基于VxWorks的T比特路由器2.5G POS接口板设计与实现

VxWorks,单板处理器是采用MPC860.路由器有不同种类的线路接口板，每种接口板都需要完成许多相同的功能，可把这些相同的功能放在一个单独的模块中实现，减少冗余劳动。板级支撑模块为单板应用提供与主控软件之间的通信、任务管理、内存管理和定时器管理等服务；而单板应用为线路接口单板软件模块，完成单板转发处理。

　　单板软件主要完成的功能有：对各类型单板硬件的初始化和配置，接收并处理主控下发的单板控制命令，完成软硬件程序加载，以太网接口板运行IPv4 ARP协议，维护并向主控通告ARP信息，协议数据（源/目地址为本路由器的分组）收发，维护路由器接口地址信息，差错报文处理、记录报文上报，业务性能统计数据收集与上报，维护单板与主控板间的通信连接。

　　其数据处理流程如下图：单板硬件接收到本路由器包，写入输入FIFO,收包任务读出包，封装在定义的内部数据结构中，调用板级支撑模块中的发送函数发给主控；主控下发的包则由消息分发模块处理，协议包交给发包任务，再写入输出FIFO,然后发送出去，控制包则交主控处理模块处理，完成向对应的功能。

　　由于本接口需要达到10G的速率，各任务之间必须有稳定和高速交互机制。VxWorks操作系统为任务间通信提供了许多通信方式，包括共享内存，信号量，消息队列和管道，Sockets和远程调用等。消息队列允许长度可变，数目可变的消息队列，可以满足多任务之间通信。而对相同优先级的任务必须预先设置各任务的执行时间，否则第一个获得CPU 的任务就会独占，阻碍别的人物运行。总之，在软件设计中一定要充分了解VxWorks的工作机制，否则不但不能设计出效益高的程序，反而会阻碍VxWorks的有效运行。

　　4. 结束语

　　路由器作为Internet 的核心设备，对于Internet 的性能有着重要影响。历史上，路由器体系结构的变迁体现了由通用器件向专用器件，由串行处理向并行处理，从集中式到分布式的趋势。依此可将路由器体系结构划分为4代：单处理器集中式总线结构，多处理器分布式共享总线结构，多处理器分布式交换结构，多机互连的可扩展集群结构。第一代路由器中，单一的中央处理器和总线成为系统计算能力和通信能力的瓶颈。第二代~第四代路由器体系结构逐步解决了这方面的问题：第二代体系结构提高了线卡的报文转发能力，主要贡献为将中央处理器从报文转发中解放出来；第三代体系结构中采用了交换结构代替总线，通过构造"无阻塞"的交换网络来大幅度提高交换性能；第四代体系结构目前仍在不断发展的过程中，通过某种互连方式将多个路由节点有机地结合在一起的可扩展路由器体系结构将是充满希望的发展方向。

　　本文简要介绍了吞吐率高达1.28T比特的高性能路由器，并研究了其2.5GPOS接口的实现技术，首先可以深入对POS技术在实现和应用上的研究，其次可以丰富路由器的接口功能，增加路由器接口的灵活性，增强路由器的兼容性，以便更为广泛的利用网络资源，实现网络体系和架构的演进，为高性能路由器的研制和后续开发提供可借鉴的技术思路。