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基于硬件的協(xié)同轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)構(gòu)構(gòu)建大容量核心路由器平臺(tái)( 二 )

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ASIC芯片階段
眾所周知的是對(duì)于特定的業(yè)務(wù)，能夠同時(shí)提供極高的轉(zhuǎn)發(fā)性能和較低的成本的只有ASIC芯片了 。但由于A(yíng)SIC的固定特性一直無(wú)法解決路由器對(duì)多業(yè)務(wù)支持的需求，ASIC芯片一旦產(chǎn)出后其原有的功能無(wú)法添加，也就是假如一顆ASIC芯片在設(shè)計(jì)時(shí)支持什么功能就僅能支持這些功能，而無(wú)法擴(kuò)展 。這對(duì)于網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)日益增長(zhǎng)，視頻、話(huà)音等各種業(yè)務(wù)不斷增加，互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用不斷豐富的情況下，ASIC芯片的可擴(kuò)展能力成為其在核心路由器上使用的一個(gè)似乎是難以逾越的門(mén)檻，難以保證滿(mǎn)足網(wǎng)絡(luò)中各種業(yè)務(wù)的要求 。所以一直沒(méi)有被路由器采用，而如今核心網(wǎng)對(duì)核心路由器性能幾乎無(wú)止境的需求迫使路由器的廠(chǎng)商和研究機(jī)構(gòu)把目光投向了ASIC 。況且現(xiàn)在10G的ASIC芯片早已成熟，并且規(guī)模商用，這也是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠(chǎng)商能夠青睞ASIC的一個(gè)重要原因 。上個(gè)世紀(jì)末一些廠(chǎng)商和科研機(jī)構(gòu)就開(kāi)始了完全用ASIC搭建核心路由器平臺(tái)的研究，至今已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)比較完善的技術(shù)體系 。
對(duì)于A(yíng)SIC平臺(tái)來(lái)說(shuō)，最大的問(wèn)題就是對(duì)多業(yè)務(wù)的靈活支持 。靈活性支持主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一方面是查表技術(shù)，另一方面是對(duì)多業(yè)務(wù)報(bào)文的識(shí)別、處理能力 。近幾年出現(xiàn)的TCAM（三重內(nèi)容可編址存儲(chǔ)器）很好地解決了多業(yè)務(wù)中各種表項(xiàng)的高速查找問(wèn)題，其查找性能可以達(dá)到每秒100M次，也就是說(shuō)可以支持一個(gè)10G端口每秒鐘查找4次以上 。而對(duì)各種路由表、ACL安全策略、QoS策略等表項(xiàng)的查找是多業(yè)務(wù)支持的核心內(nèi)容 。同時(shí)現(xiàn)在的硬件技術(shù)制造出的高速可編程硬件FPGA能夠?qū)崿F(xiàn)40G數(shù)據(jù)流的報(bào)文頭的處理，從而提供了對(duì)多業(yè)務(wù)支持的可能性 。港灣網(wǎng)絡(luò)有限公司正是看到了這種可能性，同時(shí)找到了搭建著重硬件平臺(tái)的理論基礎(chǔ)，經(jīng)過(guò)三年的潛心研究，終于實(shí)現(xiàn)了ASIC FPGA TCAM協(xié)同實(shí)現(xiàn)高密度千兆、2.5G、10G接口多業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的大容量處理、轉(zhuǎn)發(fā)，F(xiàn)PGA硬件實(shí)現(xiàn)對(duì)業(yè)務(wù)報(bào)文頭的處理并控制查找形成業(yè)務(wù)流，TCAM實(shí)現(xiàn)對(duì)各種高速業(yè)務(wù)流表項(xiàng)的查找，ASIC僅僅負(fù)責(zé)對(duì)業(yè)務(wù)流大容量轉(zhuǎn)發(fā)，從而實(shí)現(xiàn)了多業(yè)務(wù)應(yīng)用下高速接口的大容量接入；同時(shí)在路由器內(nèi)部通過(guò)專(zhuān)用ASIC把高速接口板之間的海量數(shù)據(jù)切割成特定長(zhǎng)度的信元從而實(shí)現(xiàn)高效、低延時(shí)、T比特級(jí)別的大容量數(shù)據(jù)交換 。港灣PowerHammer系列核心路由器創(chuàng)立的這種結(jié)構(gòu)不但解決了性能和靈活性的瓶頸，還具備非常強(qiáng)的擴(kuò)展能力，接口板能夠平滑的擴(kuò)充到40G接口的接入，而交換網(wǎng)板很輕易擴(kuò)充到T比特級(jí)別而無(wú)需更換機(jī)箱，標(biāo)志著我國(guó)在高速核心路由器的研發(fā)方面已經(jīng)邁入了國(guó)際先進(jìn)行業(yè) 。尤其值得一提的是PowerHammer系列核心路由器的接口板處理ASIC芯片——RACATA是完全自主研發(fā)的400萬(wàn)門(mén)邏輯芯片，也標(biāo)志著我國(guó)的芯片設(shè)計(jì)水平已經(jīng)邁上了一個(gè)新的高度 。目前幾乎業(yè)界所有的主流高端核心路由器設(shè)備供給商都推出了基于A(yíng)SIC的路由器產(chǎn)品，代表著采用ASIC已經(jīng)成為核心路由器技術(shù)發(fā)展的一個(gè)必然方向 。


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