High-speed network port filtering in a hardware Firewall security system

W niniejszym artykule autorzy przedstawiają wyniki prac badawczych związanych z budową sprzętowego klasyfikatora portów sieciowych. Opracowana koncepcja filtru portów opiera się na wykorzystaniu elementarnych pamięci RAM16X1D dostępnych w układach FPGA z rodziny Virtex firmy Xilinx. Uzyskana wydajność przetwarzania danych, przekraczająca 160 milionów pakietów na sekundę oraz pozytywnie rezultaty wstępnych testów praktycznych, stwarzają możliwości zastosowania rozwiązania we współczesnych sieciach teleinformatycznych o dużych przepustowościach.The paper presents the results of practical realization of the network ports classifier based on cascades of RAM16X1D memory available in Xilinx Virtex FPGA chips. The first section introduces a packet classification subject. The second one describes the packet classifier internal structure, characterizing in details each of the elements included in the classifier, according to the block diagram of Fig. 1. The network port filter architecture (shown in Fig. 2) assumed by the authors is discussed in the section 3. The section 4 contains details concerning the basic filtering element functionality and implementation method. The last section summarizes the results obtained. The new architecture of the ports classifier based on RAM16X1D storage elements adopted by the authors allows achieving the high speed data processing. The estimated maximum operating frequency for the ports filter is 160 MHz. It means that the module can analyze about 160 million packets per second. The research work is in line with the rapidly developing trend towards using reprogrammable logic for securing data transfer in information technology networks