हार्डवेयर स्विचन वास्तुकला में TCAM संबंध


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मैं परिचित (उच्च स्तर) हूं कि टर्नरी कंटेंट एड्रेसेबल मेमोरी कैसे संचालित होती है, लेकिन मैं असमंजस में रहता हूं कि टीसीएएम एएसआईसी से कैसे संबंधित है और जब ये घटक संभवतः अधिक स्विचिंग प्रदर्शन के लिए सीपीयू के साथ गठबंधन करते हैं ... (विशेषकर तब जब विक्रेता अक्सर उपयोग करते हैं। व्यापारी / कस्टम सिलिकॉन, या नए उत्पादों और सुविधाओं के लिए कस्टम ASICs तो यह भ्रामक प्रतीत होता है)

मैं सिस्को IOS में परिचित हूं उदाहरण के लिए qos, acl और रूट लुकअप जैसी सुविधाओं के लिए TCAM प्रदर्शन के लिए अधिक स्थान विभाजन की क्षमता। मैं यह भी समझता हूं कि एनएटी जैसी विशेषताएं अभी भी सीपीयू प्रसंस्करण पर निर्भर होंगी, हालांकि मैं विशेष रूप से संघर्ष कर रहा हूं;

  1. क्या TCAM उसी हार्डवेयर आर्किटेक्चर का हिस्सा है, जो ASIC के लिए आंतरिक या बाहरी है?
  2. क्या TCAMs स्केलेबल हैं (उदाहरण के लिए निर्माता केवल बड़े प्रदर्शन और कस्टम फीचर्स के लिए TCAMs को एक प्लेटफ़ॉर्म में जोड़ सकते हैं) या क्या बिजली की खपत जैसी चीज़ों के आधार पर एक सीमा है?
  3. क्या TCAM चक्र और ASIC, NAT जैसी सुविधाओं के लिए CPU के साथ समानांतर में काम करते हैं या क्या मुझे केवल उन्हें स्वतंत्र चीजों के रूप में सोचना चाहिए?

जवाबों:


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टीसीएएम एक प्रकार की मेमोरी है, जिसमें एक बिट को स्टोर करने के लिए 10-12 ट्रांजिस्टर लगते हैं। तुलना के माध्यम से, स्टेटिक रैम ( एसआरएएम ) केवल एकल बिट स्टोर करने के लिए 6 ट्रांजिस्टर लेता है, और डायनेमिक रैम ( डीआरएएम ) एक ट्रांजिस्टर और एक संधारित्र लेता है। इन सभी विभिन्न प्रकार की यादें या तो ASIC के लिए आंतरिक या बाहरी हो सकती हैं। सभी यादों को एक चिप पर रखने का एक कारण यह है कि चिप से बाहरी होने पर उन्हें घड़ी की उच्च दरों पर चलाया जा सकता है। एक प्रकार की मेमोरी को दूसरे पर क्यों चुनें? यह स्मृति की विशेषताओं के साथ करना है, SRAM को हर घड़ी एक्सेस किया जा सकता है, DRAM को समय-समय पर रिफ्रेश करना पड़ता है, इसलिए हर घड़ी तक एक्सेस नहीं किया जा सकता है और TCAM आपको टर्नरी क्षमता प्रदान करता है

TCAM s तब तक स्केलेबल होते हैं जब तक आपके पास उन्हें त्वरित करने के लिए एक चिप पर जगह होती है, या बाहरी लोगों से जुड़ने के लिए पैकेज पर पिन होते हैं। TCAM के साथ समस्या यह है कि वे SRAM का 2x स्थान और DRAM का 12x स्थान लेते हैं । टीसीएएम का उपयोग करने के लिए हमेशा यह समझ में नहीं आता है कि आप उन्हें अन्य मेमोरी प्रकारों के साथ एल्गोरिथमिक रूप से (हैश, * कोशिश) कर सकते हैं। यह एल्गोरिथ्म के उपयोग की प्रभावशीलता और चिप पर अंतरिक्ष के बीच एक ट्रेडऑफ के लिए आता है जिस पर एक को चुनना है। TCAM की शक्ति का उपयोग रैखिक आकार में बढ़ता है। अधिकांश बड़े TCAM s (2M से अधिक प्रविष्टियाँ) अब एल्गोरिथम तकनीकों का उपयोग करते हैं ताकि बिजली की बचत प्राप्त की जा सके।

NAT / PAT जटिल विशेषता है, जिसे आमतौर पर फिक्सअप को संभालने के लिए एक CPU या नेटवर्क प्रोसेसर (NPU) की आवश्यकता होती है। NAT के लिए सामान्य पैकेट प्रवाह पहले पैकेट CPU / NPU में जाता है, और प्रवाह तालिका या ACL तालिका में प्रवाह प्रविष्टि स्थापित की जाती है कि कैसे प्रवाह में बाद के पैकेट का अनुवाद किया जाए। NAT / PAT के कई अलग-अलग रूप हैं, और चिप में हर एक को अनुकूलित करने के कई तरीके हैं। सरलतम NAT IP को फिर से लिखता है, और चिंता न करें यदि आप पेलोड में एम्बेडेड पते को तोड़ते हैं, तो कोई फिक्सअप नहीं।

BRKARC-3466 का एक और संस्करण है जो मेलबर्न के सिस्कोलाइज़ 2013 में प्रस्तुत किया गया था, जो कि लुक्स के पीछे के कुछ उच्च स्तरीय विचारों को शामिल करता है, जो कि 2013 ऑरलैंडो एक से गायब है। इस क्षेत्र पर एक अच्छी संदर्भ पुस्तक है नेटवर्क अल्गोरिदमिक्स: एन इंटरडिसिप्लिनरी एप्रोच टू डिजाईनिंग फास्ट नेटवर्क डिवाइसेज जार्ज वर्गीज द्वारा।


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ASIC को एक तरह की चिप के रूप में सोचा जा सकता है। यह सामान्य रूप से हार्डवेयर में कुछ करने के लिए बनाया जाता है जो अन्यथा किया जाता है सॉफ्टवेयर है। इसलिए सिस्को अपनी इच्छानुसार किसी भी चीज के लिए ASIC का निर्माण कर सकता है। स्विच के मॉडल के आधार पर 1 या कई एएसआईसी हैं। टीसीएएम एक मेमोरी डिज़ाइन है क्योंकि यह आमतौर पर चेसिस सिस्टम पर पाया जाता है इसे कई एसिक्स में से 1 के रूप में लागू किया जाता है। टीसीएएम का उपयोग विशेष रूप से देखने के कार्यों जैसे राउटिंग (सीईएफ) या एसीएलएस के लिए किया जाता है, इसलिए यदि किसी एएसआईसी को उस तरह के लुकअप को करने की आवश्यकता नहीं है, तो यह टीसीएएम से अलग से काम करता है। दूसरी ओर ASICs जो QAM को मार्किंग का काम सौंपते हैं, TCAM के साथ दस्ताने में हैं। सिस्को लाइव पर नीचे दिए गए प्रेजेंटेशन में कुछ डिज़ाइन ट्रेडऑफ़्स पर चर्चा की गई है, और एक अच्छी जगह है जो देखने के लिए समझ में आती है कि डिज़ाइन में क्या है।

BRKARC-3466 - एक स्विच (2013 ऑरलैंडो) बनाने के पीछे इंजीनियरिंग की खोज में इसमें एसिक्स की सूची और सामान्य स्विच डिज़ाइन की बहुत सारी जानकारी शामिल है

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