專用集成電路ASIC是指應(yīng)特定需要而設(shè)計(jì)制造的集成電路，在網(wǎng)絡(luò)芯片中使用廣泛。它通過(guò)把指令或計(jì)算邏輯固化到芯片中，獲得很高的處理能力，實(shí)現(xiàn)性能極高的網(wǎng)絡(luò)功能。一般來(lái)說(shuō)，ASIC針對(duì)特定功能，采用的是相對(duì)封閉而集中的軟硬件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，如果要引入新的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和功能，必須重新設(shè)計(jì)ASIC，這一點(diǎn)無(wú)疑讓設(shè)備商非常頭疼。現(xiàn)在，可編程的ASIC技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)，它將一些對(duì)性能要求高、重要的網(wǎng)絡(luò)功能模塊或者需要升級(jí)的功能置于可編程的電路層，大大增加網(wǎng)絡(luò)的靈活性，同時(shí)保護(hù)用戶投資。

但遺憾的是，目前僅少部分網(wǎng)絡(luò)設(shè)備供應(yīng)商能支持ASIC。因?yàn)殚_(kāi)發(fā)定制芯片需要巨大的成本投入，同時(shí)需要最短2年的研發(fā)時(shí)間。絕大部分的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備商依靠專業(yè)芯片制造商如博通，Intel旗下Fulcrum，Marvell等生產(chǎn)的通用網(wǎng)絡(luò)芯片，只有Juniper和思科這樣的巨頭更傾向于采用ASIC芯片，可提供比采用純軟件更快的網(wǎng)絡(luò)性能。

思科和Juniper推出的可編程ASIC，不僅可以在無(wú)需重新設(shè)計(jì)ASIC的情況下支持新的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，還可以將所有的數(shù)據(jù)流量匯聚到單一的數(shù)據(jù)平面進(jìn)行處理，支持網(wǎng)絡(luò)可編程，實(shí)現(xiàn)軟件定義網(wǎng)絡(luò)SDN功能，并支持各種協(xié)議的可持續(xù)性發(fā)展。

哪些供應(yīng)商能提供可編程ASIC交換機(jī)?

除了思科、Juniper外，還有哪些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備商可提供可編程ASIC?ASIC的投入較大，例如Juniper就花費(fèi)3 年時(shí)間及數(shù)百萬(wàn)美元的投資來(lái)研發(fā)可編程ASIC，目前能支持ASIC的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備商還***。

Juniper高級(jí)產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)總監(jiān)Dhritiman Dasgupta表示，“定制芯片相比通用芯片優(yōu)勢(shì)明顯，一般來(lái)說(shuō)，通用芯片要落后ASIC定制芯片約3年。”

Juniper的Trio可編程ASIC技術(shù)***是為路由器而設(shè)計(jì)，現(xiàn)在已在其***的園區(qū)和數(shù)據(jù)中心交換機(jī)產(chǎn)品EX9200中得到運(yùn)用。Trio是Juniper***一代的Packet Forwarding Engine ASIC，它讓EX9200的數(shù)據(jù)平面可編程，無(wú)需額外硬件便能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化和互操作性，幫助企業(yè)應(yīng)對(duì)新興SDN協(xié)議。

Dasgupta表示，可編程意味著在提升網(wǎng)絡(luò)的靈活性的同時(shí)保證網(wǎng)絡(luò)性能，讓網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)、路由、交換、安全等功能通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，ASIC比芯片方案的速度要快100-1000倍。

思科軟件與戰(zhàn)略規(guī)劃部高級(jí)總監(jiān)Lauren Cooney表示，思科也推出了可編程ASIC交換機(jī)，其Catalyst交換機(jī)3850與WLAN控制器5760都基于新的cisco可編程ASIC，也被稱為統(tǒng)一接入數(shù)據(jù)平面(UADP)，旨在將有線與無(wú)線的數(shù)據(jù)流量匯聚到一個(gè)單一的數(shù)據(jù)平面進(jìn)行處理，為用戶提供一致的管理，并允許用戶使用SDN服務(wù)。

IDC數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)研究總監(jiān)Brad Casemore表示，“這也是一個(gè)有趣的現(xiàn)象，除了思科和Juniper，很少有廠商一直對(duì)專用ASIC如此青睞。未來(lái)這些ASIC核心交換機(jī)究竟有多重要的意義，發(fā)展態(tài)勢(shì)如何?我想，還得看客戶的需求。”

為何要使用可編程ASIC?

我們知道，普通的可編程芯片一般都不是定制的，在數(shù)據(jù)中心，園區(qū)網(wǎng)、服務(wù)提供商、城域以太網(wǎng)等環(huán)境應(yīng)用比較廣泛。而不同網(wǎng)絡(luò)類型對(duì)數(shù)據(jù)平面性能需求不一樣，可編程的ASIC可以靈活編程，實(shí)現(xiàn)對(duì)所有網(wǎng)絡(luò)類型的支持。

但可編程ASIC并不是每個(gè)企業(yè)都必需的，不同企業(yè)對(duì)定制芯片的性能、功能、靈活性水平的需求都不一樣，企業(yè)***根據(jù)自身需求而定。

Dasgupta還表示，一些廠商聲稱自己的ASIC是完全可編程的，可引入新的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行封裝。但企業(yè)客戶一定要注意，它們是否能以線速工作，謹(jǐn)防被忽悠。

還有些廠商聲稱其可編程ASIC支持網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化，“如果一臺(tái)服務(wù)器接收或發(fā)送海量的數(shù)據(jù)到不同的網(wǎng)絡(luò)中去，數(shù)據(jù)中心的核心交換機(jī)需要將這些數(shù)據(jù)包發(fā)送到MPLS或IP網(wǎng)絡(luò)，它需要將數(shù)據(jù)包發(fā)送到PCI接口或者是高安全的網(wǎng)絡(luò)”。例如Juniper的EX9200采用了可編程ASIC芯片，可完成通常由3個(gè)獨(dú)立交換機(jī)和路由器完成的處理、聚合、虛擬化功能，同時(shí)添加對(duì)新的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(例如VXLAN和NVGRE)的支持，可處理未來(lái)的SDN協(xié)議，加速應(yīng)對(duì)不斷變化的業(yè)務(wù)需求。

可編程ASIC技術(shù)助推SDN

在SDN架構(gòu)下，硬件只是負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，相應(yīng)的控制和管理則交給了控制器軟件，控制器將計(jì)算出來(lái)的轉(zhuǎn)發(fā)策略通過(guò)網(wǎng)絡(luò)注入到ASIC芯片，ASIC硬件芯片用來(lái)快速轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，而其可編程的特性，則可以實(shí)現(xiàn)更快速地重新配置和擴(kuò)展，可以更快提高網(wǎng)絡(luò)性能，保護(hù)用戶投資。

可編程ASIC技術(shù)允許企業(yè)在自己的核心交換機(jī)的數(shù)據(jù)平面進(jìn)行重新編程，添加新的SDN協(xié)議支持，同時(shí)可擴(kuò)展性強(qiáng)，企業(yè)可不用擔(dān)心自己的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)被重新建設(shè)或者被替換。可編程ASIC核心交換機(jī)可以讓企業(yè)的底層IT基礎(chǔ)設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)能夠與時(shí)俱進(jìn)，借可編程性幫助企業(yè)應(yīng)對(duì)新興SDN協(xié)議和應(yīng)用程序;并確保網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)及服務(wù)商無(wú)需更新硬件，便能靈活添加未來(lái)服務(wù)，高度可靠。

基于可編程ASIC的SDN可以讓客戶、合作伙伴、開(kāi)發(fā)人員利用API接口去構(gòu)建自己的應(yīng)用程序和服務(wù)控制網(wǎng)絡(luò)，包括自己的ASIC。但其規(guī)模應(yīng)用還為時(shí)尚早，不過(guò)專家表示，核心交換機(jī)上采用可編程ASIC技術(shù)非常有可能，近期也有望有實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。同時(shí)，通用芯片制造商也有望在自己的可編程的芯片中引入SDN支持，希望Intel，博通等通用芯片商在SDN及下一代網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的支持上不斷突破，最終實(shí)現(xiàn)SDN的推廣應(yīng)用。