多核网络处理器有哪些优势？多核网络处理器的优势【详细说明】

网络全光过程的加速以及网络技术的发展，已经使多服务模型超越了传统的数据服务. 音频和视频下载以及P2P流媒体等服务给网络的服务承载能力带来了新的挑战. 随之而来的线速处理和可管理性要求已经使传统的网络设备不堪重负，因此新的网络设备需要具有快速的业务升级功能和高性能的处理功能，以增加网络容量. 当前，在中高端网络设备中使用具有多核和并行处理结构的网络处理器（网络处理器）已逐渐成为一种趋势. 但是多核处理器的优势，像计算和消费市场一样，通信网络市场中多核并行处理的发展也面临着前所未有的挑战. 因此，如何突破NP多核架构的发展瓶颈已成为业界关注的焦点.

多服务流产生了新的多核网络处理器

NP结合了CPU的灵活性和ASIC的高性能特性. NP具有很强的硬件并行处理能力. 它可以通过多个内核实现处理器级别的并行处理. 因此，使用多核NP来实现并行交换（PPS）可以大大提高网络容量. 高性能系统的需求可以说是驱动多核并快速处理技术需求的驱动力. 新的多核NP用于控制平面，数据平面以及两者的组合. 目前，主要的多核NP半导体制造商包括MIPS体系结构阵营中的Cavium，RMI，Broadcom和PowerPC体系结构阵营中的飞思卡尔.

许多应用程序具有广泛的性能范围，可以根据核心性能和数量扩展解决方案. 这些功能可使系统供应商轻松实现跨平台的保存和遗留代码的重用，并将其移植到将来的应用程序中. 因此，网络设备必须提高性能并增加增值功能. 多核NP主要以可扩展的方式减轻TCP性能，而新的多核NP的片上内容处理卸载可以为L4层以上的数据包提供处理，并可以实现片上压缩/解压缩. 为了帮助减轻内核负担，大多数多核处理器制造商都集成了特殊的硬件，以利用硬件执行更有效的处理. 由于新的多核处理器采用了硬件加速技术，因此多核和多I / O可以共享同一数据报中数据包的所有部分，并且这些模块的位置和数据可追溯性以及可访问性信息可以被大量用于调试软件. 使用此信息来通过平台优化性能也很重要. 可视化是推动对多核处理器的虚拟机监控程序功能的另一趋势.

面对不断增长的P2P业务流，深度数据包检查（DPI）技术被认为是应对网络上多种服务带来的管理/控制挑战的有效方法. 模式匹配是实现DPI的基础，而多核NP可以为DPI模式匹配提供强大的支持. 实现DPI的模式匹配主要包括TCAM（三态内容可访问存储器）模式匹配和正则表达式模式匹配. 其中，TCAM是用于硬件加速搜索的外部存储，已广泛用于早期高端路由器. 但是，它的灵活性很差并且功耗很大. 面对下一代网络的高吞吐量需求，LA-1接口逐渐无法满足要求. 当前，主要的TCAM制造商正在为下一代TCAM开发新的接口. 正则表达式模式匹配由于其高性能和高灵活性而成为DPI模式匹配的主流.

由于在DPI下交换协议，病毒定义和频繁更新需要模式，并且要实现DPI性能要求，还需要内存带宽. 飞思卡尔半导体通过模式匹配引擎（PME）提供了快速编译和改进的模式更新，因为可以使用便宜的DDR2内存模式，因此PME的吞吐量不依赖于外部存储器. PME使用NFA（不确定性无限自动机）解决DPI中的模式分析问题. 此外，有状态规则引擎（有状态规则引擎）还可用于在数据包状态检测期间减轻更多CPU带宽的负担. 多核处理器不仅需要低延迟的存储器访问权限来执行高性能的L2和L3路由决策，而且还需要高速的正则表达式查找加速来允许安全应用程序搜索数据包，并需要安全加速来处理数据包压缩. /减压. 所有这些和多个内核的共享数据和状态使得高带宽互连尤为重要. 而且这种互连必须完全与缓存保持一致. 飞思卡尔半导体网络和多媒体应用处理器部门的Jeffrey Ho表示多核处理器的优势，飞思卡尔即将推出的多核平台将支持三级缓存系统，以满足需要共享前端缓存和本地后端缓存的应用. 另外，由于L4及以上应用程序的模式匹配卸载需要灵活性和易于编程的功能，因此在这些快速服务更新中无需连接昂贵的TCAM和RLDRAM，并且PME引擎可以在匹配状态下运行. 软件交互.

总体而言，新的多核NP与传统的微引擎/微代码NP相比具有许多优势. 首先，它具有更好的可编程性，例如使用基于C / C ++语言的标准嵌入式操作系统，例如Linux，VxWorks或BSD，以及各种标准开发环境；内. 但是，高应用吞吐量是高端NP的主要关注点，而低端NP通过提高集成度来降低成本. 在应用中是否使用NP和ASIC / FPGA的组合取决于具体情况. 当前，一些制造商将控制和数据平面集成到单个NP中，但是高端应用程序仍将它们分开. 因为它更多地依赖于遗留代码，软件和特定的方法，而不是依赖于NP功能集成的支持，所以NP和ASIC / FPGA在未来的高端设备设计中将长期共存，从而可以进行实施. 处理背板交易，并可以提供与竞争对手产品不同的增值产品.

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