發布日期：2022-07-14 點擊率：59
在向Gbps級高速互聯網邁進的道路上,業界遭遇了一系列的事件:十年來最差的經濟狀況、“”事件以及核心網絡的過度建設。這些因素產生的綜合效應嚴重減緩了“信息超高速公路”的建設速度。結果,系統和設備供應商不得不尋找新的市場。值得高興的是,他們已經在邊緣網絡找到自己的位置。推動力源于創建通往信息高速公路的入口(on-ramps)和出口(off-ramps),為此,他們正致力于拓展和增強路由的復雜性,因為數據流正是通過路由進入和離開高速核心網絡的。
與幾乎凍結的核心網絡市場相比,活躍的邊緣網絡市場令嵌入式網絡處理器供應商、路由器/交換機制造商和服務提供商興奮不已,當他們著手應對這個領域出現的一系列新挑戰時,感受到撲面而來的希望和機遇。
在網絡邊緣,盡管帶寬需求比較一般(從10/100Mbps到1Gbps),但這個環境的其它任何方面則更復雜得多。例如,根據服務提供商和終端用戶的需求,設計人員需要考慮各種不同的物理網絡規范,包括兩或三種不同類型的無線聯網規范、以太網、ATM、線纜調制解調器以及運行在TCP/IP層之下和之上的各種消息協議等,而且這些網絡規范對安全性和可靠性的需求各不相同。此外,用戶希望在這些不同通道上運行的媒體類型也各不相同:數據、數據和語音、分組語音(VoIP)或多媒體,而所要求的服務質量(QoS)水平也各不相同。
“多服務邊緣網絡充滿了機會,”SBS Technologies公司負責業務發展的副總裁Rubin Dhillon表示,“但要利用這些機會,業界仍需付出艱苦的努力。舉例來說,通信設備制造商可能很難找到能夠滿足他們所有要求的嵌入式系統開發商。”
本期專欄關注邊緣網絡的設計挑戰。“要克服這些挑戰,僅使用現有的網絡處理器架構是不夠的。”杰爾系統公司的產品架構師Vinoj Kumar表示,“我們需要對架構進行基礎性的修改,以允許網絡服務提供商提供差別細微而又不失個性化的分層服務。
Kumar指出,現行的服務層協議(SLA)對流量管理設備提出了一些難以滿足的需求。“例如,特級服務需要真實帶寬和延時保證,”他說,“這需要使大量的數據流成形,換言之,要有能力支持大量的隊列。路由器還必須支持動態帶寬管理,提供快速服務響應,并支持多重協議和服務。”
此外,快速服務響應的能力意味著網絡處理器必須支持高效的流量管理功能,而且具有高度可編程性。“我們希望這些網絡處理單元能支持每個端口的流控制,并提供與外部結構調度器的接口,與此同時,不會降低性能或抬高成本。”Kumar說。
正如擁有高速公路入口的城市必須制定規則來緩解交通問題一樣,在核心和邊緣網絡也需要控制流量和維持秩序的功能,以避免流量突發現象,Kumar指出。“當數據包到達的速度快于輸出接口的發送速度時,網絡將發生擁塞。”他說,“其結果是需要為數據包設置優先權(可能基于SLA或應用),或者為傳輸而將優先權降級或者加入某個隊列。”他強調,隊列調度和成形功能(shaping function)與擁塞管理關系密切。因為交換機/路由器是網絡的共享資源,許多應用和用戶會爭奪交換機/路由器的有限資源(如存儲器和端口帶寬)。隊列調度規則可實現這些資源的管理,同時保證服務水平的協議。
雖然杰爾系統等半導體供應商發布了集成這些功能的單芯片解決方案,但對于TI公司通信處理器發展部經理Greg Christison等人而言,邊緣網絡是否是另一個機會仍存有疑問。“寬帶應用依然在發展,解決方案供應商需要時間為新型外設接口設計和集成模塊,”Christison說,“有時,在寬帶處理器上集成特定的接口并不能得到市場的認同。”
“在這些情況下,片外模塊可以使系統開發者更容易為網絡邊緣的定制設備增加外設接口。”他強調,“除了接口本身的功能以外,所需的硬件和軟件開發工作被減至最小。”
“與一次完成全部的設計不同,通過把大型設計分解成一系列的小型設計,易于使用的外部外設接口模塊能使開發者規避風險,”Christison說,“對于處理器,如果保留一些接口作為片外選項,不僅可以節省裸片面積和減小引腳數量,而且相應地節省了成本。”因為用戶終端設備制造商必須提供可以滿足各種不同寬帶應用的產品,所以對于目前和未來的芯片解決方案,提供靈活性、低成本與高性能是很重要的,他認為。
作者:柯伯南
