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來源：Microchip 作者：Azadeh Farzin 網絡對企業至關重要，但傳統的高性能設計的成本高昂。在通用硬件平臺上虛擬化網絡功能可以簡化過程，但會對性能造成影響。Microchip 的 WinPath 系列 SoC 提供了一種解決方案，可通過一系列數據路徑處理器來平衡這兩種方法。這些處理器集成了一個用于控制平面和管理平面處理的通用中央處理單元（CPU），以及一個用于數據包處理和互連協議的可編程網絡處理器。 網絡在每家企業中的作用 無論處于哪個行業，網絡都是每家企業的關鍵。在當今的工業環境下，網絡在連接各個網段和終端之間起到關鍵作用。人們設計出不同類型的網絡，用于連接電信和工業應用的終端和端點。每種網絡設計都有各自的一系列優缺點。 傳統網絡設計通常涉及使用多個專用硬件設備。這些設備的開發、構建和維護成本可能相當高。這種方法可以實現高性能的網絡，但成本相當高。 為了解決成本問題，數據中心采用了在通用硬件平臺上使用通用服務器來虛擬化網絡功能的方法。這些服務器（如 x86）能夠執行所有類別的網絡節點功能。此過程稱為網絡虛擬化，它有助于簡化設計實現過程，但可能對整體性能產生負面影響。 在 Microchip，我們理解在成本和性能之間尋求最佳平衡的重要性。我們的解決方案是一系列專門構建的數據路徑處理器，稱為 WinPath SoC 系列。WinPath 系列 SoC 集成了一個用于控制平面和管理平面處理的通用 CPU，以及一個專門用于數據包處理和互連協議的可編程網絡處理器。例如，工作頻率為 1 GHz 的 Arm®雙核 CPU 可以實現<10 Gbps 的IP 路由，而工作頻率低于 700 MHz 的 WinPath 系列 SoC 可以提供>20 Gbps 的 IP 路由。這種異構多核處理器架構，加上用于增強服務質量（QoS）和 IP 安全的硬件加速器，讓WinPath 系列 SoC 成為軟件定義網關實現的理想解決方案。 在本篇博文中，我們將深入探討 WinPath 系列 SoC 的高級細節，以及它如何突破傳統和虛擬化網絡設計方法的限制。此外，我們還將探討它在各個行業中的潛在用途，以及它為軟件定義網關實現提供高性能、經濟高效的解決方案的能力。 Microchip 的軟件定義網關 網關通過將網絡的多個網段連接在一起，在工業應用中發揮著關鍵作用。這些設備同時支持執行 L2 交換和 L3 路由，但不同的應用可能有獨特的協議和功能需求。Microchip的軟件定義網關解決方案能夠支持運營商網絡、物聯網（IoT）網關和智能電網等各類市場的多種功能并為其提供服務。 下面是 WinPath 系列 SoC 在軟件定義網絡（SDN）應用和物聯網應用中的使用概述。 SDN（軟件定義網絡）應用 
圖 1. SDN 應用中的軟件定義網關 圖 1 展示了一個由交換數據包的多個節點組成的工業網絡。為了維護轉發數據庫，每個節點都需要一個控制平面來運行控制協議，例如生成樹協議、OSPF 或 IS-IS。控制平面彼此之間會交換控制數據包，以發現網絡拓撲和了解網絡狀態，更重要的是了解轉發規則和下次躍程信息。不過，當每個網絡設備都自行做出轉發決策時，每個設備獨立找到最佳端到端轉發路徑會變得極具挑戰性。SDN 技術通過使用集中控制器和編排層解決了這個問題。SDN 控制器管理所有網絡設備并為服務計算最佳轉發路徑。要實現 SDN，網絡設備必須滿足至少兩個要求。首先，所有網絡設備必須支持開放式和標準管理接口（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據平面。其次，網絡設備必須具有靈活或可編程的數據平面，以便支持來自 SDN 控制器的各種配置。基于 WinPath系列的軟件定義網關可同時滿足上述兩個要求，非常適合 SDN 應用。 物聯網應用
圖 2. 物聯網應用中的軟件定義網關 WinPath 系列 SoC 非常適合物聯網應用，尤其是智慧城市中的應用。如圖 2 所示，在智慧城市中，可能有許多物聯網或智能設備，例如與云中的物聯網服務器進行通信的儀表、傳感器和探測器。通信路徑上通常有一個物聯網網關，它在通過無線電頻率連接物聯網設備并通過有線網絡連接到服務器的過程中起到關鍵作用。這些網關必須聚合來自物聯網設備的所有流量，并以可靠且安全的方式將它們傳輸到服務器。 物聯網網關包含無線和有線聚合單元，有線單元通常是必須滿足特定要求（如大型轉發表和執行網絡地址轉換的能力）的交換機或路由器。 由 Civica 的 WanStaX 軟件加載的基于 WinPath 系列的軟件定義網關，將是這種物聯網應用中聚合單元的合適選擇。除了常規的交換和路由功能之外，WinPath 系列網關還可以利用外部 DDR 內存來支持數百萬條轉發規則。另外，它還配有嵌入式 IPsec 引擎，可提供 IP 數據包加密和驗證。 總的來說，Microchip 的軟件定義網關解決方案（即 WinPath 系列 SoC）是運營商網絡、IoT 網關和智能電網等各種工業應用的理想解決方案，這些應用需要高性能、經濟高效和安全的網絡解決方案。 Microchip 與 Civica 的合作為我們提供了最佳的軟件定義網關解決方案。Civica 的專業軟件服務充分發揮了 WinPath 系列硬件在許多客戶應用中的全部潛能。這種合作關系實現了在每個都有獨特要求的多個應用中使用同一個可編程網關，軟件則是其中的差異化因素。 我們為客戶提供了隨時可用的白箱，通過下載不同的軟件，這些白箱可以轉化為特定應用的網關。這是一個現成的 ODM/OEM 網關解決方案，可以幫助您以最快的方式和最低的研發投資將新產品推向市場。 要了解關于 WinPath 網絡處理器的更多信息，請訪問我們的網絡處理器網頁 |
