DNS权威服务器FPGA加速技术研究

发布时间：2024-04-19 06:05

　　现有DNS权威服务器处理DNS请求及响应报文依赖软件网络协议栈, CPU资源占用率高、开销大,处理性能受限.本文基于SmartNIC架构对DNS权威服务器的功能进行卸载加速,提出并设计了高性能DNS权威查询响应流水线PHDR Pipe (perfect Hash DNS response pipeline),基于完美哈希(perfect Hash)实现对区文件的预先处理,避免哈希冲突导致的多次访存,降低流水线最坏情况下处理延迟,从而有效提升系统吞吐率并降低响应延迟.基于开源的FAST平台的实验结果表明,与通用的BIND9系统相比响应延迟降低了约10倍,吞吐量接近10 Gb链路线速,同时资源开销小且具有良好的可扩展性.

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【部分图文】：

图1PHDRPipe整体架构

针对以上3个因素,本文基于SmartNIC架构设计了DNS权威查询响应流水线PHDRPipe(perfectHashDNSresponsepipeline),实现对查询请求的快速解析和响应数据的封装;并将完美哈希查找卸载到硬件上用于加速DNS权威查询响应的查找;由于权威....

图2完美哈希函数查找示例

完美哈希配置模块调用gperf工具,使用从区文件中提取出的RR数据关键字集合生成对应的数据结构HT、RST和哈希函数.HT的表项数设置为256对应整个ASCII码表;RST的表项数和RR数据的数量有关,通常是RR数据数量的3倍左右.将RST中的value设置为其关键字key对应的....

图3HL模块架构

(e)当len无效时,将index1置为全1(响应表中最后一项存储为查询失败数据报文模板);(f)MT判断子模块根据upd信号来判断当前有效的MMT表还是SMT表,然后根据idx1取出当前有效表中相应位置的idx2;

图4FAST1.0架构

DNS权威服务器的区文件通常不会频繁更新,因此当区文件被更新后,采用离线更新的方式重新生成相应数据结构.通过设置主、从寄存器的方式支持FPGA的在线更新.在FPGA上指定主寄存器存储MHT表,指定从寄存器存储SHT表.更新信号upd为1代表MHT表有效,为0代表SHT表有效.更新....

本文编号：3958329