間を大幅に節約することができ、チームはこのSmartNICアプリケーションの特徴であるネットワーク負荷テストに集中することができました。

テストのためには、FPGAの中にパケットジェネレータを作るか、FPGAを使いながら別のソースからのパケットを再生したりストリーミングしたりする手段を提供する必要がありました。私たちはこの2番目の道を選びましたが、再生とストリーミングの両方を可能にしました。再生する場合、ユーザーはまずソフトウェアやASICのソースからPCAPファイルにパケットをキャプチャします。その後、StreamSurgeはバッファからラインレートでPCAPファイルを再生することができます。