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來(lái)源：Microchip 作者：Azadeh Farzin 網(wǎng)絡(luò )對企業(yè)至關(guān)重要，但傳統的高性能設計的成本高昂。在通用硬件平臺上虛擬化網(wǎng)絡(luò )功能可以簡(jiǎn)化過(guò)程，但會(huì )對性能造成影響。Microchip 的 WinPath 系列 SoC 提供了一種解決方案，可通過(guò)一系列數據路徑處理器來(lái)平衡這兩種方法。這些處理器集成了一個(gè)用于控制平面和管理平面處理的通用中央處理單元（CPU），以及一個(gè)用于數據包處理和互連協(xié)議的可編程網(wǎng)絡(luò )處理器。 網(wǎng)絡(luò )在每家企業(yè)中的作用 無(wú)論處于哪個(gè)行業(yè)，網(wǎng)絡(luò )都是每家企業(yè)的關(guān)鍵。在當今的工業(yè)環(huán)境下，網(wǎng)絡(luò )在連接各個(gè)網(wǎng)段和終端之間起到關(guān)鍵作用。人們設計出不同類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò )，用于連接電信和工業(yè)應用的終端和端點(diǎn)。每種網(wǎng)絡(luò )設計都有各自的一系列優(yōu)缺點(diǎn)。 傳統網(wǎng)絡(luò )設計通常涉及使用多個(gè)專(zhuān)用硬件設備。這些設備的開(kāi)發(fā)、構建和維護成本可能相當高。這種方法可以實(shí)現高性能的網(wǎng)絡(luò )，但成本相當高。 為了解決成本問(wèn)題，數據中心采用了在通用硬件平臺上使用通用服務(wù)器來(lái)虛擬化網(wǎng)絡(luò )功能的方法。這些服務(wù)器（如 x86）能夠執行所有類(lèi)別的網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)功能。此過(guò)程稱(chēng)為網(wǎng)絡(luò )虛擬化，它有助于簡(jiǎn)化設計實(shí)現過(guò)程，但可能對整體性能產(chǎn)生負面影響。 在 Microchip，我們理解在成本和性能之間尋求最佳平衡的重要性。我們的解決方案是一系列專(zhuān)門(mén)構建的數據路徑處理器，稱(chēng)為 WinPath SoC 系列。WinPath 系列 SoC 集成了一個(gè)用于控制平面和管理平面處理的通用 CPU，以及一個(gè)專(zhuān)門(mén)用于數據包處理和互連協(xié)議的可編程網(wǎng)絡(luò )處理器。例如，工作頻率為 1 GHz 的 Arm®雙核 CPU 可以實(shí)現<10 Gbps 的IP 路由，而工作頻率低于 700 MHz 的 WinPath 系列 SoC 可以提供>20 Gbps 的 IP 路由。這種異構多核處理器架構，加上用于增強服務(wù)質(zhì)量（QoS）和 IP 安全的硬件加速器，讓W(xué)inPath 系列 SoC 成為軟件定義網(wǎng)關(guān)實(shí)現的理想解決方案。 在本篇博文中，我們將深入探討 WinPath 系列 SoC 的高級細節，以及它如何突破傳統和虛擬化網(wǎng)絡(luò )設計方法的限制。此外，我們還將探討它在各個(gè)行業(yè)中的潛在用途，以及它為軟件定義網(wǎng)關(guān)實(shí)現提供高性能、經(jīng)濟高效的解決方案的能力。 Microchip 的軟件定義網(wǎng)關(guān) 網(wǎng)關(guān)通過(guò)將網(wǎng)絡(luò )的多個(gè)網(wǎng)段連接在一起，在工業(yè)應用中發(fā)揮著(zhù)關(guān)鍵作用。這些設備同時(shí)支持執行 L2 交換和 L3 路由，但不同的應用可能有獨特的協(xié)議和功能需求。Microchip的軟件定義網(wǎng)關(guān)解決方案能夠支持運營(yíng)商網(wǎng)絡(luò )、物聯(lián)網(wǎng)（IoT）網(wǎng)關(guān)和智能電網(wǎng)等各類(lèi)市場(chǎng)的多種功能并為其提供服務(wù)。 下面是 WinPath 系列 SoC 在軟件定義網(wǎng)絡(luò )（SDN）應用和物聯(lián)網(wǎng)應用中的使用概述。 SDN（軟件定義網(wǎng)絡(luò )）應用 
圖 1. SDN 應用中的軟件定義網(wǎng)關(guān) 圖 1 展示了一個(gè)由交換數據包的多個(gè)節點(diǎn)組成的工業(yè)網(wǎng)絡(luò )。為了維護轉發(fā)數據庫，每個(gè)節點(diǎn)都需要一個(gè)控制平面來(lái)運行控制協(xié)議，例如生成樹(shù)協(xié)議、OSPF 或 IS-IS�？刂破矫姹舜酥g會(huì )交換控制數據包，以發(fā)現網(wǎng)絡(luò )拓撲和了解網(wǎng)絡(luò )狀態(tài)，更重要的是了解轉發(fā)規則和下次躍程信息。不過(guò)，當每個(gè)網(wǎng)絡(luò )設備都自行做出轉發(fā)決策時(shí)，每個(gè)設備獨立找到最佳端到端轉發(fā)路徑會(huì )變得極具挑戰性。SDN 技術(shù)通過(guò)使用集中控制器和編排層解決了這個(gè)問(wèn)題。SDN 控制器管理所有網(wǎng)絡(luò )設備并為服務(wù)計算最佳轉發(fā)路徑。要實(shí)現 SDN，網(wǎng)絡(luò )設備必須滿(mǎn)足至少兩個(gè)要求。首先，所有網(wǎng)絡(luò )設備必須支持開(kāi)放式和標準管理接口（也稱(chēng)為南向接口），以便第三方 SDN 控制器知道如何配置和管理數據平面。其次，網(wǎng)絡(luò )設備必須具有靈活或可編程的數據平面，以便支持來(lái)自 SDN 控制器的各種配置�；� WinPath系列的軟件定義網(wǎng)關(guān)可同時(shí)滿(mǎn)足上述兩個(gè)要求，非常適合 SDN 應用。 物聯(lián)網(wǎng)應用
圖 2. 物聯(lián)網(wǎng)應用中的軟件定義網(wǎng)關(guān) WinPath 系列 SoC 非常適合物聯(lián)網(wǎng)應用，尤其是智慧城市中的應用。如圖 2 所示，在智慧城市中，可能有許多物聯(lián)網(wǎng)或智能設備，例如與云中的物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器進(jìn)行通信的儀表、傳感器和探測器。通信路徑上通常有一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，它在通過(guò)無(wú)線(xiàn)電頻率連接物聯(lián)網(wǎng)設備并通過(guò)有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )連接到服務(wù)器的過(guò)程中起到關(guān)鍵作用。這些網(wǎng)關(guān)必須聚合來(lái)自物聯(lián)網(wǎng)設備的所有流量，并以可靠且安全的方式將它們傳輸到服務(wù)器。 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)包含無(wú)線(xiàn)和有線(xiàn)聚合單元，有線(xiàn)單元通常是必須滿(mǎn)足特定要求（如大型轉發(fā)表和執行網(wǎng)絡(luò )地址轉換的能力）的交換機或路由器。 由 Civica 的 WanStaX 軟件加載的基于 WinPath 系列的軟件定義網(wǎng)關(guān)，將是這種物聯(lián)網(wǎng)應用中聚合單元的合適選擇。除了常規的交換和路由功能之外，WinPath 系列網(wǎng)關(guān)還可以利用外部 DDR 內存來(lái)支持數百萬(wàn)條轉發(fā)規則。另外，它還配有嵌入式 IPsec 引擎，可提供 IP 數據包加密和驗證。 總的來(lái)說(shuō)，Microchip 的軟件定義網(wǎng)關(guān)解決方案（即 WinPath 系列 SoC）是運營(yíng)商網(wǎng)絡(luò )、IoT 網(wǎng)關(guān)和智能電網(wǎng)等各種工業(yè)應用的理想解決方案，這些應用需要高性能、經(jīng)濟高效和安全的網(wǎng)絡(luò )解決方案。 Microchip 與 Civica 的合作為我們提供了最佳的軟件定義網(wǎng)關(guān)解決方案。Civica 的專(zhuān)業(yè)軟件服務(wù)充分發(fā)揮了 WinPath 系列硬件在許多客戶(hù)應用中的全部潛能。這種合作關(guān)系實(shí)現了在每個(gè)都有獨特要求的多個(gè)應用中使用同一個(gè)可編程網(wǎng)關(guān)，軟件則是其中的差異化因素。 我們?yōu)榭蛻?hù)提供了隨時(shí)可用的白箱，通過(guò)下載不同的軟件，這些白箱可以轉化為特定應用的網(wǎng)關(guān)。這是一個(gè)現成的 ODM/OEM 網(wǎng)關(guān)解決方案，可以幫助您以最快的方式和最低的研發(fā)投資將新產(chǎn)品推向市場(chǎng)。 要了解關(guān)于 WinPath 網(wǎng)絡(luò )處理器的更多信息，請訪(fǎng)問(wèn)我們的網(wǎng)絡(luò )處理器網(wǎng)頁(yè) |
