第二部分第二代網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)-閱讀頁(yè)
2024-08-20 13:07本頁(yè)面
【正文】 8. 分類與轉(zhuǎn)發(fā) ? 轉(zhuǎn)發(fā)的任務(wù)是根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)包確定包的處理方法，比如根據(jù)數(shù)據(jù)包的目的地址將包轉(zhuǎn)發(fā)到合適的下一跳節(jié)點(diǎn)。 ? 可用 [0, N]中的整數(shù)作為流標(biāo)識(shí) F，并用 F作為路由 cache的索引。 ? 高速轉(zhuǎn)發(fā)的過程： ? 分類器將數(shù)據(jù)包映射為一個(gè)流標(biāo)識(shí) F ? 轉(zhuǎn)發(fā)器使用 F作為索引查找路由 cache。 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(jì)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 第二代網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的概念組織 ? 使用一個(gè)常規(guī) CPU，用于管理和控制系統(tǒng)、向系統(tǒng)管理員提供管理接口、運(yùn)行路由協(xié)議和更新路由表、處理異常和錯(cuò)誤。 ? 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。 2. 交換結(jié)構(gòu)的概念 ? 從概念上說， 交換結(jié)構(gòu)是一種承擔(dān)背板任務(wù)的硬件機(jī)制，它在一組輸入端口、輸出端口和 CPU之間提供數(shù)據(jù)通路。 ? 異步結(jié)構(gòu)：交換結(jié)構(gòu)可以在任何時(shí)刻傳輸數(shù)據(jù)，最早用于通用多處理器系統(tǒng)中。 ? 空分結(jié)構(gòu)與時(shí)分結(jié)構(gòu) ? 空分結(jié)構(gòu)：交換結(jié)構(gòu)中使用許多通路以減小延遲，集合吞吐量高，代價(jià)高。 空分交換結(jié)構(gòu) — 專用內(nèi)部通路 ? 每一對(duì)輸入、輸出端口之間有一條專用硬件通路 ? 每個(gè)輸出接口都包含了附加的電路用于處理端口競(jìng)爭(zhēng) 空分交換結(jié)構(gòu) Crossbar結(jié)構(gòu) ? 使用 N M 個(gè)交叉開關(guān)連接輸入與輸出端口 ? 控制器硬件處理端口競(jìng)爭(zhēng) ? 控制器允許多個(gè)端口之間并行傳輸 ? 優(yōu)點(diǎn)： ? 允許同時(shí)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。 空分交換結(jié)構(gòu) — 基本隊(duì)列 ? 輸入隊(duì)列 ? 設(shè)置在輸入端口與交換結(jié)構(gòu)之間 ? 隊(duì)頭阻塞問題 ? 將輸入隊(duì)列改為隨機(jī)訪問列表，或者 ? 為每個(gè)輸出端口設(shè)置一個(gè)隊(duì)列 ? 通常在每個(gè)輸入端口上設(shè)置兩個(gè)隊(duì)列，分別存放單播包和多播包 ? 輸出隊(duì)列 ? 設(shè)置在交換結(jié)構(gòu)與輸出端口之間 ? 只使用輸入隊(duì)列 ? 隊(duì)頭阻塞 ? 只使用輸出隊(duì)列 ? 輸出隊(duì)列及交換結(jié)構(gòu)必須運(yùn)行在集合速率上，或者 ? 針對(duì)每個(gè)輸入端口設(shè)置一個(gè)隊(duì)列 有輸入輸出隊(duì)列的 Crossbar結(jié)構(gòu) 時(shí)分交換結(jié)構(gòu) — 共享總線結(jié)構(gòu) ? 交換結(jié)構(gòu)總線包括地址線、數(shù)據(jù)線和控制線 ? 每個(gè)輸入和輸出端口都有一個(gè)接口硬件，每個(gè)端口被分配一個(gè)唯一的地址。 ? 各個(gè)輸入端口在總線上輪流廣播收到的包；每個(gè)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。 ? 受底層硬件技術(shù)的制約，該結(jié)構(gòu)一般不能簡(jiǎn)單地?cái)U(kuò)展以適應(yīng)任意數(shù)目的端口。 ? 每個(gè)端口需要一個(gè)內(nèi)存接口硬件，將端口連接到存儲(chǔ)系統(tǒng)。 傳輸控制 ? 一個(gè)控制器提供一條單獨(dú)的高速總線，各個(gè)端口使用總線來協(xié)調(diào)各自的行為。 ? 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。 共享存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的可擴(kuò)展性 ? 由于內(nèi)存接口硬件非常昂貴，通常讓許多端口共享一個(gè)內(nèi)存接口。 ? 共享存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的性能和代價(jià)取決于存儲(chǔ)接口的數(shù)目。 多級(jí)交換結(jié)構(gòu) ? 單級(jí)結(jié)構(gòu)：數(shù)據(jù)包從輸入端口到輸出端口只經(jīng)過一個(gè)交換單元。 多級(jí)交換結(jié)構(gòu)的兩種設(shè)計(jì)選擇 ? 交換結(jié)構(gòu)在每一級(jí)上都設(shè)置隊(duì)列，數(shù)據(jù)包一次一級(jí)地轉(zhuǎn)發(fā)。 ? 交換結(jié)構(gòu)首先建立一條穿過所有層次的路徑，然后數(shù)據(jù)包直接從輸入端口發(fā)送到輸出端口。 ? 多級(jí)結(jié)構(gòu)中的隊(duì)列數(shù)目由對(duì)性能和代價(jià)的權(quán)衡來確定。 ? 兩個(gè)輸出端口分別標(biāo)記為 “ 0”和 “ 1”。 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。 ? 模塊化設(shè)計(jì)：大的 Banyan交換機(jī)可以通過互連較小的 Banyan交換機(jī)構(gòu)成。 ? Banyan交換機(jī)的最壞情況是所有的包都發(fā)往同一個(gè)輸出端口。 ? 引入了交換結(jié)構(gòu)，允許數(shù)據(jù)包直接從一個(gè)端口轉(zhuǎn)發(fā)到另一個(gè)端口而不需要 CPU的參與。 ? 不足：仍然依賴通用 CPU處理例外的包（如帶有選項(xiàng)的包、需要分片的包、出錯(cuò)的包等），當(dāng)集合包速很高時(shí)， CPU依然是瓶
公司管理相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1