FastGate网络通信协议栈

FastGate网络通信协议栈

  • 高性能数据包处理软件和SDN转发平面解决方案

    行业挑战

    随著 WiFi、3G 和 LTE 的发展,无线数据流量也需求激增。这对无线接入网络基础设备(如 WiFi 接入控制器、LTE EPC)的 性能提出了严峻的要求,因为设备在对数据包进行复杂的协议处理(L2/L3 隧道、包分类、IPsec、QoS 控制等)的同时,还必须不断提高吞吐能力。

    网络设备供应商面临的主要挑战包括更高的数据吞吐率以及扩容能力。然而,目前市场上很难找到这样一个高性价比的网络通信协议栈软件平台,既具备高性能和可扩展性,又满足定制不同网络基础设备的需求。

    FastGate简介

    FastGate 是精心设计的网络流程框架,包含可用于构建高性能网络设备的软件模块。FastGate 的独特性包括∶

    基于多核的可扩展性
    FastGate 框架支持无锁的并行包处理,在多核处理器上可实现线性扩展能力。多核通信(MCC)可实现核间的可靠通信和无锁同步。

    可二次开发
    FastGate 框架包含标准的二 / 三层包处理模块,可轻松地以分离方式支持定制包处理模块。FastGate 能够大大的降低研发成本,缩短产品发布周期。

    性能优越
    FastGate可以极低的延迟实现线速包处理(”介面的物理限制”)并能线性扩展,充分使用硬件的介面和包处理能力。FastGate至少可达10倍于Linux内核协议栈的性能,且更可靠更具可扩展性。

    技术创新
    FastGate 核心实现包含诸多创新的设计和技术,以此为基础,达到了高性能、可扩展性和可配置性的最佳平衡。

    硬件平台无关
    FastGate 不仅可支持各种网络硬件平台,供应商定制功能如 Cavium POW 常被使用,但 FastGate 使其更简单。 FastGate还可与Linux 兼容。

    FastGate应用案例

    FastGate 已经被大量网络设备用作数据平面,将来会得到更广泛的应用。

    无线基础设备
    LTE EPC、WiMAX ASN-GW 以及 WiFi 接入控制器,这类接入 / 核心网关设备都要对用户数据包进行复杂的处理(如连接 QoS、移动、隧道)。应科院 的 LTE EPC、WiMAX ASN-GW 和 WiFi+4G 融合网关全部是基于 FastGate 架构开发出来的。

    安全设备
    运营级安全网关 / 防火墙,可支持超过 50万用户。应科院的 IPsec 安全网关就是一个实例。

    交换路由设备
    FastGate 的二层 / 三层快速路径协议可支持诸如 VLAN、干线、桥接和路由等功能的线速包转发。

    软件定义网络(SDN)/ 网络虚拟化
    网络虚拟化(如 SDN/OpenFlow)已经成为数据中心网络架构的趋势,FastGate软件架构非常适合应用在基于 SDN 的网络设备研发。

    FastGate架构

    • 快速路径(FastPath)- 专注于数据包处理转发, 以达到最高性能
    • 慢速路径(SlowPath)- 管理协议状态、运行管理
    • 核间通信(MCC)- 实现核间、快 / 慢路径间及Linux 内核间的无锁和可靠通信
    FastGate high level architecture
    应科院 FastGate 架构

    软硬件平台

    • 数据平面处理器
      • Cavium 58xx/68xx 系列
      • 操作系统∶Cavium Simple Executable + Cavium Linux/Carrier Grade Windriver Linux
    • 硬件平台
      • Radisys ATCA 7220, 7240(Cavium 58XX/68XX)

    授权

    应科院 FastGate 提供了两种授权方案∶
    • OEM 授权∶仅提供二进制 + 技术支持 / 版本升级
    • 源代码授权∶提供完整源代码包