一种基于CPU透明网桥实现FPGA的ARP与ICMP协议解析的方法技术

技术编号：39931386 阅读：6 留言：0更新日期：2024-01-08 21:50

本发明专利技术公开了一种基于CPU透明网桥实现FPGA的ARP与ICMP协议解析的方法，包括：CPU管理模块通过总线读取FPGA缓存的ARP数据报文、ICMP数据报文，CPU通过透明网桥将这些ARP数据报文、ICMP数据报文传给内核TCP/IP协议栈处理，CPU再把TCP/IP协议栈返回的ARP数据报文、ICMP数据报文写入FPGA缓存区。通过这个方法，FPGA能直接解析ARP和ICMP等协议数据，当网络设备通过网线直接连接到FPGA时，可通过ARP数据报文获取本端设备网口的MAC地址，通过ICMP数据报文获得本端设备的IP地址。本发明专利技术优点在于节省了FPGA资源，使FPGA资源更多地用于处理业务数据，使用CPU操作系统的TCP/IP协议栈增强了FPGA网络处理的兼容性和扩展性。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及网络通信，特别涉及一种基于cpu透明网桥实现fpga的arp与icmp协议解析的方法。

技术介绍

1、随着网络通信技术不断进化，各种网络应用场景越来越多。fpga(fieldprogrammable gate array)具有高并行、低延时的特性，可做大量并行固定模式的数据处理。采用fpga作为协处理器对ip层业务数据进行高速处理，同时arp、icmp等非业务数据对延时不敏感，且需要tcp/ip协议栈进行处理，fpga现有框架实现tcp/ip协议栈较为复杂且资源受限不适合处理arp、icmp等非业务数据。目前cpu操作系统具备完整的tcp/ip协议栈可配合fpga处理arp、icmp等非业务数据。

2、有鉴于此，有必要提出一种基于cpu透明网桥实现fpga的arp与icmp协议解析的方法。

技术实现思路

1、本专利技术实现了基于cpu透明网桥处理fpga的arp与icmp协议的方法。

2、具体步骤如下：

3、步骤1），在cpu的linux系统上安装tun模块；创建透明网桥，设置透明网桥的mac地址和ip地址并启动透明网桥；

4、步骤2），fpga接收arp请求报文放到fpga缓存区，并通知cpu读取arp请求报文，cpu通过轮询fpga的报文接收完成标志位确定arp请求报文接收成功，管理模块通过总线读取fpga缓存区的arp请求报文，管理模块将arp请求报文通过透明网桥发送到cpu系统tcp/ip协议栈，tcp/ip协议

5、步骤3），fpga接收icmp请求报文放到fpga缓存区并通知cpu读取icmp请求报文，cpu通过轮询fpga的报文接收完成标志位确定arp请求报文接收成功，管理模块通过总线读取fpga缓存区的icmp请求报文，管理模块将icmp请求报文通过透明网桥发送到cpu系统tcp/ip协议栈，tcp/ip协议栈解析icmp请求报文，产生icmp应答报文，管理模块读取tcp/ip协议栈产生的icmp应答报文，发送到fpga缓存区，fpga发送icmp应答报文。

6、进一步地，所述步骤1）创建透明网桥指令为打开/dev/net/tun文件，设置透明网桥的mac地址和ip地址并启动透明网桥为：

7、ip link set ${ifname0} addr ${mac0};ip addr add ${ip0}/24 dev ${ifname0};ip link set ${ifname0} up

8、其中ifname0为透明网桥的名字，mac0为透明网桥的mac地址，ip0为透明网桥的ip地址。

9、进一步地，所述步骤2）管理模块判断读取到的fpga数据为arp请求报文则通过写打开的网桥字符设备发送到cpu系统tcp/ip协议栈，读取到的fpga数据不为arp请求报文则丢弃。

10、进一步地，所述步骤2）管理模块通过读打开的网桥字符设备读取tcp/ip协议栈返回的arp应答报文。

11、进一步地，所述步骤3）管理模块判断读取到的fpga数据为icmp请求报文则通过写打开的网桥字符设备发送到cpu系统tcp/ip协议栈，读取到的fpga数据不为icmp请求报文则丢弃。

12、进一步地，所述步骤3）管理模块通过读打开的网桥字符设备读取tcp/ip协议栈返回的icmp应答报文。

13、上述专利技术中的有益效果为：

14、节省了fpga资源，使fpga资源更多地用于处理业务数据；

15、使用cpu系统的tcp/ip协议栈增强了系统地兼容性和扩展性。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于CPU透明网桥实现FPGA的ARP与ICMP协议解析的方法，其特征在于,包括以下具体步骤：

2.根据权利要求1所述的基于CPU透明网桥实现FPGA的ARP与ICMP协议解析的方法，其特征在于，其步骤1具体包括:

3.根据权利要求1所述的基于CPU透明网桥实现FPGA的ARP与ICMP协议解析的方法，其特征在于，所述步骤2）具体包括：

4.根据权利要求1所述的基于CPU透明网桥实现FPGA的ARP与ICMP协议解析的方法，其特征在于，所述步骤2）具体包括：

5.根据权利要求1所述的基于CPU透明网桥实现FPGA的ARP与ICMP协议解析的方法，其特征在于，所述步骤3）具体包括：

6.根据权利要求1所述的基于CPU透明网桥实现FPGA的ARP与ICMP协议解析的方法，其特征在于，所述步骤3）具体包括：

【技术特征摘要】

1.一种基于cpu透明网桥实现fpga的arp与icmp协议解析的方法，其特征在于,包括以下具体步骤：

2.根据权利要求1所述的基于cpu透明网桥实现fpga的arp与icmp协议解析的方法，其特征在于，其步骤1具体包括:

3.根据权利要求1所述的基于cpu透明网桥实现fpga的arp与icmp协议解析的方法，其特征在于，所述步骤2）具体包括：

4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹春雨，王磊，马文东，
申请(专利权)人：北京天御云安科技有限公司，
类型：发明
国别省市：

全部详细技术资料下载我是这个专利的主人