[发明专利]一种网络报文发包装置

说明书

本发明公开了一种网络报文发包装置，本发明包括配置界面显示模块、通信模块、数据缓存模块、组包模块、三速以太网IP模块及以太网接口模块。本发明可应用于网络安全，网络分析领域，实现对网络协议的准确性的检测，高速率的发包，满足高性能的需求。本发明基于FPGA核心芯片XC7A35TFGG484，ARM核心芯片STM32 H743，PHY芯片RTL8211E‑VL，FPGA和ARM协同设计实现对网络发包的硬件加速，FPGA部分负责数据的处理与组包，ARM部分负责用户配置与数据传输，PHY芯片实现网络物理层的发包。与传统PC机的发包相比，本发明具有实时性强，应用灵活，可装配性强，可调用性强，可复用性强，性能优越，速率快等优点。

技术领域

本发明属于网络通信，网络分析技术领域，是一种网络报文发包装置，本发明可以作为网络设备兼容性检测和网络协议的分析装置。

背景技术

随着互联网技术的发展，越来越多的网络设备浮现在市面上，但是目前大多数的网络开发都是基于应用层的开发，但是却忽略了对网络设备的检测，此时就需要用到网络报文发包机这一发包速率极快，能满足性能的发包装置。

为了满足不同网络设备的需求，这就需要发包机不仅协议类型全面，还对吞吐率，速率可操作性，可复用性提出了更高的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种网络报文发包装置，ARM端将用户输入的协议，地址，端口号及数据信息传至FPGA端，FPGA端通过数据处理及组包按照规定协议帧格式将数据送入核心三速以太网IP中，IP实现对数据的转换及封装MAC帧处理，与以太网接口相连，实现网络数据包的发送。由于本装置是以三速以太网IP作为核心发包，可复用强，可操作性强的优势可以得到很大体现。例如：可以实现自定义协议的检测，网络设备的兼容性的检测，实现多路发送，网络协议正确性的检测及快速的网络发包等。

实现本发明目的的具体技术方案是：

一种网络报文发包装置，特点是该装置包括配置界面显示模块、通信模块、数据缓存模块、组包模块、三速以太网IP模块和以太网接口模块，所述配置界面设计模块与通信模块相连，用于输入地址、端口号、协议类型及数据信息，实现人机交互；所述通信模块与配置界面显示模块及数据缓存模块相连，用于将输入的地址、端口号、协议类型及数据信息从配置界面显示模块传至数据缓存模块；所述数据缓存模块与通信模块及组包模块相连，用于缓存从通信模块接收到的数据；所述组包模块与数据缓存模块及三速以太网IP模块相连，用于将缓存的数据按照规定的协议格式来进行组包，并将组包好的数据存储；所述三速以太网IP模块与组包模块及以太网接口模块相连，用于对PHY芯片进行配置，PHY芯片位于以太网接口模块中，三速以太网IP模块将组包好的数据进行数据链路层的封装，打包成MAC帧发送至以太网接口模块；以太网接口模块与三速以太网IP模块相连，实现物理层的传输，将网络包传至PC端或其他设备；其中，所述配置界面显示模块由ARM架构的STM32 H743芯片的微控制器控制，通信模块由ARM架构的STM32 H743芯片的微控制器及FPGA芯片XC7A35TFGG484的IO接口单元、基本可编程逻辑单元协同工作控制，数据缓存模块、组包模块及三速以太网IP模块位于FPGA芯片XC7A35TFGG484中的基本可编程逻辑单元及内嵌RAM块中，以太网接口模块由PHY芯片及网口组成。

所述用户配置界面显示模块用来配置ARP、RAP、ICMP、IGMP、TCP或UDP协议、端口信息、IP地址信息和数据信息。

所述组包模块依据状态机的状态，按照MAC层、网络层及传输层对数据进行组包，MAC层用物理地址信息填充，网络层用IP地址及IP检验填充，传输层用协议号、端口号、长度处理、数据及检验和填充。

所述以太网接口模块以千兆速率进行网络数据的输出发送。