Sistema basado en FPGA para la reproducción de tráfico en redes 10 Gigabit Ethernet

Abstract

El aumento de la penetración del uso de Internet, del uso de las redes sociales y el streaming de video y audio, ha hecho necesario aumentar el ancho de banda del que disponen los usuarios finales, provocando un incremento considerable del tráfico tcp/ip que tienen que soportar los primeros niveles de agregación. A la par que se aumenta el ancho de banda de las redes, es necesario desarrollar e investigar nuevos sistemas de procesamiento de paquetes que sean capaces de trabajar a estas tasas de línea. Generar tráfico que refleje adecuadamente diferentes condiciones y topologías de red, es crítico para realizar experimentos válidos sobre testbeds de red, por lo que la generación de tráfico real es necesaria para poder comprobar el funcionamiento real de cualquier sistema de procesamiento de paquetes como por ejemplo routers, rewalls, sistemas IDS, etc. La manera más fiable de generar tráfico real es mediante la reproducción de tráfico previamente capturado. El objetivo de este proyecto es el diseño, desarrollo e implementación de una arquitectura de reproducción de tráfico. Esta arquitectura permitirá retransmitir tráfico previamente capturado y almacenado en un fichero PCAP. Posibilitará reproducir dicha captura de tráfico con exactamente el mismo tiempo entre paquetes con el que fue capturado, así como aplicar distribuciones de tiempos entre paquetes según el caso o escenario que se quiera probar. Para su diseño, se ha planteado una solución híbrida basada en la plataforma NetCOPE. Se va a implementar un software de control y un rmware que se cargará en la FPGA Virtex-5 que proporciona la tarjeta COMBO v2. El software de control proporcionará al usuario una serie de opciones que le permitirán cargar un fichero de trazas, cargar unos tiempos entre paquetes y modfi car de manera interactiva los tiempos entre paquetes cargados.The increasing use of the Internet, social networking and new video and audio streaming applications, has led to an increment in the end users bandwidth demand. This has meant a considerable increment in the TCP/IP tra c that the distribution network has to handle. Due to this increasing bandwidth demand, it is necessary to develop new packet processing systems that are capable of working at higher bit rates. It is critical to perform valid experiments on network testbeds, the use of a tra c generation tool that adequately re ects di erent network topologies and conditions. In order to test how the packet processing systems (routers, rewalls, IDS systems, etc) would operate in a real environment, it is required to generate tra c as similar as possible to the tra c generated on a real environment. The easiest way to achieve this is by replicating previously captured real tra c. The aim of this project is to design, develop and implement a tra c replication architecture. This architecture will be able to replicate previously captured tra c stored in a PCAP le. It will allow the replication of the network trace exactly with the same interpacket times as when it was captured, as well as other interpacket time distributions depending on the scenario under evaluation. In this project we propose a hybrid solution based on the NetCOPE platform. It consist on an administration software and a rmware that will be loaded into a Virtex-5 FPGA provided by the COMBOv2 network card. The administration software will provide di erent options to the user. Using these options, the end user will be able to: load a previously captured pcap le, load the original interpacket time model and interactively modify the loaded interpackets