近年來,網(wǎng)絡建設發(fā)展迅速,網(wǎng)絡寬帶不斷增加,各種應用層出不窮,多種業(yè)務在邊緣呈現(xiàn)融合趨勢。這就要求,網(wǎng)絡邊緣設備(主要是路由器)應當能夠智能地感知業(yè)務,也只有感知了業(yè)務,才能對承載的業(yè)務流量進行有效管理,才能保證業(yè)務得到較高的服務質(zhì)量,從而更高效、更安全地為業(yè)務服務,同時必須及時發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡威脅、阻斷網(wǎng)絡攻擊,防止病毒傳播,確保網(wǎng)絡的可用性和安全性。這就是多業(yè)務的邊緣智能網(wǎng)絡MeIN(Multi-Service Edge Intelligent Net)。
從技術角度來看,路由器平臺架構技術不斷發(fā)展,這就有可能以合適的性價比提供“更快捷、更高明、更強健”的新型邊緣路由器(包括接入路由器和匯聚路由器),邁普以雙核通信專用處理器+雙PCI總線+專用高速數(shù)據(jù)通道+優(yōu)秀的多核系統(tǒng)軟件設計出來的MP7200就是這種技術潮流的代表。相對ASIC技術來講,由于雙核/多核技術的關鍵在于軟件,因此它能夠為系統(tǒng)帶來更高的靈活性和功能柔性,非常適合當前快速變化的網(wǎng)絡環(huán)境以及快速變化的用戶需求;相對NP技術來講,由于在雙核/多核CPU上可以裝載的代碼量的限制要寬松得多,開發(fā)起來也要容易得多,使得雙核/多核具備更為強大的多業(yè)務支持能力,如安全、語音等,更加智能化。
雙核/多核通信專用處理器使得路由器有了兩顆/多顆強健的心臟,如何更好地發(fā)揮雙核/多核并行處理的能力,是系統(tǒng)能夠具備高效智能化特性的重要保證,其中軟件體系架構的設計就是關鍵中的關鍵。
一般來講,網(wǎng)絡設備的數(shù)據(jù)處理功能從邏輯上可以分成三個部分:控制平面、管理平面和數(shù)據(jù)平面?刂破矫,完成協(xié)議狀態(tài)維護、路由協(xié)議運行、網(wǎng)絡拓撲收集、路由表維護等工作(如提供路由協(xié)議處理、網(wǎng)絡管理協(xié)議支持、WEB服務支持、Telnet服務支持等上層服務和統(tǒng)計信息管理)。管理平面,完成人機交互、管理命令處理和響應等工作,可在用戶或其它應用消息的控制下啟動或停止網(wǎng)絡轉(zhuǎn)發(fā)的應用。數(shù)據(jù)平面,即數(shù)據(jù)報文的轉(zhuǎn)發(fā)平面,根據(jù)管理平面定制的策略,依據(jù)相關的轉(zhuǎn)發(fā)流表,實施報文的快速轉(zhuǎn)發(fā)。通常的處理器由于只有一個指令處理單元,因此這些工作都需要通過該處理器來完成,或者分時間片輪轉(zhuǎn)或者根據(jù)任務的優(yōu)先級進行調(diào)度,不同的工作因無法并行執(zhí)行,且任務調(diào)度開銷極大,導致性能上受到極大限制。
雙核/多核通信專用處理器,擁有多個指令處理單元,這樣一來,可以將不同功能的處理放在不同的核上進行,從而實現(xiàn)協(xié)議處理和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的并發(fā)執(zhí)行。高效實現(xiàn)并行化的關鍵在于合理分割不同核所分擔的軟件功能,如下圖所示,MP7200雙核路由器通過兩個核進行功能的有效分擔:在數(shù)據(jù)平面,通過優(yōu)化的軟硬件轉(zhuǎn)發(fā)引擎,高效穩(wěn)定地完成轉(zhuǎn)發(fā)任務。
多業(yè)務的集成是未來網(wǎng)絡設備必須具備的特點和要求,但是有些架構,如NP,由于其微核上的代碼量有限,往往還有些部分數(shù)據(jù)流的處理還需要送到控制管理平面,會導致設備性能急劇下降,典型的如安全功能中的DOS攻擊防御、加解密、深度的內(nèi)容搜索等,這也是為什么很多設備在打開類似功能時,性能不足的原因。這恰好是多核CPU的一個優(yōu)勢,由于多核CPU在指令數(shù)量方面的限制很小,這樣,可以合理地把更多的業(yè)務處理放到轉(zhuǎn)發(fā)平面,減少需要送到控制、管理平面的數(shù)據(jù)流量,解決了由于資源競爭等影響數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)速度的問題,實現(xiàn)具有多業(yè)務集成特性的高效率的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)平面。
同時高集成度的數(shù)據(jù)平面,也會大大加重數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)平面的處理負擔,解決這個問題最好的辦法是為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)平面增加協(xié)處理器,該協(xié)處理器可以在數(shù)據(jù)平面完成計算密集型的工作,如查表、內(nèi)容匹配和搜索、數(shù)據(jù)加解密等。這種情況下,協(xié)處理器的處理能力,協(xié)處理器與主處理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換能力是系統(tǒng)性能的關鍵。通常,協(xié)處理器大多采用PCI總線與系統(tǒng)相接,但PCI總線由于處理交易的工作機制、總線競爭仲裁等因素,造成其效率低下,帶寬有限。MP7200雙核路由器,采用直連架構的通信專用雙核處理器,利用集成在片上的HT總線與協(xié)處理器直接相連。HT總線具有高帶寬、故障率低的特點,當采用400MHz主頻、8位位寬工作時,每個方向具有6.4Gbps的帶寬,相當于為協(xié)處理器與系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換提供了一條“高速公路”,一舉解決了PCI共享總線的帶寬瓶頸和穩(wěn)定性問題。
MP7200可以提供兩種智能化協(xié)處理器:安全引擎以及內(nèi)容搜索引擎,其中安全引擎能夠提供并行的高速數(shù)據(jù)加解密能力,內(nèi)容搜索引擎能夠提供高效的內(nèi)容匹配和搜索能力。眾所周知,業(yè)務感知、基于業(yè)務的區(qū)分服務(QOS)、IDS、IPS等功能都必須基于深度的內(nèi)容搜索,該內(nèi)容引擎實現(xiàn)七層細粒度的內(nèi)容匹配,為MP7200感知用戶業(yè)務提供了一個高效的硬件基礎,使得MP7200可以根據(jù)用戶的業(yè)務來動態(tài)、智能地調(diào)整資源,可以對業(yè)務進行全面管理和控制,進而動態(tài)地部署QOS策略、路由策略及安全策略。
邁普雙核路由器MP7200,通過先進的體系架構,可以從容地在數(shù)據(jù)平面上擴展如IPSec,抗病毒、抗攻擊、IPS等安全功能,使設備能夠防御網(wǎng)絡入侵,防御蠕蟲攻擊、提供線路傳輸安全等,MP7200是 “邁普縱深智能防御系統(tǒng)”的重要一環(huán)。
邁普雙核路由器MP7200,在保持高速轉(zhuǎn)發(fā)性能的同時,能夠為用戶提供更強的業(yè)務適應能力、更高的擴展能力、更好的安全性能,致力于為用戶打造具有業(yè)務感知能力的多業(yè)務邊緣智能網(wǎng)。