第二部分第二代網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)-文庫吧資料
2024-08-14 13:07本頁面
【正文】 據(jù)包映射到一個流（包 流） ? 轉(zhuǎn)發(fā)：根據(jù)流確定包的處理方法（流 包的處理） 用分類優(yōu)化無連接網(wǎng)絡(luò)中的轉(zhuǎn)發(fā) ? 將無連接轉(zhuǎn)發(fā)劃分成兩個過程： ? 分類： destination addressflow ID ? 轉(zhuǎn)發(fā)： flow ID(next_hop, interface) ? 引入分類的好處： ? 可以將轉(zhuǎn)發(fā)信息放在一個路由 cache中，用流標(biāo)識進(jìn)行查找。通常用軟件實現(xiàn)，狀態(tài)信息保存在內(nèi)存中。 ? TCAM（ Ternary CAM）：存儲位有 0、 1和不確定三種狀態(tài)，支持通配符查找，常用于協(xié)議棧的高層，使用最為廣泛。 Content Addressable Memory ? 一種支持快速查找的特殊存儲器，與普通存儲器的實現(xiàn)機(jī)制完全不同。 ? 一般做法： ? 分類器從包中抽取出相關(guān)域的值 ? 通過一個查找引擎去查找分類規(guī)則表 ? 查找引擎的實現(xiàn)： ? 算法：已經(jīng)提出了很多種優(yōu)化的包分類算法，可以并行地檢查所有的規(guī)則集。如在前面的例子中，假設(shè) IP頭長度有 20字節(jié)和 24字節(jié)兩種，則設(shè)計兩組規(guī)則： Set 1 Set2 以太幀的 type域為 0x0800 以太幀的 type域為 0x0800 IP頭中的頭兩個字節(jié)為 0x45 IP頭中的頭兩個字節(jié)為 0x46 IP頭 中的 protocol域為 6 IP頭 中的 protocol域為 6 距 IP頭 22個字節(jié)處的域為 80 距 IP頭 24個字節(jié)處的域為 80 ? 方法二：建立一個能夠順序計算報頭偏移量的硬件，抽取當(dāng)前協(xié)議頭長度，并移動相應(yīng)的距離到下一個協(xié)議頭。 ? 步驟 ? 抽取多層報頭中的相關(guān)域 ? 將這些域連接成一個多字節(jié)的值 ? 與分類規(guī)則中給出的常數(shù)進(jìn)行比較 ? 在前面的例子中，分類器將 type、 protocol和destination port三個域中的值連接成一個 5字節(jié)的值，然后與 08 00 06 00 50進(jìn)行比較。 Else Declare the packet does not match the classification。amp。amp。 Else Declare the packet does not match。amp。amp。 ? 優(yōu)點(diǎn)： ? 傳輸效率高：每一種協(xié)議的包頭只需要包含本協(xié)議需要的域 ? 靈活定義新的協(xié)議類型：每個協(xié)議獨(dú)立地定義它的協(xié)議頭，不同協(xié)議頭中的域不共享 ? 缺點(diǎn)： ? 逐層順序執(zhí)行使得實現(xiàn)上很低效 2. 包分類 ? 基本思想：一次性檢查所有層次上的相關(guān)域，將包劃分到相應(yīng)的類（也稱流）中。 ? 在輸入端，每一層上的軟件選擇高一層上的一個協(xié)議模塊。 ? 優(yōu)點(diǎn)： ? 適合于多種協(xié)議處理任務(wù) ? 每一級可以做得很簡單，運(yùn)行得很快 ? 所有級可以同時運(yùn)行 4. 總結(jié) ? 傳統(tǒng)的基于軟件的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)已經(jīng)不能適應(yīng)高速網(wǎng)絡(luò)的需要 ? 高速網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)需要特殊的硬件支持 ? 可能的硬件體系結(jié)構(gòu)包括： ? 多處理器系統(tǒng) ? ASIC協(xié)處理器 ? 智能 NIC ? 數(shù)據(jù)流水線 主要內(nèi)容 ? 用于協(xié)議處理的硬件體系結(jié)構(gòu) ? 分類和轉(zhuǎn)發(fā) ? 交換結(jié)構(gòu) 1. 解多路復(fù)用的局限性 ? 解多路復(fù)用： ? 與分層協(xié)議一起使用，數(shù)據(jù)包穿過協(xié)議棧時每次前進(jìn)一層。 智能 NIC ? 可以將一部分處理轉(zhuǎn)移到網(wǎng)卡上： ? 地址識別和過濾，包緩存， DMA，操作鏈 ? 驗證 IP頭校驗，從 IP頭中抽取某些域，執(zhí)行加密或壓縮等 ? 在網(wǎng)卡上增加處理的優(yōu)點(diǎn)： ? 減輕 CPU的負(fù)擔(dān) ? 不要求 NIC有很高的處理速度 ? 使用 ASIC硬件實現(xiàn)智能 NIC： ? 設(shè)計專用芯片，集成到網(wǎng)卡上，如鏈路層芯片組、第 3層 ASIC芯片等 ? 速度快 ? 使用嵌入式 RISC硬件實現(xiàn)智能 NIC： ? 使用標(biāo)準(zhǔn)的 RISC處理器代替定制硬件 ? 代價低，易于修改，允許將更多的處理功能轉(zhuǎn)移到 NIC上 TCP Offload Engine（ TOE） ? TOE將處理 TCP/IP的許多開銷從主機(jī)轉(zhuǎn)移到網(wǎng)卡，只將TCP/IP控制
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