[en] The extended use of the network has made the Internet companies change their strategy about how to analyze their links. On the one hand, the need of more powerful computers and servers arise, which, in turn, increases the economic cost. In order to avoid the use of high-performance devices, arquitectures based on commodity hardware along with FPGAs are sought. On the other hand, they need to characterize the use of their network traffic links to improve the quality of their service and to detect problems or malicious attacks. For that, they analyze the traffic they deal with. Studying it from the point of view of each individual packet results in an infeasible task, for it does not contribute sufficient useful information. The optimum aggregation level for this task on multigigabit links is found to reside in the analysis on the flow level, in which each flow represents a unidirectional connection between two Internet users. A hybrid system composed of both dedicated hardware and software is presented in this Graduate Project. The developed hardware component is able to capture and analyze the totality of the traffic up to 10 Gbps and 14 Mpps, as well as to classify the packets in subnetworks with no information loss whatsoever. The software subsystem is able to produce its own flows associated with the traffic through the use of the hardware-produced data, with the use of no more than two of the cores of a conventional CPU. These good outcomes are due to the use of DMA transferences. The complete development of this project has been possible thanks to the utilization of HLS tools. Otherwise, it would not have been possible to codify the totality of the project. The hardware development methodology has entailed a realist strategy, technologically and economically oriented, because not only the cost of the FPGA used, but the development time as well have been proportional to the proposed objectives of this project.

[es] El extendido uso de la red en la actualidad ha significado que las empresas de Internet cambien su estrategia en el análisis de sus enlaces. Por un lado, surge la necesidad de utilizar equipos cada vez más potentes, lo que implica un aumento en el coste. Para evitar el uso de dispositivos de alto rendimiento, se buscan arquitecturas basadas en commodity hardware junto con FPGAs. Por otro lado, necesitan caracterizar el uso de sus enlaces para mejorar la calidad de sus servicios y detectar problemas o posibles ataques maliciosos. Para ello realizan un análisis del tráfico que manejan. Estudiar éste a nivel de cada paquete individual es inviable y no aporta la suficiente información relevante. El nivel de agregación óptimo para esta tarea en enlaces multigigabit reside en el análisis a nivel de flujos, donde cada flujo representará una conexión unidireccional entre dos usuarios de Internet. En este Trabajo de Fin de Grado se presenta un sistema híbrido que integra hardware dedicado con software. El módulo hardware desarrollado es capaz de capturar y analizar el 100% del tráfico a 10 Gbps y 14 Mpps, así como de clasificar los paquetes en subredes sin que se produzca pérdida de información. El subsistema software es capaz de generar los flujos asociados al tráfico mediante la transferencia de los datos generados en hardware, sin utilizar más de dos núcleos de un procesador convencional, gracias al uso de transferencias DMA. El desarrollo completo de este proyecto ha sido posible, en cuanto al tiempo dedicado a la codificación, gracias al uso de herramientas HLS. La metodología de desarrollo hardware ha supuesto una estrategia realista en términos tecno-económicos ya que tanto el coste de la FPGA utilizada como el tiempo de desarrollo han sido acordes con los objetivos propuestos en este trabajo.