可編程技術在網(wǎng)絡芯片上的應用
發(fā)表時間：2020-10-25 10:59:38 人氣：2989
這表明網(wǎng)絡芯片進入已經(jīng)進入可編程時代，這將增強網(wǎng)絡部分的靈活性，更好地滿足未來業(yè)務發(fā)展的需要。這種可編程能力和軟件定義的SDN有一些不同。可編程能力是指通過基于腳本的編程靈活實現(xiàn)各種網(wǎng)絡協(xié)議功能。SDN是通過控制器向網(wǎng)絡設備發(fā)送轉發(fā)流表，實現(xiàn)流量轉發(fā)。流程表的實現(xiàn)只是網(wǎng)絡設備功能的一部分。網(wǎng)絡設備還具有豐富的網(wǎng)絡功能，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很好地實現(xiàn)。將來，如果某個網(wǎng)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(wǎng)絡處理的靈活性，并且可以應用于各種復雜的網(wǎng)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(yè)，在網(wǎng)絡世界也非常普遍。通過這種技術在芯片上實現(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、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(shù)字溫度芯片的輸出溫度格式。這些芯片廣泛用于網(wǎng)絡設網(wǎng)絡設備的中央處理器可以實現(xiàn)各種復雜的網(wǎng)絡協(xié)議處理。FPGA可以大規(guī)模擴展轉發(fā)表項，以滿足高規(guī)格網(wǎng)絡環(huán)境的使用。網(wǎng)絡設備可以通過這些可編程芯片實現(xiàn)許多特殊網(wǎng)絡流量的轉發(fā)。
網(wǎng)絡設備的硬件一般由中央處理器、存儲器、閃存、轉發(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。有人注意到轉發(fā)芯片大多不是可編程芯片嗎？路由器中使用的網(wǎng)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(fā)邏輯已經(jīng)設計好，不能通過調(diào)整軟件參數(shù)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(diào)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?qū)嵤﹫笪臑V波，因此我們需要在轉發(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)轉發(fā)芯片上，這些ACL過濾規(guī)則是在轉發(fā)模塊之后固定發(fā)布的。如果進入芯片在第3層轉發(fā)流量，
此時發(fā)布的ACL過濾規(guī)則與第3層轉發(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。報文進入轉發(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)絡芯片的可編程性，這些問題就能很好地解決。
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