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网络处理器的原理特性及其应用前景分析 (2)

拆装和重组:数据包的拆分,处理,以及为转发而重组。 排队和接入控制: 识别出数据包之后,将这些数据包送往相应的队列中以进行下一步处理,如优

拆装和重组:数据包的拆分,处理,以及为转发而重组。

排队和接入控制: 识别出数据包之后,将这些数据包送往相应的队列中以进行下一步处理,如优先处理,流量整形等。同时,可根据某些安全接入策略进行数据包过滤,确定是继续转发,还是丢弃。

流量整形和流量工程: 某些协议或应用要求对流量进行整形以使之在进入输出线或输出光纤时满足时延和时延抖动的要求。

QoS(Quality of Service)和CoS(Class of Service):除了对数据包进行流量整形外,数据包还可以被打上标签送往下一网络节点进行更加有效的处理。

修正数据包 :编辑数据包并添加额外的信息。

差错检测 :正确检测来自数据链路层的有差错的数据包并能采取有效的处理措施。

网络处理器的体系结构

随着Intel 和IBM等公司大举进入网络处理器市场,采用基于处理器体系结构的网络处理器得到迅速发展,下面以Intel和IBM公司推出的网络处理器家族中主流产品作一简单介绍。

IXP1200网络处理器是Intel 公司推出的互联网交换架构的网络处理器之一,它由一个StrongARM处理器、六个微引擎(Microenginer)、存储器接口和高速总线接口组成。IXP1200的主要功能模块和体系结构的主要特征:

并行处理器结构: StrongARM核和6个微引擎均为RISC处理器,并行工作,StrongARM核主要负责协议控制平面和上层应用程序的处理,6个微引擎是32位的可编程RISC,有各自独立的控制存储器和局部寄存器,访问外部资源(SRAM、SDRAM和IXBUS等)的机会均等,提供大于2倍外部带宽的内部总线带宽。Intel 推出的微码(Microcode)运行在微引擎上,微码的可重载性为系统升级提供了极大的方便。

硬件多线程 : 微码指令的运行采用5级流水线机制,同时考虑访存延迟,为提高微引擎的利用效率,采用硬件多线程,即每个微引擎同时运行4个线程,采用内部线程通信机制实现线程同步,提高了系统效率。

分布式数据存储和内存组织优化:IXP1200提供了多个存储单元接口,利用专用的读写寄存器实现对SRAM和SDRAM的访问,简化了编程模型,提高了存储效率。同时SDRAM和SRAM均支持多个读写队列进行优先级排队以优化带宽。


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