第4代可编程ASIC技术与下一代网络

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网络新型技术，正在推动着下一代网络从主干到边缘的发展。像关键技术IPv6，MPLS等等，而ASIC技术伴随着网络的发展而逐渐成熟，成为重要的核心技术之一。

　　交换机ASIC技术的产生
　　实现全面的网络级业务管理策略，在很大程度上与实施网络级安全或路由策略类似：每个交换机都必须参与到策略中来，以实施策略。在安全或路由策略中，采用的机制是基于交换机CPU中实现的控制层面协议，与此不同的是，服务质量(QoS)策略可能不是交换机CPU的任务，除非它使用专用集成电路(ASIC)直接在硬件中实现。
　　QoS机制直接涉及调度、标记、或直接在数据路径上丢弃各个分组，因此这些引擎必须在交换机入口或者出口点上以线速操作。在负荷提高时，基于CPU的实现方案不能扩充，它们没有足够的灵活性，在每秒千兆位数据速率时，不能支持保持线速所需的逐包决策。

　　第四代可编程ASIC技术
　　现代交换技术的发展经历了以下历程：软件+CPU的传统的路由器实现方法，网络处理器(NP)，可现场编程门阵列(FPGA)，以及交换机专用的大规模集成电路ASIC。软件+CPU的实现特点是速度慢，但灵活性、拓展性好，如需增加新功能只需改写软件。相反，基于ASIC的交换机的特点是性能高，但灵活性、拓展性差，难以增加新功能。
　　为解决这个问题，第四代可编程ASIC技术诞生了。
　　以标准编程语言(如C和C++)编写芯片功能，并编译和加载到硅片中的可编程ASIC技术，可以让ASIC在部署后通过更新程序，实现新功能，在保证性能的同时，实现高度灵活性。可编程ASIC提供了类似网络处理器的编程能力。结果，通过简单的软件升级，可以改变微代码指令，实现新的协议、新的ACL分类或其它增强功能，如更快提供新的服务和更好的互操作性。
　　MPLS和IPv6等新协议在“互联网草案”中定义了许多新功能，而不是使用定义真正协议标准的RFC文件。可编程ASIC和扩展能力是必不可少的，否则，在草案变化、以包括新的功能时，芯片组将不能适应这些变化。如果没有可编程ASIC提供的扩展能力，将要求重新设计ASIC，客户将不得不等两年的时间才能使用新功能。而通过可编程ASIC，用户可以在3～6个月内增加新的协议和功能。

　　业内唯一的可编程ASIC结构
　　2003年末，Extreme Networks公司推出采用独有的可编程4GNSS ASIC技术的新型BlackDiamond10K交换机。这是业内第一个采用该技术的交换机，同时是第一个提供可编程T-Flex技术的产品。T-Flex技术提供了ASIC的性能及灵活的可编程功能，帮助广大客户成功地建立下一代智能网络主干，简便地演进到单一融合网络中。
　　基于第4代可编程ASIC，新型交换机可以重新配置分组剖析器和分组转换引擎，从而支持新的协议，及以新的方式在某一类业务中封装另一类业务。分组的封装和转换是标准机构里最活跃的领域，也可能是未来几年中的创新领域。硬件和软件扩展能力最终可以实现为IPv4，IPv6，MPLS(多协议标记交换)，NAT(网络地址转换)和GRE隧道提供硬件线速支持，提供可编程分组解析程序，支持对每个分组进行多项查表，解码隧道处理和封装的业务；提供可编程分组编辑器，实现线速分组转换或重新格式化，支持灵活的堆栈封装组合等。

　　应用前景
　　融合趋势自然而然地导致广大用户需要新协议来支持新应用。当然，协议还有很多种，4GNSS可以线速支持几乎所有现有的和新兴的标准，如MPLS(多协议标记交换)、NAT(网络地址转换)、GRE IP-in-IP分组隧道、6to4 IPv6到IPv4分组转换、IPv6在IPv4中的分组隧道、Q-in-Q多标记以太网帧(IEEE工作项目)、Ether-in-Ether帧结构、HVPLS(IETF工作项目)、MPLS承载的以太网(EoMPLS)、组播隧道(PIM，MSDP等)。
　　Phonoscope公司是位于美国德州休斯顿的一家城域网供应商，他说：“新产品在整体上提升了性能水平，在处理ASIC方面采用了某些新型方式。”
　　通过把重点放在与带宽无关的特点上，如容错能力、安全性和扩展能力，第四代结构引导城域以太网市场发展到新的方向，成功构建下一代网络。这使得Extreme能够在这一领域中发挥领导地位，尽管它只是参与推出10-GbE优化平台的最新厂商之一。