网络处理器体系结构、协议、与平台

图书标准信息

• 作者 [美]里卡斯 著；赵有健 译
• 出版社 人民邮电出版社
• 出版时间 2006-10
• 版次 1
• ISBN 9787115143433
• 定价 48.00元
• 装帧 平装
• 开本 其他
• 纸张 胶版纸
• 页数 332页
• 字数 526千字

【内容简介】

　　网络现在已成为社会各界和人们工作与生活中信息传递的重要工具之一，而网络处理器是网络中不可或缺的设备之一。本书就是一本专门介绍网络处理器的专著，主要内容包括5部分，分别介绍了网络处理器的发展和现状、基本情况和分组处理过程；网络处理器的体系结构和网络处理的方案；网络处理器的外围支撑芯片，主要有：存储处理器、分类处理器、查找引擎、交换结构、流量管理器；网络处理器的应用；安全协处理器。

  本书内容丰富、详实，图文并茂，理论联系实际，有较强的理论指导和工程实践意义，可供从事网络和通信工作的技术人员和管理人员阅读参考。也可作为大专院校网络专业的师生专业课的学习参考书使用。

【目录】

第一部分　概况

第1章　网络技术的革命—分布运算和网络汇聚　3

1.1　开始阶段　3

1.2　工作组计算机代替了大型机的继续发展　4

1.3　第一个局域网(LAN，Local Area Network)　4

1.4　把大型机放到桌面上：PC和工作站　5

1.5　客户端/服务器(C/S，Client/Server)模式　6

1.6　分组交换与电路交换网络的对比　7

1.7　因特网、路由和相关的Web技术　8

1.8　网络管理　10

1.9　交换局域网、快速以太网和光纤分布式数据接口(FDDI)　11

1.10　IP网络：Intranet和Extranet　11

1.11　IP电话　12

1.12　ATM、局域网仿真、异步传输模式多协议(MPOA)和IP over ATM　13

1.13　无线和移动网络　14

1.14　1Gbit/s和10Gbit/s以太网　15

1.15　存储网络　15

1.16　网络汇聚　16

1.17　光网络突飞猛进　16

1.18　处理器：RISC、数字信号处理器(DSP)和片上系统(SOC)的集成　17

1.19　带宽和QoS需求　19

1.20　交换革命：从二层交换到路由器到三层交换　19

1.21　MPLS、l交换和波长路由器　20

1.22　VPN　21

1.23　协同处理器的安全性　22

1.24　流量引擎(TE)　22

1.25　QoS　23

1.26　性能限制对通信网络设备的影响　23

1.27　总结　24

第2章　网络处理器的基本内容　26

2.1　什么是网络处理器　26

2.2　网络设备功能模块　26

2.2.1　物理层接口　27

2.2.2　交换结构　27

2.2.3　数据包处理　27

2.2.4　主处理　28

2.3　更进一步看数据包处理　28

2.4　采用标准的现有CPU进行设计的折中方案　28

2.5　采用ASICS进行设计的折中方案　30

2.6　网络处理器的突破　31

2.7　网络处理器的优势　32

2.8　网络处理器的分类　33

2.9　总结　34

第3章　数据包处理过程　35

3.1　网络整体脉络：客户、访问、边缘和核心　35

3.2　网络处理发展的时间序列　39

3.3　对于网络设备压倒一切的需求　40

3.4　数据和控制平面的处理过程　41

3.5　数据包处理操作　42

3.5.1　数据包封装成帧　42

3.5.2　模型搜索和数据包分类　42

3.5.3　CAM (内容寻址存储器)　44

3.5.4　查找引擎　45

3.5.5　数据包解析　45

3.5.6　数据包分类和快速转发　45

3.5.7　修改(Modification)　47

3.5.8　交换　47

3.5.9　流量管理和其他操作　47

3.6　总结　47

第二部分　网络处理器的体系结构

第4章　IBM PowerNPTM　51

4.1　IBM PowerNP的概况　51

4.2　体系结构　52

4.3　NP4GS3的主要功能模块　54

4.4　专用协处理器和辅助硬件　57

4.5　软件体系结构　59

4.6　围绕NP4GS3的系统和软件开发　59

4.7　NP4GX——IBM的下一代OC-48网络处理器　61

4.8　使用NP4GS3进行设计时的折中考虑　61

4.9　总结　62

第5章　Intel IXATM网络处理器　63

5.1　Intel IXA的概况　63

5.2　体系结构　64

5.3　软件体系结构　68

5.4　围绕IXA体系结构NPU的软件和系统开发　69

5.5　使用Intel NPU进行设计时的系统考虑和折中　69

5.6　总结　76

第6章　AMCCnPTM系列网络处理器　77

6.1　nPTM的体系结构的概况　77

6.2　nP系列网络处理器的软件开发　79

6.3　流量管理　80

6.4　交换结构　82

6.5　使用AMCC nP系列NPU进行设计时的系统考虑　83

6.6　第五代技术　85

6.7　总结　85

第7章　Agere PayloadPlus 系列网络处理器　87

7.1　PayloadPlus 体系结构　87

7.2　快速模式处理器FPP　89

7.3　路由交换处理器RSP　90

7.4　ASI 芯片　92

7.5　双漏桶算法DLB　94

7.6　Agere APP750NP(EX-NP10)和APP750TM(EX-TM10)芯片组　94

7.7　Agere APP550(EX-INP5)网络处理器　96

7.8　PayloadPlus系列网络处理器的系统和软件开发　97

7.9　总结　99

第8章　Motorola C-PortTM系列网络处理器　100

8.1　C-Port体系结构概述　100

8.2　NPU 的体系结构　101

8.3　Q-5 TMC芯片　104

8.4　C-Port系列处理器的软件开发　107

8.5　使用C-Port系列网络处理器进行系统开发　109

8.6　总结　109

第9章　网络处理器的其他结构　110

9.1　Silicon Access Network公司的iFLOWTM芯片组　111

9.2　BAY微系统公司的MontegoTM和InPTM芯片组　114

9.3　Cognigine　117

9.4　EZchip公司的TOPcoreTM芯片　120

9.5　Vitesse IQTM系列网络处理器　123

9.6　Wintegra　125

9.7　Xelerated分组设备　126

9.8　其他方法　127

9.9　总结　127

第10章　网络处理的其他方案—Net ASIC芯片和IP Core设计　129

10.1　Net ASIC　129

10.2　使用IP Core进行设计　130

10.3　MIPS技术　131

10.4　ClearSpeed 技术　133

10.5　Tensilica技术　138

10.6　FLIX：可配置VLIW结构　145

10.7　ARC核心技术　146

10.8　Improv系统技术　147

10.9　总结　148

第三部分　网络处理器的外围支撑芯片—存储处理器、分类处理器、查找引擎、交换结构、流量管理器

第11章　存储网络处理器　153

11.1　存储网络发展历史和背景　153

11.2　存储区域网络技术　155

11.3　光纤通道(FC)　156

11.4　IP存储　158

11.4.1　网络接口卡(NIC)　158

11.4.2　存储主机总线适配器　159

11.4.3　iSCSI适配器　159

11.5　存储虚拟化　159

11.6　因特网小型计算机系统接口协议(iSCSI)　161

11.7　IP光纤通道(FCIP)　162

11.8　光纤通道与iSCSI桥接　163

11.9　存储网络处理器(SNP)的典型应用　163

11.10　对存储网络处理器(SNP)的要求　163

11.11　TCP 终端引擎或TCP卸载引擎(TOES)　164

11.12　范例分析一：Trebia网络SAN协议处理器(SPP)　167

11.13　范例分析二：SilverbackSystems存储网络访问处理器(iSNAPTM)　169

11.14　存储网络安全　171

11.15　安全存储网络处理器的发展趋势　172

11.16　总结　173

第12章　查找引擎　174

12.1　查找引擎的包分类背景知识　174

12.2　内容寻址存储器(CAM)　175

12.3　内容寻址存储器结构　176

12.4　CAM的查找表管理　178

12.5　CAM使用(系统工程观点)　181

12.6　基于查找引擎的CAM的缺陷　182

12.7　进一步的发展　184

12.8　查找引擎的其他实现方法　185

12.9　总结　186

第13章　分类处理器　188

13.1　两种类型的数据包分类　188

13.2　查找和转发　190

13.3　用于管理查找表更新的算法　194

13.4　支持查找和转发的算法和数据结构　195

13.5　深度数据包分类　197

13.6　基于多个域的分类　198

13.7　实现　200

13.8　分类处理器还是CAM　201

13.9　分类功能集成还是独立　204

13.10　个案研究：Raqia的正则表达式分类处理器　205

13.11　总结　208

第14章　交换结构　209

14.1　交换结构的定义　209

14.2　交换的基本原理　209

14.3　拥塞　213

14.4　基本交换单元　213

14.5　常见的交换平台　214

14.6　多服务路由/交换设备的发展　215

14.7　背板描述　218

14.8　交换结构的扩展性　219

14.9　交换结构的冗余　220

14.10　路由交换系统的考虑　222

14.11　交换结构的体系结构　223

14.11.1　输入缓存和输出缓存交换　224

14.11.2　带缓存的交叉开关　226

14.11.3　仲裁交叉开关　227

14.11.4　共享内存交换机　228

14.12　多级开关　229

14.12.1　基于Banyan网的交换机　229

14.12.2　Batcher-Banyan交换机　230

14.13　其他例子　231

14.14　一组商业应用　231

14.15　Agere交换结构　237

14.16　总结　240

第15章　流量管理器　241

15.1　流量管理器的定义和目的　241

15.2　流量管理器作为独立芯片　241

15.3　流量管理的基本概念　242

15.4　面向QoS的协议　245

15.4.1　RSVP　245

15.4.2　IntServ　246

15.4.3　DiffServ 　246

15.5　主要的任务和算法　248

15.6　统计　249

15.7　流量标记、整形和监管　249

15.8　拥塞管理　250

15.9　调度和缓冲管理　253

15.10　总结　256

第四部分　集腋成裘(Putting Everything Together)

第16章　系统工程学问题　259

16.1　存储器子系统　259

16.1.1　DRAM的特性　260

16.1.2　SRAM的特性　262

16.1.3　CAM　263

16.2　网络处理单元(NPU)体系结构问题　263

16.3　软件开发问题　264

16.4　软件开发成本　266

16.5　个案研究：一台多重服务路由器(MSR)的设计　268

16.5.1　任务定义　268

16.5.2　设计方案　269

16.5.3　初步设计概况　269

16.5.4　交换结构　273

16.5.5　系统考虑　274

16.5.6　资源预算　277

16.6　总结　277

第五部分　安全协处理器

第17章　安全协处理器　281

17.1　注释　281

17.2　导言　281

17.3　网络处理中的安全通信应用　282

17.3.1　VPN　282

17.3.2　执行安全电子交易　283

17.3.3　无线安全　283

17.4　加密学：一些基本概念　284

17.4.1　私人的或系统密钥加密　285

17.4.2　公共密钥密码学　285

17.5　拥塞密码、流密码和加密模式　287

17.5.1　拥塞密码　287

17.5.2　流密码　289

17.5.3　密码模式　290

17.6　通信中关于密码的重要想法　291

17.6.1　弱密钥　292

17.6.2　协议敏感加密　292

17.6.3　散列　293

17.6.4　消息认证码(MAC)　294

17.6.5　数字签名　294

17.6.6　会话密钥交换　294

17.6.7　数字证书　294

17.6.8　嵌入的序列计数器　295

17.6.9　地址通道　295

17.6.10　时间戳(认可)　296

17.6.11　密钥再生成　296

17.6.12　安全联盟(SA)　296

17.7　公共密码学算法　296

17.7.1　DES和Rijndael算法　296

17.7.2　Diffie-Hellman(DH)算法　298

17.8　公共密钥加密算法　300

17.9　标准安全协议　302

17.9.1　IPSec　303

17.9.2　SSL　305

17.10　安全协处理器的分类　306

17.11　使用安全协处理器的系统考虑　307

17.11.1　IPSec加速器　309

17.11.2　SSL加速器　310

17.12　总结　310

附录Ⅰ　网络处理器产品及平台一览表　311

附录Ⅱ　对应各类链路速率和分组大小的典型流量　314

附录Ⅲ　网络处理器标准化历程　315

英汉缩略语对照表　320