UA编程API是FAST平台支持软硬协同分(fēn)组处理(lǐ)的基础。基本编程API為(wèi)UA提供了与硬件流水線(xiàn)交互的基本手段。扩展API是面向FAST流水線(xiàn)中特定硬件模块而设计的API，主要通过对基本API再次封装实现。扩展API的使用(yòng)可(kě)以大大简化UA编程的复杂性。本文(wén)以SDN交换规则管理(lǐ)為(wèi)例，详细介绍扩展API的优点，实现方法和工作流程。 一、扩展API简介       FAST基本API為(wèi)FAST流水線(xiàn)中硬件模块设计者提供了与软件通信的接口。模块设计者还应根据模块提供的功能(néng)，基于基本API為(wèi)用(yòng)户提供扩展的API，以简化UA编程的复杂性。    （1）扩展API的优点      扩展API可(kě)以简化用(yòng)户UA编程的复杂性。例如，FAST的SDN交换流水線(xiàn)包含了GPP，GKE，GME，GAC和GOE等功能(néng)模块。UA需要配置GME（通用(yòng)匹配引擎）模块的规则表和GAC（通用(yòng)动作执行）模块中的动作表以实现对特定报文(wén)的match-action操作。UA直接使用(yòng)fast_ua_hw_rd()和fast_ua_hw_wr()函数对GME和GAC模块中的表进行配置存在两个不便。      一是每次操作必须提供操作地址等底层信息，而这一信息与硬件模块实现相关。UA使用(yòng)这些地址对低层配置与SDN交换机需要对转发层进行抽象的原则相违背；二是由于fast_ua_hw_rd()和fast_ua_hw_wr()函数每次只能(néng)访问32位数据，对一条SDN规则的FlowMod配置需要拆分(fēn)成访问不同模块的多(duō)次操作，增加了编程的复杂性。      為(wèi)简化SDN规则管理(lǐ)，可(kě)在FAST编程库中可(kě)定义一些专用(yòng)的数据结构。例如描述SDN网络中流的flow结构，对应FlowMod消息的fast_rule结构等。基于这些结构，可(kě)扩展UA编程API，為(wèi)UA编程提供更高层次的抽象，简化编程的复杂性。    （2）扩展API实现方法      扩展API的实现主要分(fēn)為(wèi)两个步骤。一是為(wèi)UA编程定义数据结构，屏蔽底层实现细节；二是根据UA编程需求，设计相应的API函数。以下仍以SDN交换為(wèi)例说明。      由于SDN转发面的管理(lǐ)主要是对规则进行增加，删除等操作，因此FAST定义了Fast_rule数据结构，如下所示。因此UA在编程实现SDN的规则管理(lǐ)时，只需要实现对上述规则的操作即可(kě)，而不需要考虑规则的具體(tǐ)存储地址。我们会在基于FAST的SDN交换实现相关文(wén)档中详细介绍Fast_rule数据结构。      基于Fast_rule数据结构，可(kě)以為(wèi)SDN规则管理(lǐ)定义如下5个扩展的API。分(fēn)别实现规则表的初始化、规则添加、规则删除和规则打印等功能(néng)，如下表所示。      显然，基于上述扩展API，可(kě)以方便的实现对SDN转发规则的管理(lǐ)，简化了UA设计的复杂度。 二、扩展API的实现      下图以Fast_add_rule()為(wèi)例，介绍了扩展API的实现流程。其中UA程序实现了交换机上的openflow通道功能(néng)，需要根据SDN控制器发来的Flowmod指令对FAST硬件流水線(xiàn)中的规则进行管理(lǐ)。      以增加规则為(wèi)例，UA首先按照FlowMod消息中包含的规则和动作信息，构造fast_rule结构體(tǐ)，然后调用(yòng)FAST编程库中所提供的fast_rule_add()将fast_rule结构體(tǐ)携带的流表配置信息经FAST内核和FAST驱动，写入硬件GME模块和硬件GAC模块所关联的lookup表中。      每个FlowMod消息涉及到对FAST硬件流水線(xiàn)中GME和GAC两个模块对应的规则表和action表进行管理(lǐ)，而fast_rule_add()函数向用(yòng)户屏蔽了这一硬件实现细节。