Сетевые процессоры фирмы Intel

Развитие информационных сетей требует создания оборудования, обеспечивающего предоставление потребителю большого объема различных услуг. Это возможно лишь в том случае, если в оборудовании, расположенном в любой точке сети, используются процессоры, имеющие высокую производительность и способные обрабатывать информацию, поступающую из сетей с различными протоколами. Эти функции выполняют сетевые процессоры фирмы Intel.

Сетевые процессоры находят широкое применение в различных устройствах сетевого оборудования. Это прежде всего оборудование, размещаемое у абонента, оборудование, обеспечивающее доступ к сетям, оборудование, устанавливаемое на границе сетей и оборудование магистральных сетей.

Фирма Intel производит сетевые процессоры для всех сегментов сети. Сетевые процессоры семейства IXP4хх используются в оборудовании, размещаемом у абонента (CPE). Используемые ранее в этом оборудовании сетевые процессоры IXP22х, в настоящее время не производятся. Сетевые процессоры IXP12хх применяются в оборудовании доступа к сети (Access) и в оборудовании на границе сетей (Edge). Это сетевые процессоры первого поколения. IXP2400 является вторым поколением сетевых процессоров, выполняющим функции доступа и сопряжение в сетевом оборудовании. Сетевые процессоры IXP28хх входят в состав оборудования магистральных сетей (Core).

Сетевые процессоры IXP420, IXP421, IXP422 и IXP425 предназначены для безопасной передачи данных и речи. Они построены на основе ядра XScale и сочетают в себе высокую функциональность и стандартную архитектуру.

Процессор IXP422 со встроенной системой шифрования предназначен для использования в шлюзах, точках доступа в беспроводные сети, маршрутизаторах и коммутаторах. Модель IXP421 рассчитана на устройства для передачи данных и речи (VoIP), а IXP420 оптимизирован для таких устройств широкополосного доступа, как шлюзы и маршрутизаторы, применяемые в домашних сетях и локальных сетях небольших компаний. Сетевой процессор IXP425, в котором реализована поддержка специальной версии операционной системы Windows CE .NET, является первым сетевым процессором семейства IXP4хх, используемым в устройствах различного назначения.

Он применяется в:

• мощных шлюзах жилых помещений;
• устройствах защиты информации, коммутаторах и маршрутизаторах сетей малых и средних предприятий;
• сетевых принтерах;
• мультиплексорах и адаптерах xDSL;
• устройствах радиодоступа;
• системах управления производством.

Основные технические характеристики сетевых процессоров, используемых в аппаратуре пользователя, представлены в таблице 1.

Сетевые процессоры IXP1200, IXP1240, IXP1250 предназначены для обработки пакетов информации со скоростью до 1,6 Гбит/с. Они используются в оборудовании доступа к LAN- и WAN-сетям, высокоскоростных модемах, устройствах удаленного доступа, PCI-адаптерах.

IXP12xx имеют ядро StrongARM и шесть программируемых элементарных процессоров. Элементарные процессоры (первые четыре) обеспечивают параллельную обработку информации конвейерным методом на частоте 232 МГц. Их система команд позволяет обрабатывать информацию без использования ресурса основного ядра.

Программируемость сетевых процессоров позволяет наделить новыми функциональными возможностями устройства сети без замены самого процессора. Сетевые процессоры работают в широком диапазоне скоростей и выполняют требования от 2 до 7 уровней эталонной модели взаимодействия открытых систем (ЭМВОС).

Основные технические характеристики сетевых процессоров IXP12xx приведены в таблице 2.

Архитектура второго поколения сетевых процессоров включает в себя три основных элемента:

• подсистему полностью программируемых элементарных процессоров, обеспечивающих высокую скорость обработки пакетов информации;
• ядро XScale, обеспечивающее наилучшее соотношение производительности и энергопотребления сетевого процессора;
• интегрированную среду для переноса программного обеспечения, обеспечивающую многократное применение блоков программ в оборудовании, использующем существующие сетевые процессоры и последующие их поколения, выполненные по технологии IXA(Internet Exchange Architecture).

Сетевой процессор IXP2400 предназначен для обработки пакетов информации со скоростью до 4,8 Гбит/с. Он используется в устройствах доступа к сети и сопряжения сетей, таких, как многосервисные коммутаторы, маршрутизаторы, широкополосные устройства доступа систем беспроводной связи.

IXP2400 имеет XScale ядро и восемь программируемых элементарных процессоров. Они обрабатывают одновременно восемь информационных потоков на частоте 600 МГц. Благодаря восьми элементарным процессорам и ядру XScale сетевой процессор IXP2400 позволяет разработчикам повысить производительность и добавить новые возможности в оборудование, использующее сетевой процессор IXP1200.

Сетевой процессор IXP2800 обеспечивает самый высокий уровень производительности в семействе сетевых процессоров второго поколения. Этот сетевой процессор предназначен для обработки пакетов информации на скорости передачи 10 Гбит/с. Он используется в устройствах сопряжения сетей и устройствах магистральных сетей, таких, как коммутаторы, маршрутизаторы, многосервисные коммутаторы.

IXP2800 включает 16 полностью программируемых элементарных процессоров и имеет ядро XScale. Они обрабатывают одновременно 16 потоков информации на частотах 1,4 или 1,0 ГГц.

Сетевой процессор IXP2850 имеет такую же структуру и возможности, как и IXP2800, однако позволяет шифровать и дешифровать информацию. Для этого в его состав введены два блока криптозащиты, которые реализуют алгоритмы 3DES/DES (Data Encryption Standard), AES (Advanced Encryption Standard) и SHA-1 (Secure Hash Algorithm).

Основные технические характеристики сетевых процессоров IXP2ххх приведены в таблице 3.

Таким образом, сетевые процессоры являются основным элементом оборудования информационных сетей. Их основная функция — обеспечить обработку и распределение пакетов информации, поступающих от различных устройств сети, в соответствии с таблицей маршрутизации, производя при этом обнаружение и исправление ошибок в пакетах. Программируемость сетевых процессоров позволяет разработчикам оборудования создавать дополнительные услуги потребителю путем записи дополнительных блоков программ в уже существующие устройства. Реализация в сетевых процессорах технологии XScale позволяет снизить энергопотребление сетевого оборудования.

Более подробную информацию об элементной базе фирмы Intel можно получить на сайте www.intel.com.