4、协议加速的能力

x86+DPDK+网卡:无额外资源来实现TCP offloading等协议加速功能;

FPGA+x86:FPGA是硬件的可编程系统,可以根据硬件资源的多少,以及业务处理的需要,在协议处理方面和x86系统灵活地划分接口界限,实现TCP offloading等协议加速功能,把协议处理中的计算密集型的无状态任务在硬件层面并行化,可以大大增强整个系统的处理能力。

5、2-3层流量调度的精确性

x86+DPDK+网卡:x86系统在高速端口上无法实现小字节包长线速发流,更谈不上精准的流量调度了;

FPGA+x86:面对测试业务流量越来越复杂和规模越来越大的交换机、路由器,FPGA系统架构下支持产生成千上万条流(比如高端测试仪中典型的64K条流),并且可以对每条流之间的带宽比例、发送调度模式做到精确控制,甚至精确到小数点后面5位。

6、统计的实时性能和准确性

x86+DPDK+网卡:CPU的测试功能软件实现本质上是一个串行的指令集合,随着多核的超线程等新技术的实现,在指令级别可以实现部分的并行,但是对于一些统计数据,比如实时的每秒收发帧数等,至少是由两个参数来定义的(一定的时间间隔delta和该间隔内的收发包数),若是这两个参数的读取是在一个CPU内核上实现的,则指令的串行特性必然带来很大的误差;若是这两个参数的读取是在两个内核上实现的,则目前的CPU技术难以实现内核之间ns级别的同步,同样带来统计值的不精确;

FPGA+x86: FPGA内部,通过硬件编程技术,可以很轻松地实现统计值快照功能,严格保证上述两个参数的读取是精确对应的。

7、系统可扩展性

x86+DPDK+网卡:对于大规模的被测系统,无论是x86的软件实现还是FPGA+X86这样的混合系统,单机都无法完成测试任务,系统级联并且在10ns级别实现同步是必然的选项。x86系统面向通用计算,可以通过运行NTP的协议可以实现多机同步,但是NTP的同步精度无法达到时延测试业务的要求;

FPGA+x86:在FPGA+x86的混合系统中,通过FPGA可以实现本地线缆级联/GPS/1588v2等高精度同步技术,保证时间测试精度。

另外,在FPGA+x86混合系统的实现中,2-3层的流量处理在FPGA内实现,不需要经过CPU的协议栈或者上层应用,CPU只需实现轻量级的配置下发、界面呈现等运算,避免了CPU在线速收发流处理方面的天然缺陷;在X86一侧,也可以灵活部署DPDK技术,由X86系统实现经过加速后的纯协议处理部分,将FPGA和x86的优势组合起来,实现高效的业务处理。

显而易见,采用FPGA+x86混合系统是构建高性能网络测试仪的最佳选择。

近年来,国外以太网测试技术发展迅速,新产品层出不穷,高速率高性能测试软硬件平台凭借多年的技术积累,美国的Spirent、keysight两家公司在以太网测试领域长期占据全球主导地位,在本行业内走在世界前列。