網(wǎng)絡(luò)加速平臺(tái)展現(xiàn)風(fēng)河產(chǎn)品新戰(zhàn)略

對(duì)于電信運(yùn)營(yíng)商來(lái)說，客戶滿意度的降低就意味著營(yíng)業(yè)收入的損失。隨著人們手中的手機(jī)功能越來(lái)越強(qiáng)大，家里的電視畫面越來(lái)越精美，人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)流量的需求也爆炸性地增長(zhǎng)。從技術(shù)上來(lái)看，滿足這些需求都將離不開多核處理器芯片。

傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備設(shè)計(jì)架構(gòu)難以跟上移動(dòng)裝置、社交網(wǎng)絡(luò)、多媒體內(nèi)容所帶來(lái)的爆炸性的帶寬需求，而以多核處理器為基礎(chǔ)而設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不僅可以大幅度提升性能，而且占用的機(jī)房空間更小，重量更輕，能耗也更低，可擴(kuò)展性也更好。所以，運(yùn)用這種新的處理器芯片，可以讓運(yùn)營(yíng)商以更低的成本滿足更高的客戶需求。

不論是在網(wǎng)絡(luò)核心設(shè)備中，還是在網(wǎng)絡(luò)邊緣的接入設(shè)備中，多核技術(shù)的應(yīng)用都在快速普及。有的處理器內(nèi)核只有2個(gè)，有的則多達(dá)32個(gè)以上，無(wú)論如何這些設(shè)備都從多核技術(shù)獲得了極大的效益。這些效益主要是來(lái)源于兩個(gè)方面：

第一，用更少的芯片實(shí)現(xiàn)更多的功能，從而降低了制造和擁有成本。這基本上是采用多核芯片自然而言就能獲得的好處，不用花費(fèi)太多心思，但其效益需要從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、使用到報(bào)廢整個(gè)產(chǎn)品生命周期中才能體現(xiàn)出來(lái)。

第二，通過網(wǎng)絡(luò)加速技術(shù)提高了性能。這方面的效益是立竿見影、立刻顯現(xiàn)的，但與產(chǎn)品架構(gòu)設(shè)計(jì)有著極為密切的關(guān)系。

所以，從產(chǎn)品開發(fā)的角度來(lái)看，我們必須花費(fèi)更多的精力去研究多核產(chǎn)品的設(shè)計(jì)架構(gòu)。

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的架構(gòu)選擇

我們知道，多核處理架構(gòu)基本上可以分為對(duì)稱多處理（SMP）和非對(duì)稱多處理（AMP）兩種。SMP架構(gòu)的特征是同等地看待每一個(gè)處理器內(nèi)核，并不會(huì)特別指定哪個(gè)內(nèi)核或者哪些內(nèi)核去執(zhí)行哪個(gè)特定的任務(wù)，完全由操作系統(tǒng)來(lái)平均地分配和協(xié)調(diào)內(nèi)核之間的工作。AMP架構(gòu)的特征是與SMP相反，不是同等地看待每一個(gè)處理器內(nèi)核，而是把特定的任務(wù)分配給特定的內(nèi)核來(lái)運(yùn)行。這樣做的好處是減少了重復(fù)性工作的相關(guān)數(shù)據(jù)切換，從而獲得較高的運(yùn)行效率。

SMP架構(gòu)因?yàn)槊總€(gè)內(nèi)核都可完成任何任務(wù)，所以內(nèi)核利用率較高，但多個(gè)內(nèi)核置于同一個(gè)操作系統(tǒng)管理之下，就會(huì)存在一些管理開銷。AMP架構(gòu)讓特定的處理器內(nèi)核專門執(zhí)行特定的任務(wù)，因此可以針對(duì)某些專門的業(yè)務(wù)，通過專門優(yōu)化來(lái)獲得更高的性能。網(wǎng)絡(luò)交換就是一種具有明顯特殊性的業(yè)務(wù)，如果以AMP架構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，并且在設(shè)計(jì)架構(gòu)方面善加優(yōu)化，就會(huì)取得比SMP更高的性能。

值得注意的是，如果我們想獲得一個(gè)真正高效的網(wǎng)絡(luò)交換架構(gòu)，僅僅了解多核處理器架構(gòu)是不夠的，很難全面發(fā)揮多核處理的效益。更先進(jìn)有效的方法是綜合考慮到多核處理器、操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等三方因素來(lái)進(jìn)行產(chǎn)品架構(gòu)設(shè)計(jì)。

首先來(lái)看當(dāng)今的多核處理器，它絕不僅僅是把多個(gè)處理器放進(jìn)同一個(gè)芯片那么簡(jiǎn)單。領(lǐng)先的處理器提供商在其產(chǎn)品中植入了很多有用的特殊功能。例如，散列（hashing）、高速緩存（caching）、處理器間通信、中斷管理和內(nèi)存管理等。這些功能特性如果能夠善加利用，就會(huì)讓AMP架構(gòu)高效率地運(yùn)行起來(lái)，這就需要在軟件上進(jìn)行專門的優(yōu)化。

再來(lái)看操作系統(tǒng)，它在多核處理環(huán)境中扮演重要角色，要提供高效的結(jié)構(gòu)來(lái)引導(dǎo)多個(gè)內(nèi)核，實(shí)現(xiàn)處理器間通信、系統(tǒng)感知、電源管理和上下文切換等功能。在AMP系統(tǒng)中，為了協(xié)調(diào)多個(gè)操作系統(tǒng)的運(yùn)行，必須具備高效率的消息機(jī)制。同時(shí)，操作系統(tǒng)中的調(diào)試工具也不可忽視。性能調(diào)優(yōu)工作也需要特別的分析工具，以便同時(shí)監(jiān)控多個(gè)內(nèi)核，綜合與過濾消息，并且在多個(gè)內(nèi)核中設(shè)定斷點(diǎn)。對(duì)多核系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工作，如果沒有恰當(dāng)?shù)墓ぞ?，肯定?huì)束手無(wú)策。

最后來(lái)看網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。毫無(wú)疑問，如果不懂網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，就不可能構(gòu)造一個(gè)有效的包處理系統(tǒng)。不過，要用多核處理器來(lái)構(gòu)造包處理系統(tǒng)還會(huì)遇到更復(fù)雜的問題，而且這些問題尚未引起足夠的重視。因此我們看到，有人簡(jiǎn)單地把單處理器中的網(wǎng)絡(luò)堆棧搬到多核架構(gòu)中，這肯定是可以運(yùn)行的，但效率肯定不會(huì)高。

要充分利用多核環(huán)境的特色，必須處理好通用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、連接管理、控制同步和數(shù)據(jù)平面操作等重要問題。因此，必須對(duì)網(wǎng)絡(luò)堆棧的2、3、4層和高層協(xié)議有較深的理解，這樣才有可能建構(gòu)符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)并且充分利用多核優(yōu)勢(shì)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

有了對(duì)多核處理、操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的了解，自然就明白，采用AMP架構(gòu)來(lái)進(jìn)行包處理是比較合理的，因?yàn)橐颜麄€(gè)系統(tǒng)劃分為控制平面和數(shù)據(jù)平面兩大部分，再分別為這兩類工作指定專門的處理器內(nèi)核。

風(fēng)河網(wǎng)絡(luò)加速平臺(tái)

最近，風(fēng)河公司發(fā)布了專門針對(duì)網(wǎng)絡(luò)加速的多核處理開發(fā)平臺(tái)WindRiverNetworkAccelerationPlatform（風(fēng)河網(wǎng)絡(luò)加速平臺(tái)），其最大的特色就是以超高的速度進(jìn)行IP包轉(zhuǎn)發(fā)，目的是為了幫助電信設(shè)備制造商快速低成本地推出基于多核處理的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

數(shù)據(jù)平面是多核網(wǎng)絡(luò)加速的關(guān)鍵點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)高性能包處理，風(fēng)河提出了全新的思路，在網(wǎng)絡(luò)加速平臺(tái)中建立了一個(gè)快速通道。