通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展對網(wǎng)絡(luò)處理器技術(shù)的挑戰(zhàn)

作者：龐濟 杰爾系統(tǒng)（上海）有限公司

關(guān)鍵詞：通信網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)絡(luò)處理器 流量管理

摘要：在通信網(wǎng)絡(luò)不斷融合的趨勢下，同一通信網(wǎng)絡(luò)必須承載多種新老業(yè)務(wù)，網(wǎng)絡(luò)處理器技術(shù)為新業(yè)務(wù)的實施提供了極大的方便。但是為了保障不同特性的電信業(yè)務(wù)在同一網(wǎng)絡(luò)上正常傳輸，網(wǎng)絡(luò)處理器必須有強大的流量工程管理功能。

隨著通信市場新技術(shù)的不斷出現(xiàn)和客戶需求的發(fā)展變化，新的通信網(wǎng)絡(luò)投入運營之后，短期內(nèi)就可能無法滿足新業(yè)務(wù)需要。因此，網(wǎng)絡(luò)運營商在維護原有網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)的同時，而構(gòu)建新的網(wǎng)絡(luò)來提供新的業(yè)務(wù)，以滿足不斷增長的用戶需要。市場競爭導致網(wǎng)絡(luò)數(shù)量大量增長，耗費運營商大量投資，同時運營商還必須花費大量費用來維護這些網(wǎng)絡(luò)，這是網(wǎng)絡(luò)運營商的面臨的一個重要問題。

于是產(chǎn)生了不同網(wǎng)絡(luò)相互融合的概念，設(shè)備制造商更加注重用同一網(wǎng)絡(luò)設(shè)備平臺提供多種通信業(yè)務(wù)。例如傳統(tǒng)的電話接入設(shè)備和數(shù)字用戶接入設(shè)備（DSLAM）已經(jīng)相互融合，隨著軟交換技術(shù)的應(yīng)用，VoIP/3G網(wǎng)絡(luò)也加入到融合趨勢之中。Wi-Fi、IPTV、VOD等新業(yè)務(wù)的出現(xiàn)，更加加速了網(wǎng)絡(luò)融合的趨勢。使用同一網(wǎng)絡(luò)平臺來提供多種業(yè)務(wù)不但可以降低大量不同網(wǎng)絡(luò)帶來的巨額投資和運營成本，而且可以整合現(xiàn)有線路資源，使運營商的現(xiàn)有資源發(fā)揮效益。

ATM技術(shù)的出現(xiàn)，使得語音、視頻和數(shù)據(jù)可以在同一個網(wǎng)絡(luò)平臺上進行交換，傳輸，ATM的流量管理功能夠保證各種不同業(yè)務(wù)傳輸?shù)男阅苄枨?。以太網(wǎng)/IP技術(shù)的廣泛應(yīng)用使得網(wǎng)絡(luò)設(shè)備構(gòu)造更為簡單，擴展更方便。但是以太網(wǎng)/IP技術(shù)不能保證高優(yōu)先級和時延敏感的語音業(yè)務(wù)的傳輸質(zhì)量QoS(Quality of Service)。因此MPLS和IPQoS等新技術(shù)不斷出現(xiàn)以滿足網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對于不同QoS業(yè)務(wù)的處理能力。

隨著新技術(shù)的不斷出現(xiàn)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需要支持的協(xié)議數(shù)目越來越多、協(xié)議內(nèi)容越發(fā)復雜，對于硬件芯片的要求越來越高：要求提供足夠帶寬來滿足網(wǎng)絡(luò)用戶帶寬需求，要求高度靈活性滿足新協(xié)議和新業(yè)務(wù)升級的需要，重要的是為不同業(yè)務(wù)提供不同的QoS性能保障。因此，網(wǎng)絡(luò)處理器技術(shù)就成為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備重要的組成部分。

網(wǎng)絡(luò)處理器就是針對數(shù)據(jù)處理而優(yōu)化的可編程芯片。具體地說，網(wǎng)絡(luò)處理器是處理2層以上與路由相關(guān)的協(xié)議：涵蓋數(shù)據(jù)包頭解析和查表、業(yè)務(wù)類型識別、流量工程管理和數(shù)據(jù)包修改等主要功能。

在通信網(wǎng)絡(luò)日益復雜，新業(yè)務(wù)大量涌現(xiàn)的形勢下，對于網(wǎng)絡(luò)處理器要求也越來越高。特別是語音、數(shù)據(jù)、視頻等業(yè)務(wù)同時運行在同一網(wǎng)絡(luò)平臺上時，對網(wǎng)絡(luò)處理器的流量工程管理能力要求非常嚴格。新的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不僅要保障時延敏感但帶寬較小的語音業(yè)務(wù)，而電信運營商的業(yè)務(wù)增長點--視頻業(yè)務(wù)和在線游戲卻對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提出各更高要求。與傳統(tǒng)語音與互聯(lián)網(wǎng)接入業(yè)務(wù)不同，視頻業(yè)務(wù)和在線游戲不但要求保障嚴格的時延而且對帶寬要求非常高。這些新業(yè)務(wù)的需求都對網(wǎng)絡(luò)處理器技術(shù)提出了重大挑戰(zhàn)。要求網(wǎng)絡(luò)處理器不但能夠?qū)Σ煌瑯I(yè)務(wù)流進行分類、識別和緩存而且要求能夠按照不同業(yè)務(wù)流類型進行線速調(diào)度。

杰爾系統(tǒng)(Agere Systems)憑借在通信半導體市場的豐富經(jīng)驗(多年ATM的QOS和流量工程經(jīng)驗)和對通信網(wǎng)絡(luò)的深刻理解，非常重視通信網(wǎng)絡(luò)流量管理工程的研究，非常注重通信半導體產(chǎn)品的流量管理功能和QoS特性。Payload Plus 系列網(wǎng)絡(luò)處理器產(chǎn)品，充分體現(xiàn)了杰爾系統(tǒng)對通信網(wǎng)絡(luò)流量工程管理的重視。除了網(wǎng)絡(luò)處理器必須的高性能查表/轉(zhuǎn)發(fā)等數(shù)據(jù)包操作功能外，Payload Plus 系列網(wǎng)絡(luò)處理集成了基于硬件實現(xiàn)的可編程流量管理器（圖二中紫色部分），可以支持256K個調(diào)度隊列、1K邏輯端口和CBR/VBR/PRR等多種調(diào)度算法,用戶只需簡單配置就可以實現(xiàn)功能強大的帶寬和優(yōu)先級管理。與競爭對手的不具有流量管理功能或用微碼實現(xiàn)的有限調(diào)度能力相比，杰爾系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)處理器集成的的硬件流量管理器能夠充分滿足網(wǎng)絡(luò)融合趨勢下多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的QoS特性和吞吐速率處理要求。能夠保障多種不同特性業(yè)務(wù)在統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)平臺承載時的流量管理要求。

此外，對于多業(yè)務(wù)融合網(wǎng)絡(luò)面臨的保護問題，杰爾系統(tǒng)近推出了基于Payload Plus 網(wǎng)絡(luò)處理器分類和流量管理功能的Unbreakable Access 技術(shù)，這種技術(shù)可以實現(xiàn)基于業(yè)務(wù)類型的識別和保護，來實現(xiàn)特定類別業(yè)務(wù)的保護而不是簡單的基于用戶連接的保護機制。利用該技術(shù)，通信設(shè)備商和運營商可以通過利用其他工作線路選擇性保護故障線路上傳輸?shù)奶囟I(yè)務(wù)。可以在不增加設(shè)備成本的前提下，為特定用戶/特定業(yè)務(wù)提供完善的保護機制。Unbreakable Access 技術(shù)可以為運營商提高網(wǎng)絡(luò)利用率從而帶來額外的收益。