可編程技術在網絡芯片上的應用
發表時間：2020-10-25 10:59:38 人氣：3594
這表明網絡芯片進入已經進入可編程時代，這將增強網絡部分的靈活性，更好地滿足未來業務發展的需要。這種可編程能力和軟件定義的SDN有一些不同。可編程能力是指通過基于腳本的編程靈活實現各種網絡協議功能。SDN是通過控制器向網絡設備發送轉發流表，實現流量轉發。流程表的實現只是網絡設備功能的一部分。網絡設備還具有豐富的網絡功能，如ACL過濾、路由策略、修改報文內容、隊列調度等。這些不能通過SDN實現，但可以通過可編程技術很好地實現。將來，如果某個網絡功能無法滿足，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展了網絡處理的靈活性，并且可以應用于各種復雜的網絡場景，即使有很少的限制。可編程技術廣泛應用于各行各業，在網絡世界也非常普遍。通過這種技術在芯片上實現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，包括各種數字的單片機、計算機的中央處理器、ARM的一系列手機芯片和復合芯片，如一些具有單片機無線功能的芯片，如以單片機為核心的藍牙芯片。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置引腳的電平，或者在華氏度輸出數字溫度芯片的輸出溫度格式。這些芯片廣泛用于網絡設網絡設備的中央處理器可以實現各種復雜的網絡協議處理。FPGA可以大規模擴展轉發表項，以滿足高規格網絡環境的使用。網絡設備可以通過這些可編程芯片實現許多特殊網絡流量的轉發。
網絡設備的硬件一般由中央處理器、存儲器、閃存、轉發芯片、現場可編程門陣列、EEPROM等芯片組成。這些芯片大多是可編程芯片。有人注意到轉發芯片大多不是可編程芯片嗎？路由器中使用的網絡處理器和交換機中使用的交換芯片都不是可編程芯片。這些芯片的硬件轉發邏輯已經設計好，不能通過調整軟件參數來改變。軟件設置只允許這些功能模塊運行，但是它們永遠不能調整它們的處理順序，并且軟件設置的范圍是預先確定的。例如，我們需要在交換機的入站方向實施報文濾波，因此我們需要在轉發芯片的入站方向發布一些ACL濾波規則。在一些商業轉發芯片上，這些ACL過濾規則是在轉發模塊之后固定發布的。如果進入芯片在第3層轉發流量，
此時發布的ACL過濾規則與第3層轉發后的報文匹配。此時，報文MAC已經被替換，并且所發布的ACL規則在轉發后只能匹配報文特征，這是不可編程實現的限制。報文進入轉發芯片由幾十個功能模塊處理，從輸入端口檢查到查找轉發條目，然后到輸出端口。有人修改報文，的優先級，有人修改報文，的VLAN標簽，還有人做隊列調度。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，并且經常遇到許多實現約束。如果能實現網絡芯片的可編程性，這些問題就能很好地解決。
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