Contenu connexe Similaire à Vyatta 201310 (20) Plus de Takefumi MIYOSHI (20) 2. VYATTA USERS MEETING Autumn 2013
(株)イーツリーズ・ジャパン
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ハードウェアWebキャッシュサーバ Since 2006
http://e-trees.jp/index.php/製品/freeocean/
最大スループット: 1Gbps
最大同時処理コネクション数: 50万
秒間同時接続数: 約2万HTTPリクエスト
最大消費電力: 約160W
3. VYATTA USERS MEETING Autumn 2013
FPGAとは
独自の回路を実現できるハードウェア
特定の処理を低消費電力で高性能処理
デバイスに近い処理を簡単に実現
自由なI/Oポートの定義
ASIC開発のプロトタイプとして
特定用途向け少数生産の製品として
3
http://www.micron.com/about/news-and-events/events/xfest-2012
http://japan.xilinx.com/products/boards-and-kits/EK-K7-KC705-G.htm
4. VYATTA USERS MEETING Autumn 2013
FPGAの応用事例
4
1) http://www.thenewstribe.com/2012/11/01/infotech-becomes-pakistans-first-netezza-certified-ibm-partner/
2) http://techon.nikkeibp.co.jp/article/NEWS/20110502/191552/
1)
2)
DB，金融，油田探索
5. VYATTA USERS MEETING Autumn 2013
用途に応じたFPGAソリューション
5
exStick
10/100Mbps
10Gbps
1Gbps
制御機器
シリアルの置換
演算コンポーネント
ストリーム処理
高解像度動画
もっとストリーム処理
@29,800円
*1
*1
@500,000円
@250,000円
*1
*1) ボード+ボード限定のUDP/IP IPコア付きの価格(2013年10月時点)
FPGA
e7UDP/IP IPコア
Apps Apps Apps・・・
6. VYATTA USERS MEETING Autumn 2013
用途に応じたFPGAソリューション
6
exStick
10/100Mbps
10Gbps
1Gbps
制御機器
シリアルの置換
演算コンポーネント
ストリーム処理
高解像度動画
もっとストリーム処理
@29,800円
これを使ってネットワーク監視システムを作ってみよう
*1
*1
@500,000円
@250,000円
*1) ボード+ボード限定のUDP/IP IPコア付きの価格(2013年10月時点)
FPGA
e7UDP/IP IPコア
Apps Apps Apps・・・
のプロト
7. VYATTA USERS MEETING Autumn 2013
FPGAで実現するネットワーク監視
7
対象とするノードにpingを打つ
帰ってくる回数をカウントする
ちゃんと帰ってくれば生きてる!!
FPGAシステム
監視対象
監視対象
監視対象
NW
8. VYATTA USERS MEETING Autumn 2013
もう少し詳細な実装
8
10.0.0.1 10.0.0.100
10.0.0.100 10.0.0.200
192.168.10.100 192.168.10.200
255.255.255.255 255.255.255.255
∼∼ ∼∼
ROM:1Mbit (最大16Kエントリ)
FPGA
10.0.0.1 0
10.0.0.2 0
10.0.0.3 255
10.0.0.4 0
192.168.10.199 0
RAM: 1Mbit (ex. 最大128Kエントリ)
∼∼ ∼∼
NW
設定，制御
結果
対象ホストのリスト
結果
ICMP Request/Reply(UDP)
9. VYATTA USERS MEETING Autumn 2013
ハードウェアの中身は分からなくもOK
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FPGA
設定，制御
結果
cmdcmdcmdcmd
addraddraddraddr
lenlenlenlen
data data data data
data data data data
∼∼ ∼∼
data data data data
data data data data
∼∼ ∼∼
0x01: result read
0x21: config read
0x22: config write
0x31: start
0x32: running?
write_target_list(list)
start_ping_counter()
wait_ping_counter()
read_result
(UDP)
11. VYATTA USERS MEETING Autumn 2013
FPGAの中の動作の様子
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Replyを待っている時間(=145μ秒)
Requestの出力にかかる時間(=14μ秒)
MacBook Air mid 2012とThunderbolt-Etherアダプタ経由で直結
12. VYATTA USERS MEETING Autumn 2013
FPGAを使うメリット/デメリット vsソフト
監視システムにおけるパケット送出の完全コントロールが可能→○
: クロックレベルで動作が確定
PCとは異なる故障特性→○
消費電力→○ (一概に比較するのは，とても難しいけど．)
電源ONですぐ起動→○
運用ノウハウ活用→
OSなし，単機能→○/
操作性→ : あれもこれも，というのは難しい
柔軟性→△ : 高位合成でプログラマビリティは向上/HWリソースとの勝負
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ランニングコスト
操作性
ハードウェアならではの特徴
13. VYATTA USERS MEETING Autumn 2013
FPGAを使うメリット/デメリット vsソフト
監視システムにおけるパケット送出の完全コントロールが可能→○
: クロックレベルで動作が確定
PCとは異なる故障特性→○
消費電力→○ (一概に比較するのは，とても難しいけど今回のHWは1W未満)
電源ONですぐ起動→○
運用ノウハウ活用→
OSなし，単機能→○/
操作性→ : あれもこれも，というのは難しい
柔軟性→△ : 高位合成でプログラマビリティは向上/HWリソースとの勝負
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ランニングコスト
操作性
ハードウェアならではの特徴
14. VYATTA USERS MEETING Autumn 2013
まとめと今後の展望
ICMP Request/Replyを利用したFPGAによる
ネットワーク監視システムのプロトタイプを紹介
Requestの多重発行→並列化による高速化
Syslog/SNMPなど標準ツール群との連携
あれもこれもはFPGAでできない のを補う
他の確立済みのサービスをFPGA化...？
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一言でまとめると
今後の展望
15. VYATTA USERS MEETING Autumn 2013
10Gbps@FPGAの世界
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おまけ
10GbE
2524 cycle
(12.620u秒)
251 cycle
(1.255u秒)
32Byte
1460Byte
0 2.5 5 7.5 10
スループット(Gbps)
ペイロードサイズ
