網絡處理器的分析系統設計和應用所面臨的問題

系統處理特性

網絡處理器所處理的是從第 2 層到第 7 層的任務,包括從簡單的 IP 路由一直到複雜的加密和壓縮程序,因此它具有獨特的系統處理特性.為了獲得這一特性,Tilman Wolf 和 Jonathan S. Turner 在文獻[7]中使用了 8 種不同層次的應用程序進行了實際的運行測試,得到了以下的系統處理複雜度的數據(見表 1),其中複雜度使用“RISC 指令/字節”來描述

同時文中還宏觀地總結了系統所處理任務的 3 個重要特性:

(1) 短任務:大部分任務需要 1~100 個 RISC 指令/字節;

(2) 大量的任務數目:一般每秒要處理大於 1 000 000 個分組;

(3) 高異構的應用:任務彼此間的差異非常大,比如 IP 路由和 MPEG 編碼.

這裡,我們根據 Tilman Wolf 等人的數據,分析一下常用分組處理的基本特點.如果以路由查找(RTR)和數據加密(CAST)為例簡單估算一下這兩種任務對處理器的要求,則假設系統吞吐量為 1.2Gb/s(其餘的數據見表 1),

RTR 所需要的運算量為 1.2/8*2.1=315 MIPS,

CAST 需要的運算量為 1.2/8*104=15 600 MIPS.

而現在網絡處理器中單個處理元的處理能力僅為 1 500MIPS 左右,例如 IBM 的 NP2G 為 1 596MPIS、Intel的 IXP1200 為 1 396MIPS.可見系統負載處理的開銷是相當龐大的,並且處理的層次越高,開銷越大.