實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)連接的硬件設(shè)計通常有兩種方法:一、將原始數(shù)據(jù)包從媒體存取控制器(MAC)發(fā)送到主存儲器,然后由CPU處理TCP/IP協(xié)議棧；二、在TCP/IP卸載引擎(TOE)中處理幾乎整個協(xié)議棧,然后將全部信息發(fā)送給主存儲器。

選擇哪種方法取決于你的應(yīng)用及預(yù)算金額的大小。如果是個人用戶,只進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)沖浪或使用一些低帶寬的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用,你可能會選第一種方法。數(shù)據(jù)包的傳輸將是突發(fā)性的,而且一般通信量不大,因此PC或工作站的CPU將不會注意到軟件執(zhí)行協(xié)議層所帶來的開銷。但你肯定會注意到TOE高達(dá)200美元左右的OEM成本。另一方面,如果你要裝配的是應(yīng)用服務(wù)器、連到存儲網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,由于它們需要處理密集型的數(shù)據(jù)包流量,你會發(fā)現(xiàn)TOE物有所值。

圖:以太網(wǎng)卸載芯片

但是否還有其它的選擇:一種成本比TOE低,但仍不會過多占用CPU資源的硬件方法？這個想法使Tehuti Networks公司推出了Bordeaux,它可被認(rèn)為是一種局部TOE。

“我們是從零開始的,”Tehuti的CEO Arie Brish表示,“我們問自己,什么功能用硬件實現(xiàn)可以最大程度地解放CPU,但仍維持最低的成本？”Tehuti的創(chuàng)始人相信,答案在于簡單的網(wǎng)絡(luò)接口卡(NIC)與TOE之間。

在進(jìn)行大量的傳輸流實驗后,Tehuti推出一種連接到以太網(wǎng)物理層器件的引擎,它能對數(shù)據(jù)包進(jìn)行初步的處理。Brish沒有確切說明該器件承擔(dān)多少工作。他表示,該引擎將把一串?dāng)?shù)據(jù)包傳送給主CPU,但所采用的方式可以消除軟件的大量工作,尤其是在發(fā)現(xiàn)和建立連接,以及挑選數(shù)據(jù)包方面。“該芯片完成了許多處理數(shù)據(jù)包的工作,但并非全部。”Brish說。

目前,該設(shè)計是在一顆FPGA內(nèi)實現(xiàn)的,采用PCI-X接口與主系統(tǒng)連接。據(jù)Brish介紹,該設(shè)計的復(fù)雜性達(dá)到50萬門級,當(dāng)運行在100MHz時,處理流量載荷綽綽有余。

Tehuti針對各種不同的流量載荷做了廣泛的系統(tǒng)內(nèi)分析。它發(fā)現(xiàn),CPU的利用率降低了2.5倍,或者吞吐量增加了2.5倍。與傳統(tǒng)的NIC相比,幾項專利技術(shù)能夠顯著減少主存儲器的容量,Tehuti表示。

FPGA方案僅是一個過渡,Tehuti正計劃用ASIC實現(xiàn)這項設(shè)計。Brish希望采用相對成熟的工藝技術(shù),以50美元的價格提供芯片及其驅(qū)動軟件。

最初,該芯片將瞄準(zhǔn)互連網(wǎng)設(shè)備和應(yīng)用服務(wù)器。“當(dāng)一家公司的網(wǎng)絡(luò)從100Mb升級到1Gb時,人們立刻能感受到網(wǎng)絡(luò)速度明顯加快,因此他們對網(wǎng)卡很滿意。”Brish說,“但隨著在線應(yīng)用增多并開始占用新帶寬時,人們就會發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)解決方案無法滿足需要,但他們又不愿花錢升級到基于TOE的網(wǎng)卡。這正是我們的機會。”

從長遠(yuǎn)看,Brish預(yù)計這種狀況將擴展到終端用戶PC和工作站。

作者: 張國勇