可編程技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)芯片上的應(yīng)用
發(fā)表時間:2020-10-25 10:59:38 人氣:3820
這表明網(wǎng)絡(luò)芯片進(jìn)入已經(jīng)進(jìn)入可編程時代,這將增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)部分的靈活性,更好地滿足未來業(yè)務(wù)發(fā)展的需要。這種可編程能力和軟件定義的SDN有一些不同??删幊棠芰κ侵竿ㄟ^基于腳本的編程靈活實現(xiàn)各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議功能。SDN是通過控制器向網(wǎng)絡(luò)設(shè)備發(fā)送轉(zhuǎn)發(fā)流表,實現(xiàn)流量轉(zhuǎn)發(fā)。流程表的實現(xiàn)只是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備功能的一部分。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備還具有豐富的網(wǎng)絡(luò)功能,如ACL過濾、路由策略、修改報文內(nèi)容、隊列調(diào)度等。這些不能通過SDN實現(xiàn),但可以通過可編程技術(shù)很好地實現(xiàn)。將來,如果某個網(wǎng)絡(luò)功能無法滿足,并且是芯片限制,則必須考慮該聲明的真實性。芯片的可編程能力極大地擴(kuò)展了網(wǎng)絡(luò)處理的靈活性,并且可以應(yīng)用于各種復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)場景,即使有很少的限制??删幊碳夹g(shù)廣泛應(yīng)用于各行各業(yè),在網(wǎng)絡(luò)世界也非常普遍。通過這種技術(shù)在芯片上實現(xiàn)的每個硬件單元不是固定的,可以由用戶在使用中選擇,即通過計算機(jī)指令選擇不同的通道和不同的電路功能,這被稱為編程控制,從而為用戶提供了很大的靈活性。例如,處理器、可編程門陣列、可編程邏輯器件和數(shù)字信號處理器都是可編程芯片。其中,處理器是一個大的類別,包括各種數(shù)字的單片機(jī)、計算機(jī)的中央處理器、ARM的一系列手機(jī)芯片和復(fù)合芯片,如一些具有單片機(jī)無線功能的芯片,如以單片機(jī)為核心的藍(lán)牙芯片。一些簡單的可編程芯片,如時鐘芯片,可以在某個特定的時間點設(shè)置引腳的電平,或者在華氏度輸出數(shù)字溫度芯片的輸出溫度格式。這些芯片廣泛用于網(wǎng)絡(luò)設(shè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的中央處理器可以實現(xiàn)各種復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議處理。FPGA可以大規(guī)模擴(kuò)展轉(zhuǎn)發(fā)表項,以滿足高規(guī)格網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的使用。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以通過這些可編程芯片實現(xiàn)許多特殊網(wǎng)絡(luò)流量的轉(zhuǎn)發(fā)。
網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的硬件一般由中央處理器、存儲器、閃存、轉(zhuǎn)發(fā)芯片、現(xiàn)場可編程門陣列、EEPROM等芯片組成。這些芯片大多是可編程芯片。有人注意到轉(zhuǎn)發(fā)芯片大多不是可編程芯片嗎?路由器中使用的網(wǎng)絡(luò)處理器和交換機(jī)中使用的交換芯片都不是可編程芯片。這些芯片的硬件轉(zhuǎn)發(fā)邏輯已經(jīng)設(shè)計好,不能通過調(diào)整軟件參數(shù)來改變。軟件設(shè)置只允許這些功能模塊運行,但是它們永遠(yuǎn)不能調(diào)整它們的處理順序,并且軟件設(shè)置的范圍是預(yù)先確定的。例如,我們需要在交換機(jī)的入站方向?qū)嵤﹫笪臑V波,因此我們需要在轉(zhuǎn)發(fā)芯片的入站方向發(fā)布一些ACL濾波規(guī)則。在一些商業(yè)轉(zhuǎn)發(fā)芯片上,這些ACL過濾規(guī)則是在轉(zhuǎn)發(fā)模塊之后固定發(fā)布的。如果進(jìn)入芯片在第3層轉(zhuǎn)發(fā)流量,
此時發(fā)布的ACL過濾規(guī)則與第3層轉(zhuǎn)發(fā)后的報文匹配。此時,報文MAC已經(jīng)被替換,并且所發(fā)布的ACL規(guī)則在轉(zhuǎn)發(fā)后只能匹配報文特征,這是不可編程實現(xiàn)的限制。報文進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)芯片由幾十個功能模塊處理,從輸入端口檢查到查找轉(zhuǎn)發(fā)條目,然后到輸出端口。有人修改報文,的優(yōu)先級,有人修改報文,的VLAN標(biāo)簽,還有人做隊列調(diào)度。有一些路由策略等等。這些功能模塊都按照固定的順序處理報文,這是相對不靈活的,并且經(jīng)常遇到許多實現(xiàn)約束。如果能實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)芯片的可編程性,這些問題就能很好地解決。
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