第二部分第二代網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)-wenkub.com
2025-07-29 13:07 本頁面
【正文】 ? 不足：仍然依賴通用 CPU處理例外的包（如帶有選項的包、需要分片的包、出錯的包等），當(dāng)集合包速很高時， CPU依然是瓶頸。 ? Banyan交換機(jī)的最壞情況是所有的包都發(fā)往同一個輸出端口。 Banyan結(jié)構(gòu)（續(xù)） 4輸入 Banyan交換機(jī) Banyan結(jié)構(gòu)（續(xù)） 8輸入 Banyan交換機(jī) ? Banyan交換機(jī)的輸入 /輸出端口數(shù)為 2的冪次。 ? 多級結(jié)構(gòu)中的隊列數(shù)目由對性能和代價的權(quán)衡來確定。 多級交換結(jié)構(gòu)的兩種設(shè)計選擇 ? 交換結(jié)構(gòu)在每一級上都設(shè)置隊列，數(shù)據(jù)包一次一級地轉(zhuǎn)發(fā)。 ? 共享存儲結(jié)構(gòu)的性能和代價取決于存儲接口的數(shù)目。 ? 輸出端口從控制器收到消息后，從內(nèi)存的指定位置讀取包，然后發(fā)回響應(yīng)消息。 ? 每個端口需要一個內(nèi)存接口硬件，將端口連接到存儲系統(tǒng)。 ? 各個輸入端口在總線上輪流廣播收到的包；每個輸出端口的地址過濾器檢查包中攜帶的內(nèi)部路由標(biāo)簽，將發(fā)往本端口的包存放到相應(yīng)的緩沖區(qū)中。 空分交換結(jié)構(gòu) — 專用內(nèi)部通路 ? 每一對輸入、輸出端口之間有一條專用硬件通路 ? 每個輸出接口都包含了附加的電路用于處理端口競爭 空分交換結(jié)構(gòu) Crossbar結(jié)構(gòu) ? 使用 N M 個交叉開關(guān)連接輸入與輸出端口 ? 控制器硬件處理端口競爭 ? 控制器允許多個端口之間并行傳輸 ? 優(yōu)點： ? 允許同時建立多條路徑，集合吞吐率高 ? 路徑上的硬件只需要容納一條數(shù)據(jù)傳輸，易于支持更高的端口速度。 ? 異步結(jié)構(gòu)：交換結(jié)構(gòu)可以在任何時刻傳輸數(shù)據(jù)，最早用于通用多處理器系統(tǒng)中。 ? 數(shù)據(jù)通路的速度通常用集合數(shù)據(jù)速率和集合包速來衡量。 9. 第二代網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) ? 使用專門的協(xié)議處理硬件，為更高速度的網(wǎng)絡(luò)而設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 ? 可用 [0, N]中的整數(shù)作為流標(biāo)識 F，并用 F作為路由 cache的索引。 CAM（續(xù)） ? 優(yōu)點： ? 查找速度快，最快在一個時鐘周期內(nèi)完成查找關(guān)鍵字的匹配 ? 可以通過級聯(lián)多個 CAM增加容量 ? 具有自動更新能力，能夠更新查找表 ? 缺點： ? 價格昂貴，封裝面積大，功耗太大，容量有限 ? 一般來說，以下應(yīng)用適合采用 CAM： ? 識別大比特模式 ? 處理小規(guī)模的查找表 ? 對查找延時有嚴(yán)格要求 7. 靜態(tài)分類與動態(tài)分類 ? 靜態(tài)分類 ? 流的集合及每個流的分類規(guī)則事先已知 ? 主要用于根據(jù)服務(wù)類型或應(yīng)用來隔離不同的流 ? 動態(tài)分類 ? 流的集合隨時間而變，允許創(chuàng)建和改變流 ? 動態(tài)分類通常使用地址和包類型來區(qū)分流 ? 靈活性好，允許細(xì)粒度的流控制 ? 開銷大，需要保存狀態(tài)信息 ? 動態(tài)分類器應(yīng)能自動建立和維護(hù)流描述表，并進(jìn)行分類查找。 ? 內(nèi)容可尋址存儲器 CAM：目前絕大多數(shù)的查找引擎是基于 CAM實現(xiàn)的。 一個硬件分類器的例子 包頭長度不固定的解決方法 ? 方法一：在并行測試中增加對長度域的檢查，針對每一種可能的包頭長度設(shè)計一組分類規(guī)則。(type==0x0800)) Declare the packet matches the classification。 優(yōu)化軟件實現(xiàn)方法 ? 重新排列條件測試的順序，將能夠過濾掉較多流量的測試排在前面； ? 比如，若已知 95%的幀攜帶了 IP包， 92%的 IP包攜帶了TCP段， 85%的 TCP段的目的端口號為 80，則： If((destination port=80) amp。(protocol==6)amp。 ? 特點： ? 使用全局類型系統(tǒng)，發(fā)送方參與，逐層執(zhí)行。 數(shù)據(jù)流水線 ? 由一系列硬件 stage組成的硬件體系結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)包經(jīng)過每一級時被執(zhí)行一種操作。 ? 非對稱多處理器的缺點： ? 每一個處理器都要有自己的指令 ? 比對稱系統(tǒng)難以編程 ? 需要協(xié)調(diào)對共享數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的訪問 ? 通用性差，不適用于其它任務(wù)或協(xié)議 ? 成本很高 專用協(xié)處理器 ? 使用一個通用 CPU加上一個或多個專用協(xié)處理器構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 ? 細(xì)粒度并行對包處理來說優(yōu)勢不明顯 ? 包處理功能很少能被細(xì)粒度優(yōu)化的 ? 程
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