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网络加速平台展现风河产品新战略

时间:06-26 来源:风河公司中国区总经理 韩青 点击:

对于电信运营商来说,客户满意度的降低就意味着营业收入的损失。随着人们手中的手机功能越来越强大,家里的电视画面越来越精美,人们对网络流量的需求也爆炸性地增长。从技术上来看,满足这些需求都将离不开多核处理器芯片。

传统的网络设备设计架构难以跟上移动装置、社交网络、多媒体内容所带来的爆炸性的带宽需求,而以多核处理器为基础而设计的网络设备不仅可以大幅度提升性能,而且占用的机房空间更小,重量更轻,能耗也更低,可扩展性也更好。所以,运用这种新的处理器芯片,可以让运营商以更低的成本满足更高的客户需求。

不论是在网络核心设备中,还是在网络边缘的接入设备中,多核技术的应用都在快速普及。有的处理器内核只有2个,有的则多达32个以上,无论如何这些设备都从多核技术获得了极大的效益。这些效益主要是来源于两个方面:

第一,用更少的芯片实现更多的功能,从而降低了制造和拥有成本。这基本上是采用多核芯片自然而言就能获得的好处,不用花费太多心思,但其效益需要从设计、生产、使用到报废整个产品生命周期中才能体现出来。

第二,通过网络加速技术提高了性能。这方面的效益是立竿见影、立刻显现的,但与产品架构设计有着极为密切的关系。

所以,从产品开发的角度来看,我们必须花费更多的精力去研究多核产品的设计架构。

网络设备的架构选择

我们知道,多核处理架构基本上可以分为对称多处理(SMP)和非对称多处理(AMP)两种。SMP架构的特征是同等地看待每一个处理器内核,并不会特别指定哪个内核或者哪些内核去执行哪个特定的任务,完全由操作系统来平均地分配和协调内核之间的工作。AMP架构的特征是与SMP相反,不是同等地看待每一个处理器内核,而是把特定的任务分配给特定的内核来运行。这样做的好处是减少了重复性工作的相关数据切换,从而获得较高的运行效率。

SMP架构因为每个内核都可完成任何任务,所以内核利用率较高,但多个内核置于同一个操作系统管理之下,就会存在一些管理开销。AMP架构让特定的处理器内核专门执行特定的任务,因此可以针对某些专门的业务,通过专门优化来获得更高的性能。网络交换就是一种具有明显特殊性的业务,如果以AMP架构来实现,并且在设计架构方面善加优化,就会取得比SMP更高的性能。

值得注意的是,如果我们想获得一个真正高效的网络交换架构,仅仅了解多核处理器架构是不够的,很难全面发挥多核处理的效益。更先进有效的方法是综合考虑到多核处理器、操作系统和网络协议等三方因素来进行产品架构设计。

首先来看当今的多核处理器,它绝不仅仅是把多个处理器放进同一个芯片那么简单。领先的处理器提供商在其产品中植入了很多有用的特殊功能。例如,散列(hashing)、高速缓存(caching)、处理器间通信、中断管理和内存管理等。这些功能特性如果能够善加利用,就会让AMP架构高效率地运行起来,这就需要在软件上进行专门的优化。

再来看操作系统,它在多核处理环境中扮演重要角色,要提供高效的结构来引导多个内核,实现处理器间通信、系统感知、电源管理和上下文切换等功能。在AMP系统中,为了协调多个操作系统的运行,必须具备高效率的消息机制。同时,操作系统中的调试工具也不可忽视。性能调优工作也需要特别的分析工具,以便同时监控多个内核,综合与过滤消息,并且在多个内核中设定断点。对多核系统进行调试是一项非常复杂的工作,如果没有恰当的工具,肯定会束手无策。

最后来看网络技术。毫无疑问,如果不懂网络技术,就不可能构造一个有效的包处理系统。不过,要用多核处理器来构造包处理系统还会遇到更复杂的问题,而且这些问题尚未引起足够的重视。因此我们看到,有人简单地把单处理器中的网络堆栈搬到多核架构中,这肯定是可以运行的,但效率肯定不会高。

要充分利用多核环境的特色,必须处理好通用数据结构、连接管理、控制同步和数据平面操作等重要问题。因此,必须对网络堆栈的2、3、4层和高层协议有较深的理解,这样才有可能建构符合行业标准并且充分利用多核优势的网络环境。

有了对多核处理、操作系统和网络技术的了解,自然就明白,采用AMP架构来进行包处理是比较合理的,因为要把整个系统划分为控制平面和数据平面两大部分,再分别为这两类工作指定专门的处理器内核。

风河网络加速平台

最近,风河公司发布了专门针对网络加速的多核处理开发平台Wind River Network Acceleration Platform(风河网络加速平台),其最大的特色就是以超高的速度进行IP包转发,目的是为了帮助电信设备制造

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