基于FPGA的算网一体化数据流量转发方法及装置与流程

本申请涉及计算机，尤其涉及一种基于fpga的算网一体化数据流量转发方法及装置。

背景技术：

1、算网一体化（computing and network convergence）是一种将计算资源和网络资源深度融合的技术和架构理念。它旨在通过统一的管理和调度，使计算资源（如服务器、存储设备等）和网络资源（如带宽、路由器、交换机等）能够协同工作，从而提高资源利用效率和服务质量。

2、网络设备在针对数据流量进行转发时，通常需要针对接收到的流量进行流量控制处理，例如流量过滤、负载均衡等等。针对流量进行流量控制处理，通常需要使用到计算资源，并由单独的安全防护设备完成，或者是由单独的cpu来完成；针对流量进行转发，通常需要使用到网络资源，通常是由其他的网络设备来完成，例如交换机、路由器等等。

3、在现有的网络设备或多个网络设备组网的架构中，将流量控制处理和流量转发分开，也即将计算资源与网络资源分开，意味着需要分别管理和维护这两个部分，导致更高的复杂性和成本。例如，可能需要分别监控和配置计算资源和网络资源，确保它们之间的协调性和互操作性。同时，在将流量控制处理和流量转发分开的架构中，负责流量控制处理和流量转发处理之间的接口也可能成为安全攻击的目标，导致安全性较低。

技术实现思路

1、本申请提供一种基于fpga的算网一体化数据流量转发方法，应用于搭载fpga芯片的网络设备，所述方法包括：

2、接收至少一个外部设备发送的数据流量；

3、解析所述数据流量，以确定与所述数据流量对应的流量控制策略以及流量转发策略；其中，所述流量控制策略包括针对所述数据流量进行管理以及调控的策略；所述流量转发策略包括针对所述数据流量进行网络地址转换的策略；

4、按照所述流量控制策略，针对所述数据流量进行流量控制处理；

5、按照所述流量转发策略，针对所述数据流量进行流量转发处理；

6、将经过所述流量控制处理以及所述流量转发处理的所述数据流量发送至少一个外部设备。

7、可选的，所述流量控制策略包括以下至少一种或多种：

8、针对所述数据流量进行流量过滤，以滤除所述数据流量中包含攻击行为的恶意流量；

9、基于预设的调度算法，将所述数据流量分配至与所述fpga芯片对接的多个处理单元；

10、基于预设的带宽限制参数，限制所述数据流量的传输速率。

11、可选的，所述流量转发策略包括以下至少一种或多种：

12、查询所述fpga芯片内置的路由表或转发表，确定所述数据流量中数据包的转发地址；

13、基于所述fpga芯片内置的地址映射表，针对所述数据流量中数据包进行nat转换，将所述数据流量中数据包中包含的私有ip地址替换为公有ip地址；

14、获取所述述数据流量中数据包所使用的应用层协议的协议类型，并基于所述协议类型进行对应的alg转换。

15、可选的，确定与所述数据流量对应的流量控制策略，包括以下至少一种或多种：

16、获取搭载所述fpga芯片的网络设备的设备类型，基于所述设备类型确定流量控制策略；

17、获取搭载所述fpga芯片的网络设备在组网中的前置设备的设备类型以及后置设备的设备类型，确定搭载所述fpga芯片的网络设备在组网中的位置，并基于搭载所述fpga芯片的设备在组网中的位置，确定流量控制策略；

18、获取所述数据流量的流量特征，基于所述流量特征确定与所述数据流量对应的流量控制策略。

19、可选的，确定与所述数据流量对应的流量转发策略，包括：

20、获取所述数据流量的流量特征，基于所述流量特征确定与所述数据流量对应的流量转发策略。

21、可选的，所述fpga芯片包括至少一个接收引擎；所述接收至少一个外部设备发送的数据流量，包括：

22、通过所述至少一个接收引擎接收所述至少一个外部设备发送的数据流量，并汇聚所述接收到的数据流量。

23、可选的，所述fpga芯片还包括至少一个发送引擎；所述将经过所述流量控制处理以及所述流量转发处理的所述数据流量发送至至少一个外部设备，包括：

24、将所述经过所述流量控制处理以及经过所述流量转发处理的所述数据流量分别发送至所述至少一个发送引擎，以由所述至少一个发送引擎将所述数据流量转发至对应的外部设备。

25、本申请还提供一种基于fpga的算网一体化数据流量转发方法装置，应用于搭载fpga芯片的网络设备，所述装置包括：

26、流量接收单元，用于接收至少一个外部设备发送的数据流量；

27、策略确定单元，用于解析所述数据流量，以确定与所述数据流量对应的流量控制策略以及流量转发策略；其中，所述流量控制策略包括针对所述数据流量进行管理以及调控的策略；所述流量转发策略包括针对所述数据流量进行网络地址转换的策略；

28、控制处理单元，用于按照所述流量控制策略，针对所述数据流量进行流量控制处理；

29、转发处理单元，用于按照所述流量转发策略，针对所述数据流量进行流量转发处理，并转发经过流量控制处理以及经过流量转发处理的所述数据流量；

30、流量转发单元，用于将经过所述流量控制处理以及所述流量转发处理的所述数据流量发送至少一个外部设备。

31、本申请还提供一种电子设备，包括通信接口、处理器、存储器和总线，所述通信接口、所述处理器和所述存储器之间通过总线相互连接；

32、所述存储器中存储机器可读指令，所述处理器通过调用所述机器可读指令，执行上述方法。

33、本申请还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有机器可读指令，所述机器可读指令在被处理器调用和执行时，实现上述方法。

34、在以上实施例记载的方案中，fpga集成了流量控制处理以及流量转发处理功能，从而实现了高效可靠的流量控制以及流量转发于一体的算网一体化架构，利用fpga的可编程性和高性能处理能力，实现了更加灵活的流量控制处理以及流量转发处理。

技术特征：

1.一种基于fpga的算网一体化数据流量转发方法，应用于搭载fpga芯片的网络设备，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，所述流量控制策略包括以下至少一种或多种：

3.根据权利要求1所述的方法，所述流量转发策略包括以下至少一种或多种：

4.根据权利要求1所述的方法，确定与所述数据流量对应的流量控制策略，包括以下至少一种或多种：

5.根据权利要求1所述的方法，确定与所述数据流量对应的流量转发策略，包括：

6.根据权利要求1所述的方法，所述fpga芯片包括至少一个接收引擎；所述接收至少一个外部设备发送的数据流量，包括：

7.根据权利要求6所述的方法，所述fpga芯片还包括至少一个发送引擎；所述将经过所述流量控制处理以及所述流量转发处理的所述数据流量发送至至少一个外部设备，包括：

8.一种基于fpga的算网一体化数据流量转发装置，应用于搭载fpga芯片的网络设备，所述装置包括：

9.一种电子设备，包括通信接口、处理器、存储器和总线，所述通信接口、所述处理器和所述存储器之间通过总线相互连接；

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有机器可读指令，所述机器可读指令在被处理器调用和执行时，实现权利要求1-7任一项所述的方法。

技术总结本申请提供一种基于FPGA的算网一体化数据流量转发方法及装置。根据一个示例，所述方法包括：接收至少一个外部设备发送的数据流量；解析所述数据流量，并确定与所述数据流量对应的流量控制策略以及流量转发策略；其中，所述流量控制策略包括针对所述数据流量进行管理以及调控的策略；所述流量转发策略包括针对所述数据流量进行网络地址转换的策略；按照所述流量控制策略，针对所述数据流量进行流量控制处理；按照所述流量转发策略，针对所述数据流量进行流量转发处理；将经过所述流量控制处理以及所述流量转发处理的所述数据流量发送至少一个外部设备。技术研发人员：董俊文,徐文渊,王涛,宁力军,陈艳姣,贾俊超,林俊龙受保护的技术使用者：杭州迪普科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/29