網絡處理器建立Gigabit鏈路系統的挑戰

2020-12-16 李曉妮說科技

使用網絡處理器構建 Gigabit 鏈路系統(如可編程 QoS 路由器等)時,在系統的結構設計、策略使用、應用開發等各個層次存在著如下的問題.

並行策略所引入的問題

網絡處理器中大量採用並行處理技術,它雖然提高了分組處理的效率,但是仍帶來了以下 3點問題:

(1) 同步問題

在 PLP 策略中,分組交由不同的 PE 處理.但由於分組的特點,不同 PE 所處理的分組並不總是相互獨立的,有時分組間也存在著一定的制約關係.這種制約關係主要體現在服務時序和資源操作兩個方面,對於服務時序引起的同步問題可通過維護分組處理狀態來解決,對於資源操作衝突則需要通過加鎖機制來解決.同樣的同步問題在 IPP 和 ILP 策略中也存在.

(2) 處理器資源調度問題

簡單的講,就是當一個待處理的分組到達時將由哪一個 PE 來服務以及如何來服務的問題.在調度時需要考慮包括系統負載和流量特性在內的多種信息,並要保證效率和公平性.目前此種資源調度算法一般分為靜態和動態兩類.一般採用靜態算法,即 PE(或硬體線程)靜態地對應不同的埠,不同的 PE(或硬體線程)只負責特定埠的收發操作.中採用了基於 EHDA(enhanced hash-based distribution algorithm)的動態分配算法,算法考慮了 TCP 與 UDP 兩種流的特性以及 PE 的負載情況.

實際上,網絡處理器內的其他共享資源(如網絡協處理器等)也存在著同樣的問題.

(3) 模塊間通信問題

為了解決同步以及系統控制等問題,網絡處理器內部 PE 間的通信以及與外部設備間的通信越來越多,甚至成為系統性能的瓶頸.為了提高系統集成度,大部分網絡處理器內部採用共享總線的通信方式,內部沒有其他專用的數據通路.但是這種結構卻嚴重地影響了系統的同步及通信策略.不過這一問題可以通過增加專用的數據總線得到改善,然而它將增加系統設計的開銷

相關焦點

  • 一文了解核心交換機的鏈路聚合、冗餘、堆疊、熱備份等專業知識
    正文： 什麼是核心交換機的鏈路聚合、冗餘、堆疊、熱備份，今天我們一起來了解這些專業術語！一、鏈路聚合是將兩個或更多數據信道結合成一個單個的信道，該信道以一個單個的更高帶寬的邏輯鏈路出現。鏈路聚合一般用來連接一個或多個帶寬需求大的設備，例如連接骨幹網絡的伺服器或伺服器群。
  • 乾貨| 一文看懂無人機通信鏈路系統
    無人機系統主要分為三大部分:地面站、飛控以及無線通信鏈路，下面我們一起了解一下無人機無線通信鏈路系統。 鏈路系統是無人機系統的重要組成部分，其主要任務是建立一個空地雙向數據傳輸通道，用於完成地面控制站對無人機的遠距離遙控、遙測和任務信息傳輸。
  • Dapper: 大規模分布式系統鏈路追蹤基礎設施
    Google Dapper 就是這樣需求下的一套應用於大型分布式系統環境下的鏈路追蹤系統。Dapper最初作為一個獨立的追蹤工具，後來發展成為一個監控平臺，為Google的開發者提供有關複雜分布式系統行為的更多信息。這樣的系統特別令人感興趣，因為大規模小型服務集合是一個特別具有成本效益的網際網路服務工作負載平臺。理解此上下文系統行為需要觀察許多不同程序和機器上的相關活動網絡搜索示例將能夠說明這樣一個系統需要解決的一些挑戰。
  • 高通Gigabit LTE晶片叫好不叫座?消費者難以產生共鳴
    本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201711/371796.htm　　根據財富雜誌(Forutne)報導，高通希望透過與T-Mobile合作，把焦點從強調每秒gigabit下載速度的能力，轉移至Gigabit LTE支援的新應用。
  • 如何使用DHCP snooping防禦網絡攻擊?
    如果一個組織在設計網絡架構時加入了不安全的系統和協議，那麼網絡基礎架構就可能有風險。例如，有時候一些2層協議的安全性就被忽視了，如動態主機配置協議(DHCP)。DHCP是一種輔助協議，它工作在後臺，大多數用戶都不會注意到它的存在。事實上，這種沒有得到重視的情況就意味著供應商也可能會忽略這種攻擊。DHCP snooping就是一種可用於防禦許多常見攻擊的防控技術。
  • 如何為可穿戴設備和物聯網選擇合適的個人區域網鏈路
    圖3：片上系統方式允許嵌入式微處理器完全運行協議堆棧，同時提供嵌入式環境，既可以存儲您應用特定的代碼，也可以建立您自己的定製接口。　　不只是語音　　藍牙語音未來最有可能統治耳機領域或用於個人語音鏈路，儘管它使用的功率遠較其所需要的要多很多。對於大多數零件來說，藍牙器件連在一起會工作地很好，即使在擁擠的環境也是如此。網絡共享進程會讓收發器成為簡單的查詢鎖定類型，無需保持多個套接字和複雜的協議堆棧。
  • 輕鬆玩轉全鏈路監控
    微服務技術讓IT系統變得更敏捷、更健壯、更高性能的同時，也給帶來了架構複雜度的提升，給應用監控帶來了前所未有的挑戰。在微服務時代，由於服務的拆分，單個用戶請求會經過多個微服務應用，形成複雜的調用鏈路，使傳統的依賴於單機業務日誌的監控手段無從下手，這就需要建立全新的監控機制，幫助開發者全面洞察系統運行狀態，並在系統遇到異常的時候快速的定位和解決問題。
  • 基於NIOS II多處理機技術的的網絡數據處理研究
    NP方法應用RISC處理器結構進行網絡（網絡就是用物理鏈路將各個孤立的工作站或主機相連在一起，組成數據鏈路，從而達到資源共享和通信的目的）數據包處理。支持這一方法的器件稱為網絡（網絡就是用物理鏈路將各個孤立的工作站或主機相連在一起，組成數據鏈路，從而達到資源共享和通信的目的）處理器，並且是軟體可編程的。NP包括多個優化的嵌入式RISC CPU，以提供可編程本領和用於通用數據包處理功能。
  • 使用多信道射頻鏈路聚合(LAG)方法提升微波容量
    然而，從某種意義上來說，獲得更大微波鏈路帶寬的唯一方法是增加所使用的射頻信道的數量。流行的方法是通過捆綁2個或更多的微波信道來建立更大容量的虛擬鏈路，這種方法有多種名稱：信道綁定，或射頻鏈路聚合（LAG），或多信道。儘管所有的方法都使用多個信道提升微波容量，但實現方式和效率可能不盡相同。
  • 《網絡維護》IP鏈路測試
    IP鏈路的連接暢通是計算機正常接入網絡的基礎。
  • 網絡工程師組建企業網絡實戰之配置 DHCPv6 中繼示例
    組網需求如圖所示， DHCPv6 客戶端所在網絡地址為 2000::/64， DHCPv6 伺服器的地址為3000::3/64。客戶端和伺服器不在同一個鏈路，需要通過 DHCPv6 中繼轉發報文。要求將 Switch 作為 DHCPv6 中繼，為客戶端和伺服器轉發報文。
  • 配置三層鏈路聚合增加鏈路帶寬並提高可靠性的示例
    組網要求：在某小型企業網環境中部署了兩臺AR路由器AR1和AR2，AR1作為用戶接入設備，AR2作為網絡接入設備。為了保證用戶的帶寬，當用戶量較大時，可以部署多條鏈路或者鏈路聚合，達到增加鏈路帶寬的目的，在實現增大帶寬目的的同時，鏈路聚合採用備份鏈路的機制，可以有效的提高設備之間鏈路的可靠性。
  • 一文看懂OPPO全鏈路色彩管理系統&人像視頻技術系統
    OPPO剛剛發布不久的「全鏈路色彩管理系統」和「人像視頻技術系統」就是手機在完善自我道路上的重要一步。01 全鏈路色彩管理系統首先我們來談談OPPO的全鏈路色彩管理系統。這裡的「全鏈路」指得是採集、運算、編碼、存儲、解碼和顯示。
  • 基於工控網絡的地鐵BAS控制網絡系統的研析
    3.2 網絡冗餘為充分保證高可用性，系統在主幹網採用了雙環冗餘技術，並在雙環配對網絡交換機間建立了環間冗餘連結（在一路環網通道發生故障時，可自動切換到另外一條環網通道）。與單環冗餘相比，雙環冗餘既提供傳輸介質的冗餘，也提供網絡設備的冗餘，可在傳輸介質、網絡設備和網絡連接器（網卡）同時出現單點故障時實時自愈故障，是完全冗餘系統。
  • IT挑戰高薪必備網絡常識-OSI七層模型
    解決複雜問題通常都需要建立模型，OSI七層模型就是應用了將複雜問題分而治之的思想。OSI參考模型採用了分層結構技術，把一個網絡系統分成若干層，每一層都去實現不同的功能，每一層的功能都以協議形式正規描述，協議定義了某層同遠方一個對等層通信所使用的一套規則和約定。每一層向相鄰上層提供一套確定的服務，並且使用與之相鄰的下層所提供的服務。
  • 銳捷RG-PowerAD釋放「多鏈路」價值
    對於走在資訊時代前沿的大學生們而言，最大的"痛苦"之一，就是忍受著"網速慢、總掉線"的折磨，這一現象也發生在網絡改造之前的青海大學。為了解決這一問題，青海大學利用銳捷網絡提供的RG-PowerAD應用交付系統，實現高性能鏈路負載均衡與網絡健康檢查，讓網絡出口"重裝上陣"，師生上網體驗得到全面提升。
  • 系統級晶片(SoC)的複雜設計選擇:RISC-V處理器內核
    2.目前主流的SoC在選擇處理器內核IP時主要基於什麼標準？如何實現差異化設計？這類的標準很多，我們認為需要著重看兩個標準。首要的標準就是看該處理器內核IP是否完整的支持Linux，因為通用嵌入式、工業、物聯網、高性能實時嵌入式以及汽車領域均需要在Linux系統上運行。
  • 藍牙技術及其系統原理
    例如，如果把藍芽技術引入到行動電話和膝上型電腦中，就可以去掉行動電話與膝上型電腦之間的令人討厭的連接電纜而通過無線使其建立通信。印表機、PDA、桌上型電腦、傳真機、鍵盤、遊戲操縱杆以及所有其它的數字設備都可以成為藍芽系統的一部分。除此之外，藍芽無線技術還為已存在的數字網絡和外設提供通用接口以組建一個遠離固定網絡的個人特別連接設備群。
  • Mellanox 為NPS-400網絡處理器推出高性能數據包檢測軟體包
    12/6/2016, 領先的端到端高性能數據中心互聯解決方案提供商Mellanox今天推出可以在最新的NPS-400網絡處理器上實現前所未有的性能的深度數據包檢測和狀態包處理軟體庫。