Implementación de búsquedas regulares en una plataforma para el procesamiento de paquetes de red en FPGA Xilinx Zynq

Abstract

This paper describes the design and implementation of a next-generation firewall, which consists in a source IP address detector based on Counting Bloom Filters (CBF) on a Xilinx Zynq configurable platform, in order to detect and block connections that are considered a threat to the user.

En este trabajo se realiza el diseño e implementación de unfirewallde última generación compuesto por undetector de direcciones IPorigen, el cual estábasado en filtros Bloomcon contadorsobre una plataforma configurable Xilinx Zynq, con la finalidad de detectar y bloquear aquellas conexiones que se consideren una amenaza para el correcto funcionamiento del equipo empleado por el usuario.De forma inicial, se hace referencia al catálogo de algoritmos disponible para cumplir con esta aplicación y se justifica la selección de los filtros Bloomcon contadorcomo la solución más óptima. A continuación, se describen las herramientas tanto hardwarecomo softwareque se utilizaron durante el transcurso de dicho trabajo. Una vez analizadas, se pasa a describir con detalle las fases de diseño e implementación del proyecto, tanto del bloque IP creado siguiendo una metodología de síntesis de alto nivel como su posterior integración en la plataforma que conforma el sistema completo.Finalmente, se realiza un banco de pruebas con el objetivo de validar el correcto funcionamiento del sistema en términos de tiempo de ejecucióny consumo de recursos, calculando la latencia del filtro desde que recibe un paquete de datos hasta que devuelve una respuesta, tanto en hardwarecomo en software, y calculando el factor de utilización de las slices, respectivamente.En función de los resultados obtenidos, se alcanza la conclusión de que el empleo defiltros Bloom constituye una buena solución para la implementación de un firewall hardwarepara velocidades de Gigabit.