100G网络UDP协议的并行实现及可靠性优化

摘要

目前高速信号采集装备的性能处于高速增长阶段，超高采样率的无线信号数据需要通过网络设备传输到后端进行识别检测，基于软件系统的网络协议难以满足高速数据传输，且需要专用设备将数据发送到软件端，增大了研发成本，而在FPGA上实现高效的网络传输协议，具有高速、并行化、集成度高等特点，因此，本文基于FPGA实现针对于100G高速网络的并行UDP网络传输协议，同时，协议栈具备IP分片、ARP/ICMP请求应答、巨帧模式等基础功能，提高了应用的灵活性.UDP本身传输效率较高，但可靠性较弱，设计了基于DDR缓存的数据重传机制和多端口并行功能，在特定条件下具备一定的可靠性.通过功能测试和性能测试，分析了不同应用场景采用的策略，100G网络中的最大有效传输性能为96.4Gbps,具有较高的传输效率，占用的计算资源较少.

关键词

FPGA / 100G网络 / UDP协议栈 / IP分片 / 数据重传

基金资助

嵩山实验室项目(241110210200)资助; 河南省重大科技专项基金项目(221100210600)资助