FPGA alapú többszintű útvonalválasztó eszköz protokoll független vezérlésének megvalósítása nyílt forrású környezetben

Az utóbbi években elterjedt a szoftver alapú útvonalválasztók megvalósításának ötlete kereskedelmi forgalomban lévő hardverekre. Ennek eredményeképpen az úgynevezett szoftveres útvonalválasztóknak sok gyakorlati megoldása született meg. Amellett, hogy ez a megvalósítás gazdaságos a megvásárolható hálózati interfészkártyák segítségével, ez a megközelítés nem eredményez optimális teljesítményű megoldást. Ez részben annak tudható be, hogy a továbbítással kapcsolatos döntéseket a fő processzor hozza meg ahelyett, hogy az interfészkártyákon helyi processzorok végeznék ezt a feladatot. Több szoftveresen vezérelt hardveres útvonalválasztó megoldás is megjelent, melyek módosított útvonalválasztó protokollokat használnak, viszont ezek csak az adott protokollok esetén működnek, és az útvonalválasztás részben vagy egészben szoftveresen történik. Témánk célja egy olyan megoldás megvalósítása, amelyben a hardveres és szoftveres feladatok optimálisan szét vannak választva, ugyanakkor a nyílt forrású környezetet kihasználva több féle protokoll szerinti működést valósít meg.

A feladatunk megvalósításához egy FPGA alapú nagysebességű hálózati hardvert használtunk fel, amelynek vezérlési feladatait egy beépített PC valósíthatja meg. A hardver vezérlésére rendelkezésre állt egy általános csomagtovábbítási keretrendszer, amelyet kibővítettünk egy többszintű (Ethernet kapcsolást és IP útvonalválasztást egyaránt támogató) útvonalválasztó modullal. Megterveztük és megvalósítottuk az útvonalválasztó modul kommunikációját a vezérlő PC-n futó Linux-szal úgy, hogy az útvonalválasztó táblák dinamikusan frissíthetők legyenek. A Linux számára a hardver hálózati interfészeit elérhetővé tettük, és az RTnetlink protokollt használtuk fel az útvonalválasztó táblák szinkronban tartására. Így a megoldás a Linux alatt futó bármilyen útvonalválasztó protokollal együtt tud működni. A megoldás előnye, hogy az RTNetlink használatával egy e célra szabványosított és ugyanakkor széles körűen elterjedt interfészt használunk fel, amely általános megoldást biztosít a vezérlés megvalósítására. Ezt a megoldást ismereteink szerint mások még nem alkalmazták.

Megmutatjuk, hogy minden nyílt forrású útvonalválasztó protokoll kompatibilis a mi módszerünkkel. Ezen felül a mi megoldásunk támogatja azokat a mostani és jövőbeli útvonalválasztási megközelítéseket, amelyek az RTnetlinket használják. Az Ethernet kapcsoló implementációk közül azonban néhányat módosítani kell, hogy támogassa az Rtnetlink alapú táblázatfrissítést, de előreláthatóan az Rtnetlink protokollt kiterjesztik kapcsolók menedzsmentjére is.

szerzők

• 
  Németh Péter
  villamosmérnöki
  nappali
• 
  Bertalan Imre
  villamosmérnöki
  nappali

konzulens

• 
  Moldován István
  óraadó, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék

helyezés