Вам бонус- начислено 1 монета за дневную активность. Сейчас у вас 1 монета

Сетевые процессоры кратко

Лекция



Привет, мой друг, тебе интересно узнать все про сетевые процессоры, тогда с вдохновением прочти до конца. Для того чтобы лучше понимать что такое сетевые процессоры , настоятельно рекомендую прочитать все из категории История компьютерной техники и IT технологий.

С точки зрения разработчика ситуация на рынке сетевого оборудования характеризуется тремя главными тенденциями: сетевой трафик постоянно растет, требуя обновления имеющейся инфраструктуры; появляются новые технологии, сервисы и стандарты, которые относительно быстро внедряются; происходит конвергенция голоса и данных. Все это в условиях жесткой конкуренции диктует ускорение темпов разработки, необходимость быстрого вывода продукции на рынок и наличие возможности простой модификации ранее разработанных устройств. Эти требования выполнимы, если большинство изменений производится в ПО, а не в "железе". Один из подходов к решению проблемы – создание так называемых сетевых процессоров.

По определению сетевой процессор (network processor, NP) – это программируемый процессор, архитектура которого оптимизирована для использования в сетевых устройствах и обеспечение устойчивого режима обработки пакетов (packet processing).

Если посмотреть на историю их появления, то нужно заметить, что первоначально, когда компьютерные сети были медленными, передаваемые по ним пакеты данных обрабатывались обычными процессорами. И все было бы хорошо, но с ростом пропускной способности сетей производительности таких процессоров стало не хватать. Следующим шагом (начало 1990-х годов) было широкое внедрение в сетевое оборудование заказных микросхем (ASIC). При этом в связке с ASIC использовались и процессоры общего назначения, но они обрабатывали небольшой процент пакетов, связанных с управлением сетью, маршрутизацией и конфигурированием устройства. Однако сетевые технологии быстро сменяют друг друга, а заказные микросхемы хотя и можно конфигурировать, но нельзя перепрограммировать. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . Им недостает гибкости обычных процессоров, где все изменения могут быть сделаны на уровне замены ПО. Из-за этого время разработки в жизненном цикле модернизируемого сетевого устройства оказалось слишком длинным. Таким образом, нынешние сетевые процессоры объединили оба подхода: стали программируемыми и специализированными.

Нынешняя схема такова: в сетевое оборудование устанавливаются ЦП + сетевой процессор, который можно запрограммировать для работы с заданными сетевыми интерфейсами; помимо этого, они обладают значительно большим быстродействием из-за того, что выполнение многих операций внутри них распараллелено.

Сетевые процессоры

Общая схема сетевого процессора

Сетевой процессор (см. рис. 1) состоит из процессорного ядра (в NP их может быть и несколько), исполняющего программы, процессоров обработки пакетов и аппаратных ускорителей, разгружающих ЦП от рутинных функций, таких, как вычисление контрольных сумм. Кроме того, в него входят блоки интерфейса с ОЗУ и интерфейсы с высокоскоростной шиной. При этом сетевой процессор оптимизируется под задачу, которую он выполняет, или, как сейчас говорят, под сетевую функциональность.

  1. Получает с сетевого интерфейса пакеты, ячейки или кадры и записывает их полностью либо частично в ОЗУ.
  2. Определяет порядок обработки пакетов.
  3. Обрабатывает пакеты. Обработка может включать в себя определение типа пакета, проверку политики (policing), маршрутизацию, модификацию и присвоение правильного QoS.
  4. Управляет перенаправлением пакета. На основании QoS пакет может быть задержан.
  5. Отправляет пакет.

Функция 3 в РР реализуется программно, остальные – аппаратно. Поскольку архитектура пакетного процессора оптимизируется для выполнения общих задач обработки пакетов (копирование данных, просмотр таблиц, преобразование протоколов и т. д.), они разрабатываются либо как мини-RISC-процессоры, либо как макроячейки DSP-процессоров.

Интерфейс с общим ОЗУ используется и ядром, и пакетными процессорами.

Наконец, блок высокоскоростного интерфейса физического уровня (их может быть несколько для поддержки сетей разных типов) обеспечивает связь NP с микросхемами, соединяющими его c сетью.

В качестве примера рассмотрим структуру сетевого процессора IPX 1200 корпорацииIntel (рис. 2). Он базируется на ядре 32-разрядного RISC-процессора StrongARM, содержит шесть пакетных мини-RISC-процессоров (поддерживает до 256 Мб ОЗУ типаSDRAM), а также интерфейсы с системной шиной PCI и 64-разрядной шиной IX bus, поддерживающей набор сетевых интерфейсов ATM, T1/E1, 10, 100 и 1024 Мбит/сEthernet и др.

Каждый пакетный процессор имеет локальную управляющую память объемом в 1 Кслово и поддерживает четыре потока, т. е. одновременно NP может обрабатывать до 24 пакетов. Общая пропускная способность этого NP – 1,2 Гб/с, или 2,4 млн. пакетов/с.

В высокопроизводительных NP из-за требований по надежности и устойчивости к ошибкам, как правило, используются процессно-ориентированные системы реального времени типа OS-9. Особенностью ОС сетевого процессора (NPOS) является то, что она должна уметь, не останавливая работу (либо с минимальным временем простоя), динамически добавлять, удалять или заменять отдельные компоненты системы либо приложения. Это важно, например, при изменении алгоритма обработки пакетов при модификации устройства. Отдельная тема – обеспечение безопасности ОС сетевых процессоров.

Если я не полностью рассказал про сетевые процессоры? Напиши в комментариях Надеюсь, что теперь ты понял что такое сетевые процессоры и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории История компьютерной техники и IT технологий

Из статьи мы узнали кратко, но содержательно про сетевые процессоры
создано: 2014-09-25
обновлено: 2021-03-13
132533



Рейтиг 9 of 10. count vote: 2
Вы довольны ?:


Найди готовое или заработай

С нашими удобными сервисами без комиссии*

Как это работает? | Узнать цену?

Найти исполнителя
$0 / весь год.
  • У вас есть задание, но нет времени его делать
  • Вы хотите найти профессионала для выплнения задания
  • Возможно примерение функции гаранта на сделку
  • Приорететная поддержка
  • идеально подходит для студентов, у которых нет времени для решения заданий
Готовое решение
$0 / весь год.
  • Вы можите продать(исполнителем) или купить(заказчиком) готовое решение
  • Вам предоставят готовое решение
  • Будет предоставлено в минимальные сроки т.к. задание уже готовое
  • Вы получите базовую гарантию 8 дней
  • Вы можете заработать на материалах
  • подходит как для студентов так и для преподавателей
Я исполнитель
$0 / весь год.
  • Вы профессионал своего дела
  • У вас есть опыт и желание зарабатывать
  • Вы хотите помочь в решении задач или написании работ
  • Возможно примерение функции гаранта на сделку
  • подходит для опытных студентов так и для преподавателей



Комментарии


Оставить комментарий
Если у вас есть какое-либо предложение, идея, благодарность или комментарий, не стесняйтесь писать. Мы очень ценим отзывы и рады услышать ваше мнение.
To reply

История компьютерной техники и IT технологий

Термины: История компьютерной техники и IT технологий