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網(wǎng)絡(luò)處理器

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1.什么是網(wǎng)絡(luò)處理器

  網(wǎng)絡(luò)處理器是一種專用于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的微處理器.它使得網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能夠具備高性能和靈活性。與通用處理器不同,NP不以通用處理能力如定點和浮點計算能力、CPU主頻為主要性能指標,而是針對網(wǎng)絡(luò)分組的處理和轉(zhuǎn)發(fā)這一中心任務(wù)采取了架構(gòu)上的優(yōu)化,提供線速的分組轉(zhuǎn)發(fā)能力;又與ASIC不同.NP作為處理器,又具備軟件可編程的特點。[1]

2.網(wǎng)絡(luò)處理器的技術(shù)特性[1]

  網(wǎng)絡(luò)處理器作為第四代網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的核心器件,有以下技術(shù)特性:

  (1)專用指令集:片內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)引擎‘般具有專用的精簡指令集,這些指令經(jīng)過針對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理的優(yōu)化,例如數(shù)據(jù)讀寫。狀態(tài)判斷。堆棧操作,哈希查找等。

  (2)專用組件( 協(xié)處理器):要求高速處理( 線速) 的通用功能模塊可以用硬件來實現(xiàn)以提高性能。例如路由查找和數(shù)據(jù)加密等。

  (3)可編程性:網(wǎng)絡(luò)處理器的本質(zhì)在于其可編程性,從而改變ASIC靈活性差的缺點。這是通過提供界面友好而功能強大的編程、調(diào)試和性能評價等軟件環(huán)境實現(xiàn)的。

  (4)并行處理:網(wǎng)絡(luò)處理器能夠?qū)崿F(xiàn)不同級別的并行處理,通過流水線實現(xiàn)指令級的并行,通過硬件線程實現(xiàn)線程級的并行,通過片內(nèi)處理器結(jié)構(gòu)實現(xiàn)處理器級的并行。

  (5) 模塊化設(shè)計:網(wǎng)絡(luò)處理器體系結(jié)構(gòu)的模塊化也包含不同的層次,硬件層面和軟件層面的模塊化。通過模塊化設(shè)計力圖在保持高性能的基礎(chǔ)上獲得很好的可擴展性和靈活性,并能使設(shè)備廠商容易研發(fā)不同性能和不同特性的設(shè)備。

  (6)可擴展性:網(wǎng)絡(luò)處理器的可擴展性同樣包括硬件可擴展性和服務(wù)可擴展性。前者指網(wǎng)絡(luò)處理器除了可以用來研制小型設(shè)備,還可以通過交換機構(gòu)的連接研制大型設(shè)備。后者是指可以在對原有軟件結(jié)構(gòu)做很小改動的基礎(chǔ)上加入新的服務(wù)和功能。

3.網(wǎng)絡(luò)處理器的應(yīng)用[1]

  網(wǎng)絡(luò)處理器的基本就用是數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā).但是數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)只是前幾代的網(wǎng)絡(luò)路由囂的重點.而“分組處理”由于其重要性成為了當前的主要任務(wù)。分組處理是一個非常寬泛的術(shù)語,這意味著廣泛的應(yīng)用。

  在LAN/企業(yè)網(wǎng)中,網(wǎng)絡(luò)處理器主要完成以下工作:

  (1)入侵檢測系統(tǒng)、數(shù)據(jù)加密、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、internet 防火墻等安全控制,防御內(nèi)部和外部的惡意行為;(2) 進行分組分類.識別關(guān)鍵業(yè)務(wù)流,提供優(yōu)先傳輸服務(wù),實現(xiàn)用戶在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)上的各種管理策略,保證服務(wù)質(zhì)量QoS:(3) 提供虛擬專用網(wǎng)VPN、流量工程等。

  在廣域邊緣或接入網(wǎng)絡(luò)中.網(wǎng)絡(luò)處理器的應(yīng)用主要是支持多種新型業(yè)務(wù)和多種網(wǎng)絡(luò)接入,并進行服務(wù)質(zhì)量控制,其中包括:

  (1) 分組分類、聚合和調(diào)度: (2) 實現(xiàn)基于業(yè)務(wù)等級協(xié)議(SLA) 的服務(wù)質(zhì)量管理,提供帶寬和時延保證,支持動態(tài)帶寬管理:(3) 提供VPN、實現(xiàn)負載均衡、安全與網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控:(4)分解和裝配各種類型的協(xié)議數(shù)據(jù)單元,執(zhí)行協(xié)議轉(zhuǎn)換。支持多種傳輸媒體接入。

  在核心網(wǎng)中,網(wǎng)絡(luò)處理器用在OC一48到OC一192甚至更高速率下實現(xiàn)對聚合流的分類識別和轉(zhuǎn)發(fā),支持服務(wù)質(zhì)量控制和流量工程.支持多協(xié)議標號轉(zhuǎn)換(MPLS) 、區(qū)分服務(wù)(DiffServ) 等協(xié)議。

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