高速路由器的体系结构和关键技术(2)

　　尽管转发引擎结构极大地提高了效率，但不断增加的速度远远超过了通用CPU满足该要求的能力，这样就要求尽可能多地将数据传入快速通路。于是，线卡上的通用CPU让位给了高速、固定功能的ASIC。通过采用高速、专用ASIC，大大减少了CPU的负担，这样，大部分IP包完全可使用快速通路通过系统，只有控制包和异常包需经慢速通路转发至CPU。但采用固定的ASIC，在提高效率的同时，付出的代价是降低通用CPU固有的可编程能力。在速度或可编程性两方面难以适应IP网络高速发展的要求。于是出现了一种名为网络处理器（NPU）的器件，它既可用于线卡的快速通路中，类似于固定功能ASIC；又具有更高级的编程能力，类似于通用CPU的功能，它在速度和可编程方面都又优良的表现，大量采用高性能的网络处理器是当前路由器的发展方向。

　　二、网络处理器

　　不同的网络处理器具有不同的速度、可编程性和功能。网络处理器的基本功能是以线速转发数据包。数据转发功能包括分类与执行，分类指的是网络处理器检查数据包并确定如何进行处理和转发的过程，而执行指网络处理器按分类结果完成数据包的转发过程。首先网络处理器根据用户编程规则对输入的数据包进行封装。其次，网络处理器根据用户可编程算法校正输入的数据。第三，对数据包进行处理，根据有关协议规则转发数据包。第四，网络处理器提供用户可编程的统计生成，以便跟踪快速通路流量的分类结果。

　　网络处理器具有下列数据通信功能。首先，它提供用户可编程缓冲器管理，可根据缓冲器管理算法作出转发/丢弃决定。其次，网络处理器提供业务量整形功能，可根据调度算法调度数据包的传输。第三，网络处理器能实现数据流修正。数据流修正包括数据流内的数据处理、报头与报尾的增加或删除，根据相关协议对数据进行封装、分段。所有数据流修正单元都是完全可由用户编程的。