基于网络处理器的现有研究工作
网络处理器被认为是推动下一代网络向灵活性和高性能发展的核心技术,围绕其本身以及相关应用展开了大量的研究,并且已成为热门话题[21,22].OPENARCH专门为网络处理器开设了专栏进行讨论,INFOCOM等重要国际会议也在可编程路由器等领域的研究中加大了网络处理器的比重.综合起来,现有的关于网络处理器研究成果主要有以下几方面
基于网络处理器的路由器体系结构研究
基于网络处理器的路由器体系结构研究随着网络处理器的出现,将其用于可编程QoS路由器的研究得到了飞速的发展.其中主要是关于体系结构和相关算法的研究,并且在体系结构的研究上有了完整的结论和部分实现.其中比较成功的有,Princeton大学的可扩充路由器VERA[6]以及Columbia大学的Genesis.以Princeton的VERA为例,它主要是基于Diffserv的体系结构,并兼顾可扩展性、兼容性、效率性三方面特点,不过总的看来,VERA更侧重服务的灵活性和可扩充性.其分组处理逻辑流程如图所示.
图中C代表一个层次化的分类器(classifier),F代表传送处理单元(forward),它负责完成分组的数据处理,S为一个输出调度器(scheduler).在具体实现上,该项目采用一种基于IntelIXP和PC的层次化体系结构,如图所示.
IntelIXP中的微引擎主要负责数据层面的实时数据处理,StrongArm和PC负责更高层次的非实时数据处理.此外,该项目组还在体系结构的性能评价方面做了一定的工作,文献中通过实际测量的手段考察了VERA各个层面的数据吞吐量、存储器访问频率、代码长度,并分别使用了3种不同的队列模型(单队列、多私有队列、多共用队列).在性能测试的同时,他们还对3种不同队列模型所引入的QoS调度机制和同步控制策略进行了一定的研究.在可扩展应用方面,VERA给出了一些在IXP上实现的典型应用扩展所带来的开销(见表),进一步证明了其扩展的可行性.
不过,VERA在系统资源和处理器调度策略上只采用了简单的静态分配,一些代码的运行加载和卸载等动态特性与Columbia的Genesis中采用的NetBind[24]相比还有不足.同时,VERA虽然在体系结构上有了完整的声明,但是在综合QoS控制策略以及系统的理论建模等工作方面还不太完善.
综合QoS控制策略的研究简单来讲,QoS控制是指网络能够提供有保证的、可预测的数据传输服务,满足不同用户的应用需求.最近围绕着分组处理QoS控制已经展开了很多的研究,比如任务模型、任务调度、操作系统相关问题、分组处理器(packetprocessor)体系结构[28].然而这些研究大部分是面向网络处理器分组处理中的某一阶段.方案对一个阶段是最优未必对全局就是最优.比如从系统的角度考虑,我们要提高系统的利用率使之获得最大的吞吐量,同时还要确保不同用户间的服务公平性;从用户的角度,对一些分组延时抖动及丢失率则要给予充分的重视.
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