[发明专利]一种安全可控性能可达线速的网络处理及转发方法

说明书

本发明公开了一种安全可控性能可达线速的网络处理及转发方法，基础硬件平台包含处理器、高性能处理转发层和网络接口，其中，高性能处理转发层由FPGA和外部存储组成，处理器与高性能处理转发层之间通过软硬件接口通信协议进行通信；所述处理器实现会话新建、会话状态检测、对高性能处理转发层的快转表项进行实时管理；所述高性能处理转发层负责在未建立快转表项时，将收到数据包上传处理器，并在建立快转表项后，由FPGA对收到的数据报文进行高性能处理转发。本发明通过构建高性能处理转发层，运用软硬结合，协同工作的方法，大大提高整体系统的网络处理和转发性能，特别是小包的性能，使系统的性能达到线速。

技术领域

本发明涉及一种安全可控性能可达线速的网络处理及转发方法。

背景技术

目前，在网络安全领域，一般依托处理器对分组数据包进行协议处理，规则匹配、格式检查、封装解封和转发，例如通用的防火墙设备等。在这种实现方式和方法中，系统的处理效能与处理器的网络处理性能息息相关。当接口速率达到10Gbps，40Gbps，系统的接口数量成倍增加时，配套的处理器的核数成倍增加，在系统软件设计、多核编程、整机功耗、散热等方面提出了很高的要求和挑战。

在国内大力提倡信息化设备软硬件平台国产自主的大背景下，因国产处理器网络处理性能相对较低，如何解决国产化平台的高性能网络处理和转发是一个较大的难题。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点，本发明提供了一种安全可控性能可达线速的网络处理及转发方法，主要依托国产CPU和国产FPGA，采用软硬结合的架构和硬件加速的基本思路，通过分析模块功能，细分软硬件功能，本着FPGA适合实现运算、查找，匹配、封装解封等功能，软件适合实现流程性、繁琐性功能的原则，充分发挥硬件的高性能处理优势和软件的灵活性优势，构建软硬件结合方式和实现流程，线速实现“状态检测包过滤”功能。

本发明方法是基于“国产CPU+国产FPGA”自主平台，不牺牲系统功能的，安全可控的性能可达线速的网络处理及转发方法，主要应用于国产自主可控的网络安全领域，解决因国产处理器性能较低，造成的整机和系统网络处理和转发性能低下，特别是小包性能低的瓶颈性问题。对于非国产硬件平台，也可以采用此方法使系统性能达到线速。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种安全可控性能可达线速的网络处理及转发方法，基础硬件平台包含处理器、高性能处理转发层和网络接口，其中，高性能处理转发层由FPGA和外部存储组成，处理器与高性能处理转发层之间通过软硬件接口通信协议进行通信；所述处理器实现会话新建、会话状态检测、对高性能处理转发层的快转表项进行实时管理；所述高性能处理转发层负责在未建立快转表项时，将收到数据包上传处理器，并在建立快转表项后，由FPGA对收到的数据报文进行高性能处理转发。

与现有技术相比，本发明的积极效果是：

本发明在国产处理器计算和网络处理转发能力相对较弱，与高速网络的处理能力不匹配的情况下，通过构建高性能处理转发层，运用软硬结合，协同工作的方法，大大提高整体系统的网络处理和转发性能，特别是小包的性能，使系统的性能达到线速，从而整体提升了国产自主平台的网络处理和转发能力。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1为本发明的基础硬件平台架构示意图。

具体实施方式

一种安全可控性能可达线速的网络处理及转发方法，包括如下内容：

本发明的基础硬件平台架构如图1所示，基础硬件平台包含国产自主处理器，高性能处理转发层和网络接口。其中，高性能处理转发层由国产FPGA和外部存储组成。相互之间互联关系如示意图，国产处理器与高性能处理转发层之间存在软硬件接口。