網(wǎng)絡(luò)在每個(gè)企業(yè)中的作用

網(wǎng)絡(luò)是每個(gè)企業(yè)的支柱，無論行業(yè)如何。在當(dāng)今的工業(yè)環(huán)境中，網(wǎng)絡(luò)在將各個(gè)細(xì)分市場(chǎng)和終端連接在一起方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。不同類型的網(wǎng)絡(luò)旨在連接電信和工業(yè)應(yīng)用的終端和端點(diǎn)。每種類型的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)都有自己的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。

傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)通常涉及使用多個(gè)專用硬件設(shè)備，這些設(shè)備的開發(fā)、構(gòu)建和維護(hù)成本可能很高。這種方法可以帶來高性能網(wǎng)絡(luò)，但成本很高。

為了解決成本問題，數(shù)據(jù)中心采用了使用通用服務(wù)器在通用硬件平臺(tái)上虛擬化網(wǎng)絡(luò)功能的方法。這些服務(wù)器（如 x86）能夠執(zhí)行所有類別的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)功能。此過程稱為網(wǎng)絡(luò)虛擬化，可簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)過程，但可能會(huì)對(duì)整體性能產(chǎn)生負(fù)面影響。

在Microchip，我們了解在成本和性能之間找到最佳平衡的重要性。我們的解決方案是一系列專門構(gòu)建的數(shù)據(jù)路徑處理器，稱為 WinPath 系列 SoC。WinPath 系列SoC集成了用于控制平面和管理平面處理的通用CPU，以及專門用于數(shù)據(jù)包處理和互通協(xié)議的可編程網(wǎng)絡(luò)處理器。例如，1 GHz頻率的ARM雙核CPU可以實(shí)現(xiàn)<10 Gbps的IP路由，而運(yùn)行頻率低于700 MHz的WinPath系列SoC可以提供>20 Gbps的IP路由。這種異構(gòu)多核處理器架構(gòu)，加上用于增強(qiáng)服務(wù)質(zhì)量 （QoS） 和 IP 安全性的硬件加速器，使 WinPath 系列 SoC 成為軟件定義網(wǎng)關(guān)實(shí)施的理想解決方案。

在這篇博文中，我們將深入探討 WinPath 系列 SoC 的高級(jí)細(xì)節(jié)，以及它如何解決傳統(tǒng)和虛擬化網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方法的局限性。我們還將探索其在各個(gè)行業(yè)的潛在用途，以及它為軟件定義網(wǎng)關(guān)實(shí)施提供高性能、經(jīng)濟(jì)高效的解決方案的能力。

Microchip的軟件定義網(wǎng)關(guān)

網(wǎng)關(guān)通過將多個(gè)網(wǎng)絡(luò)段連接在一起，在工業(yè)應(yīng)用中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。這些設(shè)備可以執(zhí)行 L2 交換和 L3 路由，但不同的應(yīng)用可能具有獨(dú)特的協(xié)議和功能要求。Microchip的軟件定義網(wǎng)關(guān)解決方案能夠支持和服務(wù)不同市場(chǎng)的多種功能，例如運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)，物聯(lián)網(wǎng)（IoT）網(wǎng)關(guān)和智能電網(wǎng)。

以下是WinPath系列SoC如何在軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）應(yīng)用和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中使用的概述。

SDN（軟件定義網(wǎng)絡(luò)）應(yīng)用

圖 1 SDN 應(yīng)用中的軟件定義網(wǎng)關(guān)

圖1顯示了一個(gè)由交換數(shù)據(jù)包的節(jié)點(diǎn)組成的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)。為了維護(hù)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)庫，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都需要一個(gè)控制平面來運(yùn)行生成樹協(xié)議、OSPF 或 IS-IS。控制平面將相互交換控制數(shù)據(jù)包，以發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，了解網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，更重要的是了解轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則和下一跳信息。但是，當(dāng)每個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備自行做出轉(zhuǎn)發(fā)決策時(shí)，每個(gè)設(shè)備很難獨(dú)立找到最佳的端到端轉(zhuǎn)發(fā)路徑。SDN技術(shù)通過使用集中式控制器和編排層來解決此問題。SDN控制器管理所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，并計(jì)算業(yè)務(wù)的最佳轉(zhuǎn)發(fā)路徑。若要啟用 SDN，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備必須至少滿足兩個(gè)要求。首先，所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都必須支持開放和標(biāo)準(zhǔn)的管理接口，也稱為南向接口，以便第三方SDN控制器知道如何配置和管理數(shù)據(jù)平面。其次，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備必須具有靈活或可編程的數(shù)據(jù)平面，以支持來自SDN控制器的各種配置?；?Winpath 系列的軟件定義網(wǎng)關(guān)滿足這兩個(gè)要求，適用于 SDN 應(yīng)用。

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用

在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，WinPath系列SoC非常適合，尤其是在智能城市中。如圖2所示，在智慧城市中，可以有多個(gè)物聯(lián)網(wǎng)或智能設(shè)備，例如儀表、傳感器和探測(cè)器，與云中的物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器通信。此通信路徑上通常有一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，在通過射頻連接物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備并通過有線網(wǎng)絡(luò)連接到服務(wù)器方面起著至關(guān)重要的作用.這些網(wǎng)關(guān)必須聚合來自物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的所有流量，并以可靠和安全的方式將它們傳輸?shù)椒?wù)器。

物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)具有無線和有線聚合單元，有線單元通常是必須滿足特定要求的交換機(jī)或路由器，例如大型轉(zhuǎn)發(fā)表和執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換的能力。

基于WinPath系列的軟件定義網(wǎng)關(guān)，由Civica的WanStaX軟件加載，將是該物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中聚合單元的合適選擇。除了一般的交換和路由功能外，WinPath 系列網(wǎng)關(guān)還可以使用外部 DDR 內(nèi)存支持?jǐn)?shù)百萬條轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則。它還帶有嵌入式 IPsec 引擎，可提供 IP 數(shù)據(jù)包加密和身份驗(yàn)證。

總之，Microchip的軟件定義網(wǎng)關(guān)解決方案WinPath系列SoC是各種工業(yè)應(yīng)用的絕佳解決方案，例如運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)和智能電網(wǎng)，這些應(yīng)用需要高性能，經(jīng)濟(jì)高效和安全的網(wǎng)絡(luò)解決方案。

審核編輯：郭婷