如今高性能通信系統(tǒng)有多種形式,在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中,它也許是路由器,或是將以太局域網(wǎng)(LAN)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至OC-48SONET光網(wǎng)絡(luò)的多業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)換裝置;在蜂窩網(wǎng)絡(luò)中,它可能是第三代寬帶無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC),將基站(BTS)的移動(dòng)蜂窩電話呼叫發(fā)送至公共交換電話網(wǎng)(PSTN);在存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)中,它可以是將服務(wù)器的數(shù)據(jù)備份至廉價(jià)磁盤冗余陣列(RAID)的光纖通道存儲(chǔ)轉(zhuǎn)換器。無(wú)論何種特殊類型的網(wǎng)絡(luò),這些系統(tǒng)的共同用途是接收來(lái)自信息源的數(shù)據(jù),決定它需要發(fā)至何處,并
如今高性能通信系統(tǒng)有
多種形式,在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中,它也許是路由器,或是將以太局域網(wǎng)(
LAN)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至OC-
48SONET光網(wǎng)絡(luò)的多業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)換裝置;在蜂窩網(wǎng)絡(luò)中,它可能是第三代寬帶無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC),將基站(
BTS)的移動(dòng)蜂窩電話呼叫發(fā)送至公共交換電話網(wǎng)(PSTN);在存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)中,它可以是將服務(wù)器的數(shù)據(jù)備份至廉價(jià)磁盤冗余陣列(RAID)的
光纖通道存儲(chǔ)轉(zhuǎn)換器。無(wú)論何種特殊類型的網(wǎng)絡(luò),這些系統(tǒng)的共同用途是接收來(lái)自信息源的數(shù)據(jù),決定它需要發(fā)至何處,并有效地將它傳送至目的地。為了支持這些關(guān)鍵功能,需要有一套通用通信元件或“基本構(gòu)件”構(gòu)建這些系統(tǒng)。
這些系統(tǒng)的中心架構(gòu)通常由許多功能相似的電路板構(gòu)成,這些系統(tǒng)通過(guò)一個(gè)終端連接至外部;在另一端它們互相連接在一起。在路由器、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)
交換機(jī)或存儲(chǔ)域網(wǎng)絡(luò)(
SAN)交換機(jī)中,能找到數(shù)十種這樣的通用電路板。它們運(yùn)行系統(tǒng)的大多數(shù)關(guān)鍵功能,包括接收、處理、轉(zhuǎn)接及傳輸數(shù)據(jù)。在本文中,我們將這些功能相似的電路板稱為“線卡”。
典型的線卡可劃分為三個(gè)明顯的區(qū)域：端口、信息包處理及背板部分,端口部分在線卡和外部之間傳遞格式正確的數(shù)據(jù),采用Ethernet或SONET等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議;信息包處理部分則處理數(shù)據(jù),設(shè)定其傳送優(yōu)先級(jí),并做好傳輸至其目的地的準(zhǔn)備;背板部分的作用是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行緩沖、排列、調(diào)度,并傳輸至
其它的互連線卡,然后反轉(zhuǎn)路徑,將數(shù)據(jù)發(fā)送至它的正確的目的地。為了簡(jiǎn)化說(shuō)明,我們特別研究廣域網(wǎng)(WAN)領(lǐng)域的系統(tǒng),如路由器,簡(jiǎn)要說(shuō)明線卡的基本功能。存儲(chǔ)和無(wú)線領(lǐng)域的線卡的端口和背板部分可能具有相似的功能和元件。然而,它們不需要信息包處理功能。
端口部分的主要功能是將線卡連接至外部,因此,除其本身外,它必須能夠與系統(tǒng)通信,必須采用通用語(yǔ)言或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),這部分由兩個(gè)器件構(gòu)成,一個(gè)器件能夠?qū)?shù)據(jù)放置在介質(zhì)(
PHY)上,或從介質(zhì)上取得數(shù)據(jù),另一個(gè)器件將數(shù)據(jù)格式化為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)信息包(即成幀器)。
PHY——這個(gè)術(shù)語(yǔ)代表“物理層器件”,它代表開放系統(tǒng)互連(OSI)模型的最低層,在采用銅連線的系統(tǒng)中,PHY可直接連接至物理介質(zhì),或者連接光模組,以便在光纖鏈路上發(fā)送光數(shù)據(jù)。在任一情況下,PHY的主要功能是將從介質(zhì)接收的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)能夠解譯的數(shù)據(jù),主要工作是將
數(shù)據(jù)傳輸至線卡和從線卡接收數(shù)據(jù)。遵從行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、低功耗、集成化或信號(hào)抖動(dòng)性能是端口PHY的部分最重要特性。
成幀器——這個(gè)器件的名稱來(lái)自于它的主要功能,將從PHY至線卡其它元件的數(shù)據(jù)“成幀”和“解幀”為正確的格式。在SONET網(wǎng)絡(luò),成幀器從PHY取得數(shù)據(jù)的SONET幀,再將其解幀為另一種系統(tǒng)所用的格式�？蓪�(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行智能處理,如虛擬級(jí)聯(lián),從而動(dòng)態(tài)分配帶寬,使系統(tǒng)帶寬的效率更高。
信息包處理——這部分主要包含在廣域網(wǎng)的通信系統(tǒng)中,存儲(chǔ)域網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)施通信系統(tǒng)則相反。信息包處理部分的主要功能是處理數(shù)據(jù),做好有效傳送至其目的地的準(zhǔn)備。通常采用網(wǎng)絡(luò)處理器(NPU)來(lái)快速處理數(shù)據(jù)包,并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器(RAM)中。因?yàn)槁酚善髦械臄?shù)據(jù)需要發(fā)送至目的地,必須進(jìn)行表查尋,將數(shù)據(jù)與其適當(dāng)?shù)幕谠吹刂�、�?yōu)先級(jí)等條件的目的地址相匹配。網(wǎng)絡(luò)搜索引擎(
NSE)適用于運(yùn)作速率為OC-48(2.5Gb/s)或更高的系統(tǒng),提供高性能的查尋功能,為了提高處理性能,采用網(wǎng)絡(luò)協(xié)處理器(
