在向Gbps级高速互联网迈进的道路上，业界遭遇了一系列的事件：十年来最差的经济状况、“9.11”事件以及核心网络的过度建设。这些因素产生的综合效应严重减缓了“信息超高速公路”的建设速度。结果，系统和设备供应商不得不寻找新的市场。值得高兴的是，他们已经在边缘网络找到自己的位置。推动嵌入式于创建通往信息高速公路的入口(on-ramps)和出口(off-ramps)，为此，他们正致力于拓展和增强路由的复杂性，因为数据流正是通过路由进入和离开高速核心网络的。
与几乎冻结的核心网络市场相比，活跃的边缘网络市场令半导体网络处理器供应商、路由器/交换机制造商和服务提供商兴奋不已，当他们着手应对这个领域出现的一系列新挑战时，感受到扑面而来的希望和机遇。
在网络边缘，尽管带宽需求比较一般(从10/100Mbps到1Gbps)，但这个环境的其它任何方面则更复杂得多。例如，根据服务提供商和终端用户的需求，设计人员需要考虑各种不同的物理网络规范，包括两或三种不同类型的无线联网规范、以太网、ATM、线缆调制解调器以及运行在TCP/IP层之下和之上的各种消息协议等，而且这些网络规范对安全性和可靠性的需求各不相同。此外，用户希望在这些不同通道上运行的媒体类型也各不相同：数据、数据和语音、分组语音(VoIP)或多媒体，而所要求的服务质量(QoS)水平也各不相同。
“多服务边缘网络充满了机会，”SBS Technologies公司负责业务发展的副总裁Rubin Dhillon表示，“但要利用这些机会，业界仍需付出艰苦的努力。举例来说，通信设备制造商可能很难找到能够满足他们所有要求的嵌入式系统开发商。”
本期专栏关注边缘网络的设计挑战。“要克服这些挑战，仅使用现有的网络处理器架构是不够的。”杰尔系统公司的产品架构师Vinoj Kumar表示，“我们需要对架构进行基础性的修改，以允许网络服务提供商提供差别细微而又不失个性化的分层服务。
Kumar指出，现行的服务层协议(SLA)对流量管理设备提出了一些难以满足的需求。“例如，特级服务需要真实带宽和延时保证，”他说，“这需要使大量的数据流成形，换言之，要有能力支持大量的队列。路由器还必须支持动态带宽管理，提供快速服务响应，并支持多重协议和服务。”
此外，快速服务响应的能力意味着网络处理器必须支持高效的流量管理功能，而且具有高度可编程性。“我们希望这些网络处理单元能支持每个端口的流控制，并提供与外部结构调度器的接口，与此同时，不会降低性能或抬高成本。”Kumar说。
正如拥有高速公路入口的城市必须制定规则来缓解交通问题一样，在核心和边缘网络也需要控制流量和维持秩序的功能，以避免流量突发现象，Kumar指出。“当数据包到达的速度快于输出接口的发送速度时，网络将发生拥塞。”他说，“其结果是需要为数据包设置优先权(可能基于SLA或应用)，或者为传输而将优先权降级或者加入某个队列。”他强调，队列调度和成形功能(shaping function)与拥塞管理关系密切。因为交换机/路由器是网络的共享资源，许多应用和用户会争夺交换机/路由器的有限资源(如存储器和端口带宽)。队列调度规则可实现这些资源的管理，同时保证服务水平的协议。
虽然杰尔系统等力源供应商发布了集成这些功能的单芯片解决方案，但对于TI公司通信处理器发展部经理Greg Christison等人而言，边缘网络是否是另一个机会仍存有疑问。“宽带应用依然在发展，解决方案供应商需要时间为新型外设接口设计和集成模块，”Christison说，“有时，在宽带处理器上集成特定的接口并不能得到市场的认同。”
“在这些情况下，片外模块可以使系统开发者更容易为网络边缘的定制设备增加外设接口。”他强调，“除了接口本身的功能以外，所需的硬件和软件开发工作被减至最小。”
“与一次完成全部的设计不同，通过把大型设计分解成一系列的小型设计，易于使用的外部外设接口模块能使开发者规避风险，”Christison说，“对于处理器，如果保留一些接口作为片外选项，不仅可以节省裸片面积和减小引脚数量，而且相应地节省了成本。”因为用户终端设备制造商必须提供可以满足各种不同宽带应用的产品，所以对于目前和未来的芯片解决方案，提供灵活性、低成本与高性能是很重要的，他认为。
(作者：柯伯南)
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