网络处理器原理、设计与应用

　　网络处理器的一个主要优点是具备稳定的因素。通信行业中稳定的因素似乎不多，涉？胺桨傅闹贫ā⑷峡伞⒆钪毡徊赡傻姆椒矫婷娑家诙唐谀谕瓿伞＠纾佑镆簟⑹萑诤纤芑袢〉淖畲蠹壑等【鲇赒oS过程的建立。当然，Qos参数并不能很快地完全确定。网络处理器（NP）是为网络应用领域设计的专用指令处理器，同时又是一块软件可编程的芯片。作为新兴的网络技术，它正处于高速发展时期。本书分为两个部分，第一部分介绍网络处理器的设计原理及标准规范。首先介绍NP的发展历史；然后简介通用网络标准及其应用，并给出其关键特征；接下来，对IP分组处理的技术要求及现有的解决方案进行说明；再下来介绍网络处理器的核心功能模块；最后介绍网络处理器标准化组织的工作及已制定的标准——流接口应用协议、协处理器部件接口标准LA-1以及网络处理软件程序接口协议，并对现有的网络处理器及其特征进行分析，对NP的发展趋势做出预测。本书第二部分以IXP1200为核心。详细介绍了主要的应用。本书读者对象为从事与网络处理器有关产品的开发设计人员，高等学校信息专业的高年级本科生、研　

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前言--为什么要使用网络处理器
第一部分  网络处理器设计原理及标准规范
第1章  引言
  1.1  什么是网络处理器
  1.2  网络处理器的发展及分类
第2章  网络处理与网络处理器
  2.1  OSI网络分层
  2.2  协议处理
    2.2.1  ATM交换模式
    2.2.2  虚拟局域网VLAN
    2.2.3  多协议标签交换MPLS
    2.2.4  因特网协议版本4：IPv4
    2.2.5  因特网协议版本6：IPv6
    2.2.6  用户数据报UDP
    2.2.7  传输控制协议TCP
  2.3  网关应用
    2.3.1  无线网络与有线网络接口片的网关
    2.3.2  网络地址翻译NAT
    2.3.3  Web"交换机"
  2.4  网络流量管理与QoS
    2.4.1  连接接纳控制与业务整形
    2.4.2  QoS的实现
    2.4.3  IP网中实现QoS的两种典型方案
  2.5  流量计费
  2.6  其他需要考虑的应用
第3章  IP分组处理
  3.1  TCP/IP网络分层结构
  3.2  IP分组处理流程
  3.3  IP分组处理的主要任务
    3.3.1  IP头解析（header  parsing）
    3.3.2  IP分组分类与路由
    3.3.3  IP分组策略管理
    3.3.4  分组整形
    3.3.5  分组排队
    3.3.6  链路调度
  3.4  IP分组传输的QoS实现
  3.5  IP分组处理--算法与结构的折中
第4章  网络处理器核心功能模块
  4.1  模式匹配
  4.2  查寻
  4.3  计算
  4.4  数据操作
  4.5  排队管理
  4.6  控制处理
  4.7  NP处理器核的总结
第5章  网络处理器论坛
  5.1  网络处理器论坛简介
  5.2  网络处理器论坛的组织构成
    5.2.1  技术教育与市场推广工作组
    5.2.2  硬件工作组
    5.2.3  软件工作组
    5.2.4  性能测试评估任务组
第6章  NP设计参考标准：CSIX-L1
  6.1  CSIX-L1标准
  6.2  CSIX-L1体系结构
  6.3  CSIX-L1功能描述
    6.3.1  单播操作
    6.3.2  组播操作
    6.3.3  CSIX-L1流量控制
  6.4  CSIX-L1物理应用
  6.5  CSIX-L1  CF帧格式
  6.6  CSIX-L1的运行与时序
    6.6.1  启动
    6.6.2  数据发送
    6.6.3  CSIX-L1状态机
    6.6.4  帧迁移时序（frame  transfer  timing）
  6.7  CSIX-L1时序AC特性
  6.8  CSIX-L1直流DC特性
  6.9  CSIX-L1对NP设计的要求
第7章  NP设计标准1：流接口应用协议
  7.1  流接口应用协议NPSI简介
  7.2  NPSI流接口结构
  7.3  NPSI基本特性
  7.4  NPSI接口信号
  7.5  NPE-NPE与NPE-Fabric接口公共功能
    7.5.1  公共数据通路操作
    7.5.2  公共流控通路操作
    7.5.3  同步丢失处理
  7.6  NPE-交换结构模式
    7.6.1  数据通路的操作
    7.6.2  寻址方式
    7.6.3  单播寻址
    7.6.4  组播寻址
    7.6.5  流控实现
  7.7  NPE-NPE模式
    7.7.1  数据操作模式
    7.7.2  流控的实现
    7.7.3  启动参数总结
  7.8  物理层
第8章  协处理部件接口标准LA-1
  8.1  LA-1接口概述
  8.2  LA-1端口操作概述
  8.3  LA-1端口时序规范
  8.4  LA-1逻辑接口
第9章  网络处理器软件程序接口协议
  9.1  API软件框架结构协议简介
  9.2  API软件框架结构模型
  9.3  服务API
  9.4  操作API
  9.5  功能API
  9.6  小结
第10章  网络处理器测评技术与规范
  10.1  NPF的测评规范组
  10.2  网络处理器测评体系
    10.2.1  网络处理器的测评
    10.2.2  网络处理器的任务和度量指标
    10.2.3  测评规范的要求
    10.2.4  系统测试配置
    10.2.5  测试集
  10.3  NPF的交换矩阵测评规范
    10.3.1  交换矩阵测评规范概述
    10.3.2  交换矩阵的性能测评指标体系
  10.4  交换矩阵测评流量模型
    10.4.1  CF帧和数据包
    10.4.2  包长分布
    10.4.3  数据包到达过程
    10.4.4  数据包目的地址分布
    10.4.5  组播流量与QoS流量
  10.5  IPv4转发应用级测试实现协议
    10.5.1  术语
    10.5.2  测试配置
    10.5.3  基准测试
第11章  现有网络处理器设计方案介绍
  11.1  FPP、RSP、ASI
  11.2  Au1000
  11.3  nP7XXX
  11.4  MSP5000
  11.5  SB-1250
  11.6  PXF/Toaster  2
  11.7  MTAP
  11.8  CNP810SP
  11.9  VISC
  11.10  MXT4400
  11.11  NP-1
  11.12  PowerNP
  11.13  IXP1200
  11.14  NetVortex&NVP
  11.15  C-5  DCP
  11.16  PRISM  IQ2000
  11.17  Xelerated  Packet  Devices公司（X40&T40)
  11.18  现有网络处理器特点分析
    11.18.1  NP的并行处理分析
    11.18.2  专用处理部件比较分析
    11.18.3  NP延迟的隐藏
    11.18.4  NP的可编程性
第12章  网络处理器设计方案选择分析
  12.1  NP的结构特性及其工作原理
  12.2  网络处理器NP的发展态势
  12.3  NP设计难点分析
  12.4  设计NP需要解决的问题
第13章  NP发展展望
  13.1  应用
  13.2  结构
    13.2.1  并行处理
    13.2.2  协处理器
    13.2.3  通信结构
  13.3  映射应用到结构
  13.4  总结
第二部分  Intel  IXP1200网络处理器
第14章  IXP1200体系结构概述
  14.1  IXP1200体系结构
    14.1.1  IXP1200概述
    14.1.2  IXP1200体系结构
    14.1.3  IXP1200功能模块
    14.1.4  IXP1200体系结构特点
  14.2  StrongARM处理器概述
    14.2.1  ARM处理器和ARM处理器系列
    14.2.2  StrongARM
  14.3  微引擎
    14.3.1  概述
    14.3.2  微引擎模块
    14.3.3  微引擎指令集
    14.3.4  执行流水线
    14.3.5  执行状态
    14.3.6  微引擎编程
    14.3.7  微引擎寄存器
    14.3.8  逻辑运算单元ALU和移拉器Shifter
    14.3.9  进程切换
    14.3.10  微引擎和其他功能单元的接口
    14.3.11  处理器间通信
  14.4  PCI单元
    14.4.1  硬件描述
    14.4.2  PCI操作
    14.4.3  PCI总线地址空间
  14.5  FBI单元
    14.5.1  FBI结构
    14.5.2  Push/Pull引擎接口
    14.5.3  Scratchpad存储器
    14.5.4  Hash单元
    14.5.5  FBI控制和状态寄存器  CSR
    14.5.6  IX部线接口
  14.6  SDRAM单元
    14.6.1  SDRAM单元概述
    14.6.2  SDRAM接口
    14.6.3  微牙擎SDRAM传输
    14.6.4  PCI  SDRAM传输
    14.6.5  StrongARM核SDRAM传输
    14.6.6  SDRAM与IX总线的接口
  14.7  SRAM单元
    14.7.1  SSRAM地址空间
    14.7.2  BootROM地址空间
    14.7.3  SlowPort地址空间
    14.7.4  高级SRAM  Commands
    14.7.5  SRAM地址映射
  14.8  IXP1200系统设计与调试
    14.8.1  IXP1200系统设计概述
    14.8.2  IXP1200接口设计
    14.8.3  IXP1200系统调试
第15章  IXP1200程序设计与开发平台
  15.1  StrongARM核上的程序开发简介
  15.2  IXP1200微引擎程序开发
    15.2.1  微引擎指令系统
    15.2.2  微引擎程序设计
    15.2.3  微引擎程序开发平台Developer  Workbench
    15.2.4  "Hello  World"编程实例
    15.2.5  小结
第16章  Intel  IXP1200网络处理器的应用
  16.1  网络整体解决方案
    16.1.1  IXP1200应用的网络层次
    16.1.2  IXP120应用的网络范围
  16.2  应用举例
    16.2.1  无线网络控制器
    16.2.2  媒介网关MG
    16.2.3  区分服务路由器
    16.2.4  面向应用的可编程交换
第17章  基于IXP1200的IP路由器设计
  17.1  概述
  17.2  系统分析与设计
    17.2.1  系统结构
    17.2.2  系统硬件设计
    17.2.3  系统软件设计
  17.3  实现
    17.3.1  桥表管理模块
    17.3.2  路由表管理模块
    17.3.3  PETH  driver
    17.3.4  数据转发模块
第18章  基于IXP1200的MPLS路由器设计
  18.1  MPLS概述
  18.2  系统分析与设计
    18.2.1  系统结构
    18.2.2  系统硬件设计
    18.2.3  系统软件设计
  18.3  BCNL-MPLS路由器的实现
    18.3.1  标签分发模块
    18.3.2  转发表管理模块
    18.3.3  数据转发模块
第19章  基于IXP1200的安全路由器设计
  19.1  背景
  19.2  系统构成
  19.3  各个模块的具体功能和设计
    19.3.1  控制平面各功能模块
    19.3.2  数据平面各功能模块
    19.3.3  通信模块（CM）
附录A  网络处理器总结
附录B  "应用/结构"映射表
附录C  网络处理器Web参考站点
附录D  缩略语
参考文献