1.引言      軟件定義網絡（SDN）采用控制與轉發分離結構，由于(yú)允許網絡擁有者和(hé / huò)運營商對網絡行爲(wéi / wèi)進行編程而(ér)取得巨大(dà)的(de)成功，在(zài)工業界得到(dào)廣泛認可。各種開源項目，如ODL和(hé / huò)ONOS等，在(zài)SDN技術發展中扮演重要(yào / yāo)角色，是(shì)推動SDN應用的(de)最大(dà)動力。      可編程交換是(shì)當前SDN的(de)研究熱點之(zhī)一。如何實現高性能的(de)openflow流表查表，如何擴展SDN交換平面功能，如何實現對高級語言編程（P4）的(de)支持等在(zài)學術界都得到(dào)了(le／liǎo)廣泛研究。然而(ér)與目前存在(zài)的(de)大(dà)量開源SDN控制器不(bù)同，開源SDN交換機難以(yǐ)滿足SDN科研與教學的(de)需要(yào / yāo)。OpenVSwitch功能全面，但全軟件的(de)實現方式難以(yǐ)滿足高性能處理需求；NetFPGA實現了(le／liǎo)openflow 1.0交換，但近年來(lái)很難看到(dào)後續的(de)發展；國(guó)内南京疊锶的(de)ONetSwitch在(zài)FPGA上(shàng)實現了(le／liǎo)完善的(de)SDN交換功能，但交換機采用FPGA内嵌的(de)處理器，能力較弱，難以(yǐ)在(zài)處理器上(shàng)進行數據路徑處理功能的(de)擴展。      2011年開始，國(guó)防科技大(dà)學、北京郵電大(dà)學和(hé / huò)東南大(dà)學等單位相關的(de)課題組基于(yú)可編程交換平台NetMagic08進行了(le／liǎo)SDN實驗平台的(de)開發，形成了(le／liǎo)支持openflow1.0/1.3的(de)SDN交換機。并采用多核CPU+FPGA的(de)架構（Netmagic Pro平台），實現了(le／liǎo)支持SDN數據平面功能擴展的(de)Labelcast交換機以(yǐ)及軟件定義隧道(dào)交換機（SDTS）等成果。2016年，課題組基于(yú)上(shàng)述成果形成FAST（Fpga bAsed Sdn swiTch）開源項目，支持國(guó)内SDN交換技術的(de)創新研究和(hé / huò)相關的(de)教學工作。 2. 科研與教學對開源SDN交換機的(de)需求       與在(zài)工業界應用不(bù)同，面向科研與教學領域的(de)開源項目的(de)目标用戶主要(yào / yāo)是(shì)研究機構和(hé / huò)大(dà)學中參與SDN技術研究的(de)老師和(hé / huò)研究生，這(zhè)些人(rén)員在(zài)網絡知識儲備、編程水平、有意投入工程實現的(de)時(shí)間等方面具有較大(dà)差異，因此對開源SDN交換項目也(yě)有不(bù)同的(de)需求，主要(yào / yāo)具有以(yǐ)下特點。    （1）内部交換機内部的(de)實現流程可見
     研究人(rén)員、老師和(hé / huò)學生可以(yǐ)看到(dào)交換機内部詳細的(de)工作流程，包括硬件對報文的(de)處理波形，交換機内部軟硬件交互的(de)流程，以(yǐ)及交換機通過南向接口與控制器的(de)通信流程。目前的(de)市場采購的(de)SDN交換機無法看到(dào)内部工作流程，對研究人(rén)員來(lái)說(shuō)是(shì)一個(gè)典型的(de)“黑盒”，隻能通過各種配置命令改變交換機的(de)處理行爲(wéi / wèi)，或在(zài)開源的(de)控制器一側通過抓包軟件觀測交換機的(de)外部行爲(wéi / wèi)，對SDN交換技術的(de)研究支持不(bù)足。    （2）能夠在(zài)交換機中增加自己的(de)創新工作
     SDN的(de)創新研究有可能需要(yào / yāo)增加一個(gè)定制的(de)模塊來(lái)修改硬件處理邏輯，如支持新的(de)分組格式，新的(de)調度算法，也(yě)有可能是(shì)通過在(zài)硬件邏輯中（或者流表中）設置一個(gè)“鈎子(zǐ)”，将指定的(de)流量定向到(dào)CPU，通過編寫軟件代碼實現對特定流量施加特定處理。目前基于(yú)ASIC的(de)商用SDN交換機難以(yǐ)支持上(shàng)述功能，新型可編程SDN芯片（如Barefoot支持P4的(de)芯片）尚未成熟，而(ér)且也(yě)是(shì)無法在(zài)硬件處理層次的(de)創小九驗。    （3）需要(yào / yāo)更好的(de)應用和(hé / huò)開發支持
     由于(yú)在(zài)教學科研領域的(de)研究人(rén)員，特别是(shì)研究生，水平層次不(bù)齊。特别電子(zǐ)工程專業的(de)可能擅長硬件設計，計算機專業的(de)可能擅長軟件編程，以(yǐ)論文爲(wéi / wèi)目标的(de)研究人(rén)員可能更加注重原理的(de)驗證而(ér)不(bù)是(shì)工作的(de)穩定性，而(ér)部分科研院所希望能夠穩定可靠的(de)工作，成爲(wéi / wèi)産品的(de)原型。因此研究人(rén)員希望能夠獲得更加專業，甚至是(shì)定制的(de)服務。    （4）平台中立，不(bù)涉及具體的(de)商業利益
     科研教學領域的(de)研究主要(yào / yāo)是(shì)面向關鍵技術的(de)突破和(hé / huò)驗證，以(yǐ)及SDN原理的(de)學習。基本不(bù)涉及到(dào)各種商業利益的(de)紛争，因此平台應該具有中立性，不(bù)能依賴特定的(de)平台和(hé / huò)操作系統，也(yě)不(bù)能與其他(tā)特定的(de)開源項目綁定發展。      因此，100G/40G高速接口和(hé / huò)幾十甚至是(shì)上(shàng)百個(gè)的(de)端口密度不(bù)是(shì)科研與教學平台的(de)第一需求，内部處理流程可見，平台處理功能可定制，良好的(de)服務技術支持，以(yǐ)及不(bù)帶有商業傾向性的(de)平台設計才是(shì)科研教學領域的(de)最重要(yào / yāo)需求。 3.FAST的(de)技術路線 3.1 FAST硬件架構 FAST的(de)FPGA設計主要(yào / yāo)分爲(wéi / wèi)平台相關邏輯、FAST流水線模塊庫以(yǐ)及工程配置文件庫三部分，如圖1所示。平台相關邏輯主要(yào / yāo)是(shì)各類用于(yú)網絡實驗的(de)FPGA平台，如NetMagic08，NetMagic Pro以(yǐ)及NetFPGA等爲(wéi / wèi)了(le／liǎo)支持FAST交換機需要(yào / yāo)提供的(de)基本功能，包括物理網絡接口分組的(de)收發，與CPU的(de)通信，訪問闆卡外圍協處理器（如TCAM）和(hé / huò)存儲器的(de)接口等。 FAST流水線模塊庫包含了(le／liǎo)實現SDN交換邏輯的(de)主要(yào / yāo)功能模塊，這(zhè)些模塊是(shì)在(zài)前期項目開發中積累的(de)，包括協議分析，關鍵字提取、查表，動作（封頭/去頭，令牌桶限速等）、緩沖區管理和(hé / huò)計數器等模塊。用戶可根據這(zhè)些模塊，針對自己的(de)需求搭建自己的(de)SDN轉發流水線。 工程配置文件庫類似C語言的(de)makefile文件，用戶可使用工程配置文件指定FPGA選用的(de)平台，将平台相關邏輯以(yǐ)及FAST流水線多個(gè)模塊組成一個(gè)工程。由于(yú)在(zài)FAST流水線模塊設計中依賴一些器件相關的(de)宏（如基于(yú)Altera Quartus II工具生成的(de)FIFO、PLL等實例），因此目前工程配置庫隻支持基于(yú)Altera FPGA的(de)可編程闆卡。 FAST UM規範定義了(le／liǎo)平台相關邏輯與FAST交換邏輯的(de)接口，詳細見《FAST UM接口規範》。基于(yú)FAST UM規範設計的(de)SDN轉發邏輯可以(yǐ)方便的(de)在(zài)不(bù)同的(de)，支持FSAT 的(de)FPGA平台上(shàng)移植。例如SDN轉發邏輯可以(yǐ)在(zài)相對簡單的(de)NetMagic08平台上(shàng)調試，完成後再移植到(dào)NetMagic Pro平台。      FAST軟件由4部分組成，包括平台相關通信庫，核心管理軟件，轉發面擴展軟件以(yǐ)及配置管理軟件。其中平台無關的(de)核心管理軟件，轉發面擴展軟件以(yǐ)及配置管理軟件都是(shì)FAST用戶可以(yǐ)修改的(de)，統稱爲(wéi / wèi)UA（User Application）。      平台相關通信庫實現CPU軟件與交換FPGA的(de)通信，根據FPGA平台的(de)不(bù)同，會采用不(bù)同的(de)通信方式，例如與NetMagic08平台采用以(yǐ)太網方式進行通信，對于(yú)NetMagic Pro平台、NetFPGA平台則采用PCIe總線通信的(de)方式。但平台相關軟件與FPGA不(bù)同的(de)通信方式對上(shàng)層軟件（核心管理軟件、轉發面功能擴展軟件等）是(shì)透明的(de)。即FAST項目定義了(le／liǎo)平台相關通信庫對上(shàng)層接口的(de)規範，詳見《FAST UA設計規範》。基于(yú)該規範開發的(de)上(shàng)層軟件可不(bù)考慮下層的(de)具體通信方式。      核心管理軟件主要(yào / yāo)是(shì)SDN交換機數據平面中由CPU軟件實現的(de)基本功能，包括各種表管理軟件，硬件相關的(de)驅動和(hé / huò)管理軟件以(yǐ)及軟硬件協同處理中的(de)軟件功能實現部分。各部分主要(yào / yāo)功能如下。      （1）表管理軟件：負責所有控制器配置表格的(de)維護，控制器flowmod命令對交換機表操作的(de)命令主要(yào / yāo)由核心管理軟件響應和(hé / huò)實現。
     （2）算法相關軟件：是(shì)對硬件平台的(de)驅動。例如NetMagic Pro平台硬件采用TCAM實現帶掩碼的(de)查表，而(ér)NetMagic08平台采用SBV算法實現288位帶掩碼的(de)查表。算法相關軟件需要(yào / yāo)根據表管理軟件要(yào / yāo)求，根據平台相關的(de)算法實現特點，實現對硬件中流表的(de)管理。
     （3）統計管理軟件：例如實現SDN交換機計數器的(de)管理，将硬件實現的(de)計數器（如流表項匹配分組數目計數器、端口接收計數器）和(hé / huò)軟件實現的(de)計數器（流表項存活時(shí)間）進行統一的(de)管理。又如數據平面實現的(de)令牌桶參數、輸出(chū)調度器配置的(de)參數計算等。 配置管理軟件主要(yào / yāo)實現SDN交換機的(de)外部配置管理接口，包括SDN交換機需要(yào / yāo)的(de)南向接口協議，如openflow協，以(yǐ)及本地(dì / de)的(de)配置管理界面等。 4.基于(yú)FAST架構的(de)用戶開發      FAST是(shì)面向教學科研的(de)開源項目，必須爲(wéi / wèi)網絡技術研究和(hé / huò)教學提供簡單的(de)第三方開發接口。根據不(bù)同科研單位的(de)不(bù)同需求，這(zhè)些開發接口分爲(wéi / wèi)多個(gè)層次。用戶可以(yǐ)選擇全定制功能開發模式，即基于(yú)平台提供的(de)FPGA開發接口（UM接口）和(hé / huò)軟件開發接口（UA接口）開發自己的(de)功能，優點是(shì)可以(yǐ)全新打造自己的(de)功能，效率高，但難度較大(dà)，周期長，對開發人(rén)員的(de)要(yào / yāo)求較高。FAST社區不(bù)推薦用戶采用全定制功能開發的(de)模式，而(ér)推薦采用用戶定義功能模塊開發模式。      用戶可借鑒已有的(de)FAST軟硬件架構和(hé / huò)已有成熟的(de)功能模塊，隻增加與自己應用相關的(de)模塊，優點是(shì)開發時(shí)間短，對人(rén)員要(yào / yāo)求較低，而(ér)且可以(yǐ)得到(dào)FAST社區最大(dà)程度的(de)技術支持。用戶可選擇隻開發自定義的(de)硬件功能模塊，或自定義的(de)軟件功能模塊，或者同時(shí)開發硬件和(hé / huò)軟件模塊，實現特定網絡功能的(de)協同處理，FAST用戶定義模塊開發示意如圖3所示。 4.1 硬件UM開發      FAST社區已經開發了(le／liǎo)可工作的(de)SDN轉發的(de)流水線demo程序，如圖3所示。主要(yào / yāo)包含協議分析（Parser）、查表（match）以(yǐ)及動作執行（match）等階段。用戶可以(yǐ)在(zài)現有基礎上(shàng)增加自己的(de)模塊，如對新協議的(de)parser模塊（P4），新的(de)動作執行模塊（H4）等，而(ér)不(bù)需修改其他(tā)部分。FAST UM規範定義了(le／liǎo)5個(gè)接口，分别是(shì)A（從物理端口接收報文）、B（向物理接口發送報文）、C（将報文送軟件處理）、D（從軟件接收報文）和(hé / huò)E（軟件對硬件的(de)配置接口）。      用戶開發的(de)硬件模塊如果需要(yào / yāo)軟件管理配置，隻要(yào / yāo)将需要(yào / yāo)管理配置的(de)寄存器、計數器和(hé / huò)控制表等預先映射到(dào)虛拟地(dì / de)址空間中，軟件UA按照虛拟空間的(de)地(dì / de)址，通過平台提供的(de)API可以(yǐ)直接訪問到(dào)這(zhè)些資源。虛拟地(dì / de)址空間的(de)原理見《FAST虛拟地(dì / de)址空間設計和(hé / huò)使用方法》。 4.2軟件UA開發       用戶可在(zài)CPU的(de)用戶空間進行定制模塊的(de)開發。用戶程序通過平台提供的(de)接口接收和(hé / huò)發送數據包， 在(zài)每個(gè)數據包之(zhī)前會攜帶32個(gè)字節的(de)metadata，Metadata的(de)定義和(hé / huò)使用詳見4.3節。      軟件模塊的(de)開發主要(yào / yāo)遵循FAST UA規範中定義的(de)F（接收Matadata和(hé / huò)分組的(de)接口）、G（發送Matadata和(hé / huò)分組的(de)接口）和(hé / huò)H（向系統注冊用戶定義功能模塊的(de)接口，獲取自己的(de)MID号等），并将需要(yào / yāo)管理的(de)硬件模塊的(de)資源在(zài)虛拟地(dì / de)址空間中定義。       根據圖2中的(de)軟件架構，用戶定義的(de)模塊位于(yú)SDN交換機數據平面，因此一方面可實現對L2-L3功能的(de)軟硬件協同處理，例如對新性網絡協議的(de)解析，另一方面也(yě)可實現數據平面對L4-L7處理功能的(de)擴展，如擴展有狀态防火牆功能，擴展對指定流的(de)DPI功能等。 4.3軟硬件協同處理機制      FAST通過兩種機制實現軟硬件處理的(de)協同。一是(shì)将軟硬件處理模塊統一編址，爲(wéi / wèi)每個(gè)action模塊分配統一的(de)MID（Module ID）。例如圖3（a）中三個(gè)硬件action模塊（H1、H2和(hé / huò)H3）和(hé / huò)一個(gè)軟件功能模塊（S1）都會分配一個(gè)唯一的(de)MID。流表可以(yǐ)按照匹配結果将一個(gè)報文顯示的(de)分派到(dào)指定的(de)軟件或者硬件功能模塊。二是(shì)軟硬件分組通信時(shí)同時(shí)攜帶32字節的(de)metadata。Metadata的(de)定義如圖3（b）所示。      FAST規範顯式定義了(le／liǎo)Matadata的(de)前16字節（Metadata0），如表1所示。通過Matadata，FPGA UM可将報文接收的(de)端口、長度、接收的(de)精确時(shí)間和(hé / huò)序列号，以(yǐ)及發出(chū)的(de)硬件模塊，目的(de)軟件模塊等信息送給軟件，平台相關軟件根據DMID信息将其送給指定的(de)用戶UA程序。用戶UA程序處理完分組後，又可通過Metadata信息将其送給指定的(de)硬件模塊，也(yě)可直接指定目的(de)輸出(chū)接口（輸出(chū)調度器也(yě)通過DMID指定）。      FAST沒有對Matadata的(de)後16字節（Metadata1）進行定義。當SMID和(hé / huò)DMID都是(shì)用戶自己設計時(shí)，可以(yǐ)自行約定Metadata1的(de)含義，平台相關硬件和(hé / huò)軟件不(bù)對Metadata1進行任何檢查和(hé / huò)修改。 4.4 FAST.0參考設計      目前基于(yú)圖1和(hé / huò)圖2的(de)硬件和(hé / huò)軟件架構，以(yǐ)及圖3的(de)軟硬件協同模型，國(guó)防科大(dà)課題組已經開發了(le／liǎo)支持openflow1.3的(de)交換機原型FAST.0。FAST.0運行在(zài)NetMagic Pro平台，實現了(le／liǎo)與floodlight控制器的(de)互聯互通，以(yǐ)及标準的(de)二層轉發功能。      在(zài)FPGA硬件方面，FAST.0支持以(yǐ)太網/IPv4分組的(de)解析，L2-L4層關鍵字的(de)提取，以(yǐ)及基于(yú)比特向量算法（BV）的(de)288位帶掩碼的(de)規則匹配功能；在(zài)CPU軟件方面，支持BV算法的(de)管理，通用流表管理，标準的(de)openflow 1.3的(de)接口軟件等。FAST.0軟硬件代碼已經完全開源，可作爲(wéi / wèi)用戶基于(yú)FAST架構進行定制開發的(de)基礎。 5.基于(yú)FAST的(de)創新研究示例      目前FAST項目基于(yú)NetMagic Pro等多個(gè)平台已經有支持openflow1.3的(de)标準SDN交換機原型。基于(yú)這(zhè)個(gè)原型，用戶可以(yǐ)進一步增加自己的(de)許多功能。本節通過兩個(gè)例子(zǐ)說(shuō)明基于(yú)FAST項目進行SDN交換機功能擴展研究的(de)方法和(hé / huò)流程。      在(zài)5.1的(de)基于(yú)内容的(de)轉發機制ICN-X實現中，用戶隻需進行相關用戶态軟件開發，不(bù)需任何硬件編程；5.2實現的(de)精準測量服務AMS（Accurate Measurement Service）中，需要(yào / yāo)分别設計軟件和(hé / huò)硬件模塊，實現精确分組發送時(shí)刻控制以(yǐ)及時(shí)間戳标記。 5.1支持基于(yú)内容的(de)轉發機制（ICN-X） 用戶可在(zài)FAST交換機上(shàng)實現内容中心的(de)轉發機制ICN-X。這(zhè)種機制在(zài)網絡中可以(yǐ)與IPv4，IPv6轉發機制共存。在(zài)FAST交換機上(shàng)實現ICN-X轉發機制的(de)方法如下。      
（1）将以(yǐ)太網type/length設置爲(wéi / wèi)“X”，用于(yú)指代上(shàng)層協議爲(wéi / wèi)ICN-X；交換機可根據該域的(de)值區别以(yǐ)太網幀封裝的(de)上(shàng)層協議分組爲(wéi / wèi)IPv4，IPv6，ARP、MPLS或是(shì)ICN-X。      
（2）在(zài)用戶空間開發ICN-X協議轉發軟件ICN-X UA，ICN-X UA實現ICN-X的(de)分組轉發控制，ICN-X機制的(de)路由和(hé / huò)其他(tā)管理分組可通過ICN-X UA重新定向成Packet-in分組，發給控制器上(shàng)相關的(de)應用處理。      
（3）ICN-A UA啓動時(shí)向UA管理器（UA-M）注冊，注冊信息包括：      
ICN-X UA的(de)模塊版本号/開發者信息；      
ICN-X UA中需要(yào / yāo)控制器管理的(de)流表（如由控制器APP計算的(de)轉發表等）；      
（4）UA-M給ICN-X UA分配唯一的(de)模塊号MID=Y；      
（5）SDN控制器（應用）通過南向接口或其他(tā)方式獲取ICN-X UA的(de)模塊号Y，以(yǐ)及需要(yào / yāo)通過FlowMod消息管理的(de)流表信息；      
（6）控制器（應用）根據Packet-in消息計算ICN-UA中轉發規則，并通過flowMod消息配置這(zhè)些規則；      
（7）控制器（應用）産生并配置UM流表中的(de)“鈎子(zǐ)規則”，如： Rule =“Type/length=X”，“other field= don’t care” Atcion = Goto Module Y 經過上(shàng)述步驟，用戶定制的(de)FAST交換機就(jiù)可以(yǐ)在(zài)正常進行IP分組交換的(de)同時(shí)，支持新的(de)ICN-X交換機制了(le／liǎo)。ICN-X UA完成分組轉發和(hé / huò)二層封裝後，直接将分組發送回FAST UM，同時(shí)在(zài)metadata中設置輸出(chū)端口号以(yǐ)及輸出(chū)調度器的(de)MID。該分組會通過平台相關的(de)軟件和(hé / huò)硬件送到(dào)UM的(de)輸出(chū)調度模塊，不(bù)經修改的(de)從相應的(de)物理接口發出(chū)。 5.2支持精準測量服務（AMS）      主動測量是(shì)獲取網絡狀态的(de)有效手段。例如利用香港理工大(dà)學提出(chū)的(de)oneProbe測試方法，通過在(zài)用戶網中向分布在(zài)全球的(de)web服務器發送背靠背的(de)TCP分組對（packet pair），通過計算服務器對分組對得響應情況，精确的(de)推斷出(chū)用戶主機到(dào)分布在(zài)全球的(de)互聯網服務器之(zhī)間的(de)帶寬和(hé / huò)延時(shí)情況，從而(ér)進一步推斷廣域網的(de)鏈路特性。      這(zhè)種測試的(de)精确性取決于(yú)能否控制分組對真正的(de)背靠背發送（中間沒有插入延時(shí)），能否精确的(de)獲取分組對發出(chū)以(yǐ)及返回的(de)時(shí)間戳。由于(yú)基于(yú)标準服務器的(de)實現存在(zài)測量進程收到(dào)内核調度，中斷處理以(yǐ)及系統時(shí)鍾不(bù)精确等特點，很難保證測量的(de)精确性，因此測量必須借助專用的(de)，昂貴的(de)可編程網卡實現，而(ér)且發送進程與網卡之(zhī)間的(de)時(shí)間和(hé / huò)狀态同步控制也(yě)比較複雜。      通過對部署在(zài)用戶網絡中的(de)FAST交換機進行擴充，可以(yǐ)在(zài)交換機上(shàng)方便的(de)提供對精确的(de)主動測量的(de)支持。設發起測量的(de)主機H連接FAST交換機端口A，連接被測網絡的(de)是(shì)FAST交換機的(de)接口B，基本測量的(de)流程爲(wéi / wèi)：測量主機H通過FAST接口A發送兩個(gè)背靠背的(de)TCP分組P1和(hé / huò)P2，這(zhè)兩個(gè)分組經過交換機轉發後從端口B發向被測網絡；被測網絡通過接口B返回對這(zhè)兩個(gè)分組的(de)響應P1’和(hé / huò)P2’，交換機将這(zhè)兩個(gè)分組通過接口A返回測試主機H。      通過對FAST交換機功能擴展，提供的(de)精準測量服務包括：（1）交換機嚴格控制P1和(hé / huò)P2從接口B背靠背發出(chū)，中間不(bù)插入任何延時(shí)；（2）交換機能夠精确記錄B口發出(chū)P1和(hé / huò)P2，以(yǐ)及接收P1’和(hé / huò)P2’的(de)時(shí)間戳；（3）FAST交換機将時(shí)間戳信息通告給測試主機H。      要(yào / yāo)在(zài)FAST交換機上(shàng)實現用戶定義的(de)精準測量服務，需要(yào / yāo)在(zài)FAST UM中開發專用的(de)分組輸出(chū)調度模塊Hams，以(yǐ)及相關控制軟件AMS UA。主機H使用FAST交換機擴展的(de)AMS服務流程如下。      （1）控制器上(shàng)AMS APP配置交換機的(de)流表規則，将主機H與被測服務器S之(zhī)間的(de)測量報文（用H和(hé / huò)S的(de)地(dì / de)址标識，這(zhè)些信息可通過離線方式或在(zài)線的(de)方式通知控制器上(shàng)的(de)AMS APP），對送軟件中的(de)（預先完成向UA-M注冊，并獲取到(dào)MID）AMS UA模塊處理；      
（2）AMS UA将P1和(hé / huò)P2兩個(gè)報文标記爲(wéi / wèi)測量報文對，通過Matadata1中自定義的(de)字段發給FAST UM中的(de)Hams模塊，Hams模塊對輸出(chū)調度器具有最高優先級，在(zài)收到(dào)兩個(gè)報文後，通過輸出(chū)調度模塊背靠背發出(chū)，同時(shí)将發出(chū)時(shí)間記錄在(zài)Hams模塊中，在(zài)虛拟地(dì / de)址空間預先注冊的(de)寄存器中，AMS UA通過輪訓讀寫該寄存器，獲得報文發出(chū)的(de)精确時(shí)間戳。      
（3）P1’和(hé / huò)P2’從B端口返回後，根據流表中的(de)規則，會定向到(dào)AMS UA處理。AMS UA根據報文matadata0可獲取分組到(dào)達的(de)精确時(shí)間戳。      
（4）控制器上(shàng)AMS APP從南向接口獲取主機H測量必須的(de)分組對精确發出(chū)時(shí)間和(hé / huò)響應的(de)返回時(shí)間，并提交給主機H，完成AMS服務。 6.總結       綜上(shàng)所述，FAST技術架構具有以(yǐ)下特點。一是(shì)基于(yú)FPGA加多核CPU的(de)異構處理平台設計，用戶可以(yǐ)根據自己的(de)特點通過軟件編程或硬件編程實現自己定制的(de)模塊，進行交換功能的(de)擴充；二是(shì)FAST平台采用開源結構，内部分組的(de)處理流程完全可見；三是(shì)軟硬件設計基于(yú)平台無關接口，不(bù)依賴特定的(de)平台實現，可移植性好；四是(shì)具有完善的(de)軟硬件參考設計，研究人(rén)員可以(yǐ)根據自己研究的(de)需求定制自己的(de)交換機。 參考文獻 （1）《FAST UM接口規範》
（2）《FAST UA設計規範》
（3）《FAST虛拟地(dì / de)址空間設計和(hé / huò)使用方法》
（4）《FAST.0 硬件設計說(shuō)明》
（5）《FAST.0 軟件設計說(shuō)明》 （以(yǐ)上(shàng)文檔整在(zài)修訂，即将陸續發布。。。）