快速可编程路由器中的数据路径处理

互联网正在快速增长。链路速度正趋向 40 Gbps，随着更快链路技术的出现。新的应用程序正在不断涌现，这些应用程序需要在中间路由器上进行智能处理。交换机和路由器正在成为快速通信的瓶颈。一方面，更快的链路每秒传送更多的数据包，另一方面，智能处理在路由器上消耗更多的 CPU 周期。提供更快但计算密集型处理之间的目标存在矛盾，这需要新的方法来设计路由器。本文综述了路由器在其数据路径处理中执行的核心功能，如数据包分类、缓冲内存管理、交换调度和输出链路调度，并讨论了旨在减少这些操作性能界限的算法。一个重要要求是路由器要提供服务质量保证。我们提出了一个在输入排队路由器中保证 QoS 的算法。硬件解决方案是应用特定集成电路（ASICs），但其固有的不可变性是缺点，因为网络标准和应用需求正在不断变化，这需要更快的 turnaround 时间来跟上变化。网络处理器（NP）的承诺是通用处理器的灵活性与 ASIC 的速度。我们将研究网络处理器的设计 architectural choices 并关注一些商业可用的 NP。市场上有大量的 NP 供应商。关于 NP 基准的讨论为评估这些 NP 提供了规范化平台。