Síťový procesor - Network processor

Intel FWIXP422BB

A síťový procesor je integrovaný obvod který má sadu funkcí specificky zaměřenou na síťování doména aplikace.

Síťové procesory jsou obvykle software programovatelná zařízení a měla by obecné vlastnosti podobné obecným účelům centrální procesorové jednotky které se běžně používají v mnoha různých typech zařízení a produktů.

Historie vývoje

V moderní telekomunikační sítě, informace (hlas, video, data) jsou přenášeny jako balíček údaje (nazývané přepínání paketů ), což je na rozdíl od starších telekomunikačních sítí, které přenášely informace jako analogové signály jako v veřejná komutovaná telefonní síť (PSTN) nebo analogový televize /Rádio sítí. Zpracování těchto paketů vyústilo ve vytvoření integrované obvody (IC), které jsou optimalizovány pro práci s touto formou paketových dat. Síťové procesory mají specifické funkce nebo architektury, které jsou poskytovány k vylepšení a optimalizaci zpracování paketů v těchto sítích.

Síťové procesory se vyvinuly do integrovaných obvodů se specifickými funkcemi. Tento vývoj vyústil ve vytvoření složitějších a flexibilnějších integrovaných obvodů. Novější obvody jsou programovatelné a umožňují tedy jeden Hardware Návrh IC může v případě potřeby provádět řadu různých funkcí software je nainstalován.

Síťové procesory se používají při výrobě mnoha různých typů síťové zařízení jako:

Obecné funkce

V generické roli paketového procesoru je v síťovém procesoru obvykle přítomna řada optimalizovaných funkcí nebo funkcí, mezi něž patří:

  • Porovnávání vzorů - schopnost najít konkrétní vzory bitů nebo bajtů v paketech v proudu paketů.
  • Vyhledávání klíčů - schopnost rychle provést vyhledávání v databázi pomocí klíče (obvykle adresy v paketu) k nalezení výsledku, obvykle směrování informace.
  • Výpočet
  • Manipulace s datovým bitovým polem - schopnost měnit určitá datová pole obsažená v paketu během jeho zpracování.
  • Fronta management - jak jsou pakety přijímány, zpracovávány a plánovány na další odesílání, jsou ukládány do front.
  • Řídicí zpracování - mikro operace zpracování paketu jsou řízeny na makro úrovni, která zahrnuje komunikaci a orchestraci s ostatními uzly v systému.
  • Rychlé přidělení a opětovný oběh paketových vyrovnávacích pamětí.

Architektonická paradigmata

Abychom se vypořádali s vysokými datovými rychlostmi, běžně se používá několik architektonických paradigmat:

Kromě toho je řízení provozu, které je v L2 -L3 síťové zpracování, které dříve prováděly různé koprocesory, se stalo nedílnou součástí architektury síťového procesoru a podstatná část jeho křemíkové oblasti („nemovitosti“) je věnována integrovanému správci provozu.[1] Moderní síťové procesory jsou také vybaveny nízkolatenčními vysokovýkonnými propojovacími sítěmi na čipu optimalizovanými pro výměnu malých zpráv mezi jádry (několik datových slov). Tyto sítě mohou být použity jako alternativní zařízení pro efektivní komunikaci mezi jádry kromě standardního využití sdílené paměti.[2]

Aplikace

Pomocí generické funkce síťového procesoru softwarový program implementuje aplikaci, kterou síťový procesor provádí, což má za následek, že fyzické zařízení provádí úkol nebo poskytuje službu. Některé typy aplikací, které se obvykle implementují jako software běžící na síťových procesorech, jsou:[3]

  • Balíček nebo rám diskriminace a zasílání, tj. základní provoz a router nebo přepínač.
  • Kvalita služeb Vynucování (QoS) - identifikace různých typů nebo tříd paketů a poskytování preferenčního zacházení pro některé typy nebo třídy paketů na úkor jiných typů nebo tříd paketů.
  • Funkce řízení přístupu - určení, zda by měl mít určitý paket nebo proud paketů možnost procházet částí síťového zařízení.
  • Šifrování datových proudů - vestavěné hardwarové šifrovací stroje umožňují šifrování jednotlivých datových toků procesorem.
  • TCP offload zpracovává se

Viz také

Výrobci

Reference

  1. ^ Giladi, Ran (2008). Síťové procesory: architektura, programování a implementace. Systémy na křemíku. Morgan Kaufmann. ISBN  978-0-12-370891-5.
  2. ^ Buono, Daniele; Mencagli, Gabriele (21. – 25. Července 2014). Mechanismy běhu pro jemnozrnný paralelismus v síťových procesorech: prostředí TILEPro64 (PDF). Mezinárodní konference o vysoce výkonné počítačové simulaci (HPCS 2014) v roce 2014. Bologna, Itálie. str. 55–64. doi:10.1109 / HPCSim.2014.6903669. ISBN  978-1-4799-5313-4. Archivováno (PDF) z původního dne 27. března 2019. Alternativní URL
  3. ^ Comer, David E. (2005). Návrh síťových systémů využívajících síťové procesory: Verze Intel 2XXX. Addison-Wesley. ISBN  978-0-13-187286-8.
  4. ^ Merritt, Rick (12. listopadu 2007). „Intel přesouvá síťový čip do spuštění“. EE Times. Archivováno z původního dne 3. března 2016.