白皮書

BittWare的StreamSurge 100G網路示例簡介

概述

BittWare提供StreamSurge,這是一款用於BittWare的XUP-P3R加速器卡的100G網路負載測試應用程式。StreamSurge作為預編譯的比特流免費提供給XUP-P3R擁有者,只需硬體成本即可將卡變成簡單的網路測試解決方案。按兩下此處獲取 StreamSurge 的應用說明。

為什麼選擇FPGA進行網路測試?

軟體解決方案已經存在,可用於任何頻寬的網路協定測試和高達 10 GbE 的負載測試。但在 25G 及更高版本下,即使是最新的多核英特爾至強 CPU 也無法跟上, 您需要專用的網路加速硬體。

由於 GPU 不適合數據包處理,因此選擇範圍縮小到 NIC ASIC 或 FPGA 解決方案。基於ASIC的設備的優勢在於它們提供25-100 Gbps,具有許多功能,可用於廣泛的測試。然而,專用的100G設備非常昂貴,它們的成本可能是單個FPGA卡的許多倍。

此外,基於FPGA的解決方案可以設計為僅具有使用者需求所需的功能,並且成本要低得多。

BittWare構建StreamSurge的動機

在BittWare,我們在內部有兩個不同的用例用於100G網路負載測試:

  • 用於產品開發的一夜之間持續集成測試運行
  • 在工廠車間進行製造測試

這兩種情況都需要同時運行多個100G測試儀。雖然ASIC測試儀用於這些測試,但我們需要以非常高的每單位成本購買幾個(XUP-P3R卡價格的五倍或更多)。

我們的解決方案是縮小測試所需的功能範圍,並使用SmartNIC Shell作為起點,我們構建了StreamSurge。

它是如何運作的

因為我們從SmartNIC Shell開始,所以我們已經安裝了墊圈和其他“管道”,以便在FPGA中操作數據包。此外,我們還使用 DPDK 資料行動器與主機應用程式進行介面。這為我們節省了大量時間,並讓我們的團隊專注於此 SmartNIC 應用程式中的獨特之處:網路負載測試。

對於測試,我們需要在FPGA內部創建一個數據包生成器,或者提供一種使用FPGA播放或流式傳輸數據包的方法,但使用來自其他源的數據包。我們選擇了第二條路徑,但同時啟用了播放或流式傳輸。對於播放,使用者首先從軟體或 ASIC 源捕獲到 PCAP 檔的數據包。然後,StreamSurge可以從緩衝區以線速播放PCAP檔。

對於流式傳輸,我們利用行業標準的DPDK主機介面。這使得 XUP-P3R 顯示為數據包生成器軟體的常規 NIC 卡,在發送和接收時都有時間戳。在 XUP-P3R 上有一個具有以下功能的大型 DRAM 緩衝區:

  • 增加了在傳輸緩衝區填滿時暫停傳輸的能力
  • 添加迴圈傳輸緩衝區以進行無限長負載測試的能力
  • 增加了在傳輸時更改幀間間隙(IFG)的能力
  • 添加將傳輸時間戳應用於數據包有效負載的功能,以啟用延遲和抖動測量

為了與StreamSurge介面,我們創建了“streamcli”DPDK應用程式。此命令行工具控制上述所有硬體功能。此外,它可以將數據包接收到PCAP檔中,傳輸PCAP檔,並可以使用基於IETF RFC 2544和ITU-T Y.1564測試神話的模式填充數據包緩衝區。

我們有一個視頻,展示了StreamSurge使用兩個XUP-P3R卡,與GPS原子鐘同步,並設置為測量卡之間設備的延遲。

結論

對於網路數據包處理,BittWare的FPGA解決方案可以説明CPU在性能有限的情況下,以及基於ASIC的解決方案不可用,不可行或對於所需應用來說過於昂貴。在這種情況下,基於ASIC的設備具有足夠的功能,但設備成本限制了持續集成測試或製造測試可以執行的操作。

相反,BittWare XUP-P3R卡為100 Gb / s的網路測試提供了合適的解決方案。對於卡擁有者,StreamSurge在BittWare Developer網站上作為比特流(與有限的晶片/卡配置子集相容)是免費的。

我們有關於StreamSurge的更多詳細資訊,可作為免費的應用程式筆記下載;今天通過下面的表格獲取它!

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