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來(lái)源：Microchip 作者：Azadeh Farzin 網(wǎng)絡(luò)對(duì)企業(yè)至關(guān)重要，但傳統(tǒng)的高性能設(shè)計(jì)的成本高昂。在通用硬件平臺(tái)上虛擬化網(wǎng)絡(luò)功能可以簡(jiǎn)化過程，但會(huì)對(duì)性能造成影響。Microchip 的 WinPath 系列 SoC 提供了一種解決方案，可通過一系列數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(dāng)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?cè)O(shè)計(jì)出不同類型的網(wǎng)絡(luò)，用于連接電信和工業(yè)應(yīng)用的終端和端點(diǎn)。每種網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)都有各自的一系列優(yōu)缺點(diǎn)。 傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)通常涉及使用多個(gè)專用硬件設(shè)備。這些設(shè)備的開發(fā)、構(gòu)建和維護(hù)成本可能相當(dāng)高。這種方法可以實(shí)現(xiàn)高性能的網(wǎng)絡(luò)，但成本相當(dāng)高。 為了解決成本問題，數(shù)據(jù)中心采用了在通用硬件平臺(tái)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(zhí)行所有類別的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)功能。此過程稱為網(wǎng)絡(luò)虛擬化，它有助于簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)過程，但可能對(duì)整體性能產(chǎn)生負(fù)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門構(gòu)建的數(shù)據(jù)路徑處理器，稱為 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)專門用于數(shù)據(jù)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(xiàn)<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(gòu)多核處理器架構(gòu)，加上用于增強(qiáng)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(xiàn)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(jí)細(xì)節(jié)，以及它如何突破傳統(tǒng)和虛擬化網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)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(xiàn)提供高性能、經(jīng)濟(jì)高效的解決方案的能力。 Microchip 的軟件定義網(wǎng)關(guān) 網(wǎng)關(guān)通過將網(wǎng)絡(luò)的多個(gè)網(wǎng)段連接在一起，在工業(yè)應(yīng)用中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。這些設(shè)備同時(shí)支持執(zhí)行 L2 交換和 L3 路由，但不同的應(yīng)用可能有獨(dú)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(yùn)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(yīng)用和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的使用概述。 SDN（軟件定義網(wǎng)絡(luò)）應(yīng)用 
圖 1. SDN 應(yīng)用中的軟件定義網(wǎng)關(guān) 圖 1 展示了一個(gè)由交換數(shù)據(jù)包的多個(gè)節(jié)點(diǎn)組成的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)。為了維護(hù)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都需要一個(gè)控制平面來(lái)運(yùn)行控制協(xié)議，例如生成樹協(xié)議、OSPF 或 IS-IS。控制平面彼此之間會(huì)交換控制數(shù)據(jù)包，以發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜土私饩W(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，更重要的是了解轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則和下次躍程信息。不過，當(dāng)每個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都自行做出轉(zhuǎn)發(fā)決策時(shí)，每個(gè)設(shè)備獨(dú)立找到最佳端到端轉(zhuǎn)發(fā)路徑會(huì)變得極具挑戰(zhàn)性。SDN 技術(shù)通過使用集中控制器和編排層解決了這個(gè)問題。SDN 控制器管理所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備并為服務(wù)計(jì)算最佳轉(zhuǎn)發(fā)路徑。要實(shí)現(xiàn) SDN，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備必須滿足至少兩個(gè)要求。首先，所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備必須支持開放式和標(biāo)準(zhǔn)管理接口（也稱為南向接口），以便第三方 SDN 控制器知道如何配置和管理數(shù)據(jù)平面。其次，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備必須具有靈活或可編程的數(shù)據(jù)平面，以便支持來(lái)自 SDN 控制器的各種配置。基于 WinPath系列的軟件定義網(wǎng)關(guān)可同時(shí)滿足上述兩個(gè)要求，非常適合 SDN 應(yīng)用。 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用
圖 2. 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)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(yīng)用，尤其是智慧城市中的應(yīng)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(shè)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(cè)器。通信路徑上通常有一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，它在通過無(wú)線電頻率連接物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備并通過有線網(wǎng)絡(luò)連接到服務(wù)器的過程中起到關(guān)鍵作用。這些網(wǎng)關(guān)必須聚合來(lái)自物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的所有流量，并以可靠且安全的方式將它們傳輸?shù)椒⻊?wù)器。 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)包含無(wú)線和有線聚合單元，有線單元通常是必須滿足特定要求（如大型轉(zhuǎn)發(fā)表和執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換的能力）的交換機(jī)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(yīng)用中聚合單元的合適選擇。除了常規(guī)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(nèi)存來(lái)支持?jǐn)?shù)百萬(wàn)條轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則。另外，它還配有嵌入式 IPsec 引擎，可提供 IP 數(shù)據(jù)包加密和驗(yàn)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(yùn)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(yīng)用的理想解決方案，這些應(yīng)用需要高性能、經(jīng)濟(jì)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 的專業(yè)軟件服務(wù)充分發(fā)揮了 WinPath 系列硬件在許多客戶應(yīng)用中的全部潛能。這種合作關(guān)系實(shí)現(xiàn)了在每個(gè)都有獨(dú)特要求的多個(gè)應(yīng)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)榭蛻籼峁┝穗S時(shí)可用的白箱，通過下載不同的軟件，這些白箱可以轉(zhuǎn)化為特定應(yīng)用的網(wǎng)關(guān)。這是一個(gè)現(xiàn)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(qǐng)?jiān)L問我們的網(wǎng)絡(luò)處理器網(wǎng)頁(yè) |
