下载文档原格式
路由器处理器发展历程路由器是互联网络中的节点设备，用来连接多种网络或网段，路由器工作于网络七层协议中的第三层，其主要任务是接收来自一个网络接口的数据包，根据其中所含的目的地址，决定转发到下一个目的地。
与计算机一样，路由器也包含有CPU。
不同级别的路由器，其中的CPU也不尽相同。
无论在中低端路由器还是在高端路由器中，CPU 都是路由器的心脏。
通常在中低端路由器当中，CPU负责交换路由信息、路由表查找以及转发数据包。
在路由器中，CPU的能力直接影响路由器的吞吐量(路由表查找时间)和路由计算能力(影响网络路由收敛时间)。
在高端路由器中，通常包转发和查表由ASIC处理器完成，CPU只实现路由协议、计算路由以及分发路由表。
随着技术的发展，路由器中许多工作都可以由硬件实现(ASIC专用芯片)。
路由器处理器芯片的发展大致经历如下四个阶段：(1) 通用处理器(2) 嵌入式处理器(3) ASIC处理器(4) 网络处理器通用处理器阶段上个世纪60年代，人们曾经使用普通电脑充当路由器的角色，这就是第一代路由器的雏形。
用一台计算机插接多块网卡来实现的，多个网卡共用一块处理器，通过内部总线互联，CPU负责了几乎全部的路由计算、数据转发指令，同时还要负责整台机器的设备治理工作，后来才逐渐专门发展出专门的总线、接口及操作系统的路由器。
作为通用处理器，由于考虑了各种应用的需要，具有一般化的通用体系结构和指令集，以求支持复杂的运算并轻易添加新开发的功能,也就是说:不是面向网络通信需要非凡设计的。
处理路由转发速度一般相对较慢，可扩展性差，很难满足网络的需求。
嵌入式处理器阶段嵌入式微处理器与通用微处理器最大的不同就是嵌入式微处理器多数工作在设备制造商自己设计的系统中，是面向应用的处理器。
目前大多是针对专门的应用领域进行专门设计来满足高性能、低成本和低功耗的要求。
如：移动通信，PDA，游戏机，网络通信，其它电子产品行业。
目前，嵌入式处理器主要有Am186/88、386EX、SC-400、Power PC、Motorola 68000、MIPS、ARM系列等。
篡霎Ⅵ渊一霉；浅谈网络处理器技术沈景托(杭州电子科技大学电子信息学院浙江杭州310018)[摘要】从网络系统技术革新着手，分析网络处理器的出现的背景，介绍网络处理器的定义、技术特性及其应用领域，井针对网络处理器的设计目标和发展的需要，提出明络处理器未来的发展趋贽。
[关键词]网络系统网络处理器A S I C灵活性中图分类号：TP3文献标识码：A文章编号：1671--7597(2008)1220056--01在过去的几十年，网络系统工程经历了巨大的变化，总的来说，它们经历了三大技术革新：(1)第一代网络系统是建立在常规计算机系统上的，要追溯到二十世纪八十年代，如专为路由设计的微计算机。
(2)到了二十世纪九十年代中期，随着网络系统速度和复杂度的提高，设计者增加了一些特殊的硬件模块来减轻C H J的负担．(3)第三代系统主要体现在专用硬件A SI C(A p pl i c at i on—sp eci f i c i nt eg r at ed ci r cui t)的设计，并且试图将它们应用来高性能系统中去。
由于当时E t h er ne t和I P协议相对来说已经基本固定，不需要多的灵活性，全由固定的硬件就可以得到稳定的解决。
到了九十年代后期，因特网的繁荣时期，语音和数据网络的汇聚已经变的越来越逼近，这就导致新的、更宽的协议和业务。
如需要为企业开发的多媒体业务。
新业务和它们升级的速度变得更快速，短缩了产品的开发周期，从而能够以更快的速度进入市场。
此外．比较复杂的业务被期望变成标准。
为了更好的解决像第一代网络的可编程能力，而又不降低第二代网络的性能。
这就导致今天产生了新的硬件：网络处理器(N et w or k Pr o c e s s or，简称N P)。
网络处理器需要具有RI SC处理器的低成本、灵活性以及定制硅片(RPA SI C芯片)的处理速度和可扩展性。
网络处理器成功的关键具有一个能够在高速的网络分环境下执行高层应用的构架[1]。
usg6650cpu的参数USG6650CPU是一款高性能的网络安全设备，它采用了先进的处理器技术，为企业网络提供强大的安全保障和高效的数据处理能力。
USG6650CPU采用了多核处理器架构，具备处理多任务的能力。
多核处理器可以同时处理多个任务，提高了设备的并发处理能力。
这样一来，无论是面对大量的数据流量，还是复杂的安全策略，USG6650CPU都能够高效地处理，保证网络的流畅运行。
USG6650CPU拥有强大的安全功能。
它支持多种安全策略，包括防火墙、入侵检测与防御系统、虚拟专用网络等。
通过这些安全功能，USG6650CPU能够有效地防御各种网络攻击，保护企业的网络安全。
同时，它还支持VPN技术，可以建立安全的远程连接，保障企业内外通信的安全性。
USG6650CPU还具备丰富的网络管理功能。
它支持集中式管理，可以通过集中管理系统对多个USG6650CPU进行配置和监控，简化了网络管理的复杂性。
同时，它还支持流量分析和报表功能，可以实时监控网络流量，帮助企业及时发现和解决网络问题。
USG6650CPU还具备高可靠性和可扩展性。
它采用了冗余设计，具备双机热备份功能，能够在设备故障时自动切换，保障网络的持续稳定运行。
此外，USG6650CPU还支持模块化设计，可以根据需要扩展各种功能模块，提供更多的选择和灵活性。
USG6650CPU是一款强大的网络安全设备，它具备高效的数据处理能力和丰富的安全功能，可以为企业网络提供全面的安全保障。
无论是面对大量的数据流量还是复杂的安全威胁，USG6650CPU 都能够应对自如。
同时，它还具备高可靠性和可扩展性，能够满足企业不断变化的需求。
因此，USG6650CPU是企业网络安全的理想选择。
Broadcom全系列Wi-Fi芯片概述
作者：Alex 发布：2014-06-08 16:47
无线时代推出的Wi-Fi行业半导体器件简介系列文章受到了很多读者的喜爱，无线时代的管理团队特此整理各厂商的全部芯片及简介，并在后续的文章中不断完善。
本文将采用高度概括的方式介绍Broadcom的全系列802.11Wi-Fi芯片，供读者参考。
Broadcom的Wi-Fi芯片成是802.11 LAN 设备供应商和笔记本电脑供应商的首选Wi-Fi解决方案之一。
Broadcom的Wi-Fi解决方案包括全CMOS802.11无线电芯片、基带/MAC 芯片、802.11g 芯片集、Wi-Fi 芯片集和网络处理器，符合目前流行的无线局域网标准。
所有Broadcom无线电设备均采用的SmartRadio®技术，这种技术可提高无线局域网吞吐量并增大传输距离。
可获得最优性能的自校准Wi-Fi 芯片集
除了高级信号处理技术以外，全CMOS 解决方案还能够根据使用温度及其它环境条件进行自校准，从而不断重新配置以获得最优性能。
“M”系列基带/MAC 802.11g 芯片集芯片已针对新型低功耗移动处理器而进行了优化，此类处理器采用以低功耗为特点的高级体系结构，可以延长笔记本电脑电池寿命。
Broadcom网络处理器具有MIPS32 处理器核心，并包括AP、路由和网关功能以及各种连接选择。
Broadcom提供完全的参考设计，从而为客户提供802.11 无线局域网设备的完善解决方案，符合目前流行的局域网标准。
如果你对本文有任何疑问，欢迎在无线时代技术论坛中提问，我会在第一时间与你探讨，谢谢！。
CPU发展史（精选可编辑）CPU，全称中央处理器（Central Processing Unit），是计算机系统的核心部件，负责处理和执行计算机程序中的指令。
自1971年第一块商用CPU芯片问世以来，CPU在尺寸、性能和结构上都经历了飞速的发展。
以下是CPU的发展史概述。
1.早期阶段（1970-1980）（1）4004处理器1971年，英特尔发布了世界上第一块商用CPU——4004，它含有2300个晶体管，主频为108KHz，速度为每秒60,000次运算。
（2）8080处理器1974年，英特尔推出了8080处理器，它有6000个晶体管，主频为2MHz，每秒能进行50万次运算。
此时，微型计算机的时代开始了。
2.发展阶段（1980-1990）（1）80286处理器1982年，英特尔发布了80286处理器，这款处理器有13万个晶体管，主频为6MHz。
它引入了32位地址线和24位数据线，使得计算机可以使用更多内存。
（2）80386处理器1985年，英特尔发布了80386处理器，也称386处理器。
它有120万个晶体管，主频可达20MHz。
这款处理器引入了实地址模式和保护模式。
3.繁荣阶段（1990-2010）（1）奔腾系列处理器1993年，英特尔发布了第一代奔腾处理器，这是一款以586为基础的CPU。
随后又推出了奔腾II、奔腾III和奔腾IV等系列。
（2）酷睿系列处理器2006年，英特尔发布了基于酷睿架构的CPU，这一系列处理器具有高性能、低能耗的特点。
之后又不断推出酷睿i3、i5、i7等系列。
（3）ARM架构处理器在这个阶段，移动设备开始兴起，而ARM架构的处理器因为低功耗、高效能而在移动设备上得到了广泛应用。
苹果的iPhone和iPad就使用了ARM架构的处理器。
4.当前阶段（2010年至今）（1）多核多线程技术为了提高处理器的性能，现代CPU开始采用多核多线程技术。
这意味着一个处理器可以同时执行多个任务，提高了处理器的并行处理能力。
第1章网络处理器概述因特网的迅速发展和推广应用使人们对它提出不断增长带宽和复杂服务的需求。
未来的网络不仅需要更大的带宽，还要求它能不断增加新的服务。
各个企业和事业团体不断地更新它们的网络，在它们的网络中增加专门的服务功能以及带宽管理功能。
这种复杂服务功能的例子包括数据包调度以提供IP上的区分服务质量（QoS），在公共网络上提供安全通信，在多个服务器之间平衡传输流量负载，测量数据流量以确定网络流量模式及网络攻击行为（入侵检测），以及音频视频数据流的多点传送和交互式视频会议等。
总之，这些增值服务要求整个网络基础设施具有更强的智能，以支持基本的交换和路由。
对于某些应用，更新的周期似乎永无止境。
例如在入侵检测领域，危及计算机网络安全的方法不断变换，要求采取的对策也不断改进，为此需要对网络系统的软件进行不断地更新。
目前，基于IPv4的网络向着IPv6的发展也将是一个逐渐过渡的过程，需要逐步更新协议软件。
随着因特网的发展，对网络系统也提出了不断增加功能的要求。
如何实现这些新的功能，以及如何适应不断增加的网络业务类型增长的需求是对网络系统厂商提出的挑战之一。
为适应这种不断发展的网络技术，出现了网络处理器这种新的微处理器。
网络处理器是一种专用于网络系统的微处理器，它使得网络系统能够具备高性能和灵活性。
网络处理器的出现为网络系统构建了一个硬件平台，能够通过软件的升级以适合不断增长的功能需求，为网络技术的发展提供了开放的舞台，因而具有十分重要的意义。
Intel公司是生产网络处理器的主要厂商之一，其网络处理器产品具有良好的可编程性和应用适应性。
本章首先介绍网络系统的基本构成及各种网络新技术的发展，然后介绍Intel公司的网络处理器产品，以及采用Intel网络处理器构成网络系统的方法。
1.1 网络系统的构成因特网是由路由器构成的网络。
路由器系统是一种网络系统。
基本的路由器主要实现分组的转发功能和路由信息的交换和更新功能。
随着网络技术的发展，网络系统的功能在不断地增加，网络系统的构成方式也因之发生变化，形成各种支持新型业务类型的网络系统。
1.1.1 基本的网络系统因特网的网络工程是研究网络建设的宏观领域的工程技术，如网络的拓扑结构和网络Intel 网络处理器及其应用开发22 带宽的配置。
因特网的网络系统工程则是研究网络建设的微观领域的工程技术，即路由器、网桥等系统的设计和开发。
网络系统是应用于网络领域的数字计算机系统，路由器是最主要的网络系统，它运行网络协议软件并实现网络中的分组路由和转发。
网络系统工程作为一项工程技术，研究如何根据网络标准开发网络设备，即网络协议的实现。
网络系统的开发要保证它在网络上的互操作性，即能够与网络中的其他网络系统正确地相互操作，实现网络通信的目的。
为此，网络系统的开发需要遵循网络协议标准。
而网络协议的制定则需要经过精心的设计、充分的实验以及开发者之间的广泛协调。
路由器是工作在OSI 参考模型第三层（网络层）的数据分组转发设备。
它通过转发数据分组来实现网络互联互通。
因特网上的路由器运行TCP/IP 、UDP 、ICMP 等协议，连接到两个或多个数据分组交换的网络。
路由器由多个接口构成，每个接口连接一个子网或者另外一个路由器。
IP 分组从一个接口到达，并从另一个接口离开。
路由器根据收到数据分组中的网络层地址（IP 地址）以及路由器内部维护的路由表决定输出接口以及下一个结点（下一跳）地址，并且修改数据分组头以实现数据分组的转发。
路由器通常动态维护路由表来反映当前的网络拓扑结构，并通过与网络上其他路由器交换路由和链路信息来维护路由表。
根据在网络中所处的位置，路由器可分为核心路由器和接入路由器。
核心路由器位于网络中心，连接其他的路由器，通常是使用高端路由器产品。
核心路由器要求具备快速的分组交换能力与高速的网络接口，通常是模块化结构，可根据需求改变系统中的模块数量。
接入路由器位于网络边缘，又称为边缘路由器，连接各种子网。
这种路由器通常使用中低端路由器产品。
接入路由器需要能够连接各种标准的网络，需要能够支持多种不同的网络协议。
接入路由器用不同的接口连接到不同的网络，这些接口可以分为局域网接口和广域网接口两种。
局域网接口主要包括各种速率的以太网（10Mb/s 、100Mb/s 和1000Mb/s 以太网）、令牌环网、FDDI 等网络接口。
广域网主要包括E1/T1、E3/T3、DS3、通用串行口、ATM 接口、ISDN 接口等网络接口。
其中，通用串行口可转换成X.21 DTE/DCE 、V.35 DTE/DCE 、RS 232 DTE/DCE 、RS 449 DTE/DCE 、EIA530 DTE 等接口。
从功能的类型来分，路由器可分为通用路由器与专用路由器。
一般所说的路由器为通用路由器。
专用路由器通常为实现某种特定功能而设计，对路由器的接口、硬件等做了专门优化。
例如拨号接入路由器用于接入拨号用户，增强了PSTN 接口以及信令能力。
从性能上的差别来分，路由器可分为线速路由器以及非线速路由器。
通常线速路由器是高端路由器，能以线路传输媒体的速率转发数据分组；非线速路由器不能达到线路的最大传输速率，会因速度跟不上而丢弃分组，是中低端的路由器。
通用路由器的基本功能包括：（1）将IP 数据分组封装到链路层帧或从链路层帧中取出IP 数据分组。
路由器能够从接收的链路层数据帧中提取出IP 分组，在发送IP 分组时有将其封装成输出端的链路层封装格式。
对于以太网的情况，通常一个IP 分组可以从一个数据帧中取出，对于ATM 等接口，则需要从多个信元中组装形成一个IP 分组。
（2）按照该网络所支持的最大数据单元（MTU ）大小发送或接收IP 数据分组。
网络第1章网络处理器概述 3的MTU是链路层协议所规定的能够承载的最大IP分组的长度。
网络中不同的网段可能有不同的MTU值。
当接收到的IP分组大于输出网段的MTU时，路由器需要将IP分组分割成更小的分片。
（3）将IP地址与相应网络的链路层地址相互转换。
例如根据分组目标IP地址构成相应的下一跳以太网MAC地址。
这种转换通过查找转发表来实现。
（4）实现网络协议所支持的流量控制和差错指示。
路由器要能够辨认出分组中出现的差错，并产生必要的ICMP差错消息。
（5）在接收及转发数据分组的过程中实现分组的缓冲区管理、拥塞控制以及公平性处理。
路由器需要缓存接收到的分组，在分组出现拥塞情况时需要根据协议对分组进行处理，在进行这种处理需要考虑到对各个业务流的公平性。
（6）丢弃生存时间（TTL）字段为0的数据分组。
路由器要将每一个接收到的IP分组的TTL字段的值减1，当TTL值减到0时将其丢弃，以防止分组在网络中无穷地循环。
（7）按照路由表信息，为每个IP数据分组选择下一跳目的地。
对于每个接收到的分组，查找路由表，以确定将分组从哪一个接口发送出去。
（8）支持至少一种内部网关协议（IGP）与其他同一自治系统中的路由器交换路由信息及可达性信息。
内部网关协议是同一个自治系统（AS）范围内的路由器之间交换网路可达性信息的协议。
（9）支持外部网关协议（Exterior Gateway Protocol，EGP）与其他自治域交换拓扑信息。
外部网关协议是不同自治域的路由器之间交换网路可达性信息的协议。
（10）提供网络管理和系统支持机制，包括存储/上载配置、诊断、升级、状态报告、异常情况报告及控制等。
路由器中的路由表中的信息用于指示路由器将接收的分组从哪一个接口发送出去。
在路由器中，路由表的查找是一个比较慢的操作，需要多次访问存储器才能完成。
导致路由表查找速度慢的原因一方面是IP地址有32位，如果根据IP地址直接查找路由表，需要建立起包含232个表项的表格，这样的表格将占用太大的存储器空间，维护十分复杂，是不现实、不经济的。
另一个原因是路由表的查找采用最长前缀匹配的算法，需要在有多个匹配的前提下，找出地址前缀最长的匹配项，这使得查找的算法变得复杂。
寻找一种经济有效的路由表查表方法仍然是人们研究的一个课题。
路由表中的信息根据内部网关协议以及外部网关协议计算得到，这种计算路由的算法称为路由选择算法。
路由选择算法分为两大类：非自适应的和自适应的。
非自适应算法不能根据网络当前实际传输流量和拓扑变化来做路由选择，而是按原先设计好的路径传送，路径的设计是静态的，路径的修改是手工的。
自适应算法是根据当前网络流量和拓扑结构动态进行的，能较好地适应网络的需求。
目前常用的自适应路由算法有向量距离法和链路状态法。
根据路由算法，路由器的自适应路由算法分为基于距离向量的路由算法和基于链路状态的路由算法。
基于距离向量的路由算法通常利用跳数来作为计量标准。
每个路由器向其他路由器通报其到达各子网的距离信息，并根据其他路由器通报的路由距离信息建立起各Intel 网络处理器及其应用开发44 自的路由表。
向量距离法比较简单，每台路由器周期性地与相邻的路由器交换路由表中的信息，指出该路由器可以到达的目标以及距离（用跳计数表示）。
但是向量距离法不适应网络路径的剧烈变动或大型的网络环境，因为路由信息在相邻的路由器之间传播，传播过程很慢。
真正的路由信息需要经过多次迭代计算才能得到，路由信息的更新过程中可能出现不一致的问题，即与实际情况不相符的计算结果，从而将分组发向错误的路径。
向量距离法的另一个缺点是它需要大量的数据交换，而且每个路由器都参与了信息交换，造成交换的信息量比较大，需要占用较多的网络传输资源。
当网络规模不断增大，路由器数量不断增加后，这种路由信息量的增加更加迅速，因而算法的可伸缩性较差。
链路状态法采用最短路径优先（SPF ）算法，各路由器的路由表通过一张能表示整个网络拓扑结构的无向图计算。
各路由器周期性地向相邻路由器发出查询消息，主动测试所有与它相邻的路由器状态，并将这些链路连接信息周期性地向所有参与SPF 的路由器传播，而不仅仅向相邻路由器发送信息。
每个路由器收到其他路由器发来的路由信息后，用Dijkstra 算法进行网络拓扑结构的计算，求出加权无向图中从某给定结点的最短路由。
由于链路状态信息向全网广播，信息传播速度快，保证了路由计算结果的一致性。
各路由器在本地进行路由计算，路由信息不会反过来对原来的路由器发生作用，使得路由的收敛性得到保证。
广播的路由信息只与该路由器直接相连的链路数量和状态有关，比距离向量法少得多。
所以链路状态法适合于规模较大、结构变化较快的网络。
但是路由计算对CPU 的处理能力要求较高。
由于两种路由算法各有优点，为适应组网的需要，路由器产品中就应当同时配置两种算法类型的路由协议。
根据路由协议的作用范围，可以分为域内路由协议和域间路由协议，分别又称为内部网关协议（IGP ）和外部网关协议（EGP ）。
