基于硬件的协同转发结构构建大容量核心路由器平台( 二 )


ASIC芯片阶段
众所周知的是对于特定的业务,能够同时提供极高的转发性能和较低的成本的只有ASIC芯片了 。但由于ASIC的固定特性一直无法解决路由器对多业务支持的需求,ASIC芯片一旦产出后其原有的功能无法添加,也就是假如一颗ASIC芯片在设计时支持什么功能就仅能支持这些功能,而无法扩展 。这对于网络业务日益增长,视频、话音等各种业务不断增加,互联网应用不断丰富的情况下,ASIC芯片的可扩展能力成为其在核心路由器上使用的一个似乎是难以逾越的门槛,难以保证满足网络中各种业务的要求 。所以一直没有被路由器采用,而如今核心网对核心路由器性能几乎无止境的需求迫使路由器的厂商和研究机构把目光投向了ASIC 。况且现在10G的ASIC芯片早已成熟,并且规模商用,这也是网络设备厂商能够青睐ASIC的一个重要原因 。上个世纪末一些厂商和科研机构就开始了完全用ASIC搭建核心路由器平台的研究,至今已经实现了一个比较完善的技术体系 。
对于ASIC平台来说,最大的问题就是对多业务的灵活支持 。灵活性支持主要体现在两个方面:一方面是查表技术,另一方面是对多业务报文的识别、处理能力 。近几年出现的TCAM(三重内容可编址存储器)很好地解决了多业务中各种表项的高速查找问题,其查找性能可以达到每秒100M次,也就是说可以支持一个10G端口每秒钟查找4次以上 。而对各种路由表、ACL安全策略、QoS策略等表项的查找是多业务支持的核心内容 。同时现在的硬件技术制造出的高速可编程硬件FPGA能够实现40G数据流的报文头的处理,从而提供了对多业务支持的可能性 。港湾网络有限公司正是看到了这种可能性,同时找到了搭建着重硬件平台的理论基础,经过三年的潜心研究,终于实现了ASIC FPGA TCAM协同实现高密度千兆、2.5G、10G接口多业务数据的大容量处理、转发,FPGA硬件实现对业务报文头的处理并控制查找形成业务流,TCAM实现对各种高速业务流表项的查找,ASIC仅仅负责对业务流大容量转发,从而实现了多业务应用下高速接口的大容量接入;同时在路由器内部通过专用ASIC把高速接口板之间的海量数据切割成特定长度的信元从而实现高效、低延时、T比特级别的大容量数据交换 。港湾PowerHammer系列核心路由器创立的这种结构不但解决了性能和灵活性的瓶颈,还具备非常强的扩展能力,接口板能够平滑的扩充到40G接口的接入,而交换网板很轻易扩充到T比特级别而无需更换机箱,标志着我国在高速核心路由器的研发方面已经迈入了国际先进行业 。尤其值得一提的是PowerHammer系列核心路由器的接口板处理ASIC芯片——RACATA是完全自主研发的400万门逻辑芯片,也标志着我国的芯片设计水平已经迈上了一个新的高度 。目前几乎业界所有的主流高端核心路由器设备供给商都推出了基于ASIC的路由器产品,代表着采用ASIC已经成为核心路由器技术发展的一个必然方向 。


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