第二章网络实现模型模型的重要性网络算法学包含以下几个不同的领域:协议,硬件,体系结构,操作系统,算法。不同领域的专家通过简单的模型进行对话:模型描述了问题的要点,又不涉及不必要的细节最低程度:模型应能定义所需要的术语最好情况:领域外的专家可以根据模型进行设计,,以及在报文发送、接收或收到其它事件后采取的动作。可将协议看成是一个加上了接口和报文格式定义的状态机。协议规范描述状态机如何改变状态,以及如何响应接口调用、消息到达和定时器事件。常见而耗时的功能(TCP/IP)与数据包收发有关的功能:数据操作:交换,数据拷贝,检查和计算分配资源(如内存、CPU)与协议处理有关的功能:重组数据包查表及修改状态设置定时器调度任务数据包交付给应用:解复用控制切换重要的性能指标网络中两个最重要的性能指标:吞吐量:每秒处理的包数(pps)或比特数(bps)延迟:处理一个数据包的时间(典型地为最坏情况)性能测量分为:全局性能测量:如端到端延迟和带宽,使用网络管理工具(如OpenView)进行测量。本地性能测量:如路由器查找速度,使用计算机内部的性能测量工具(如Oprofile,Vtune)测量。本课程关注本地性能。因特网环境的特点链路速度已进入Gbps量级:1Gbps很普遍,10Gbps正推广,40Gbps已商用,……TCP流量占主导小包:路由器收到的包中大约一半为最小长度(40字节)的包延迟很长:实际来回延迟远远超过光的传输延迟局部性很差:在一个包上执行的计算在未来短时间内重用到另一个包上的可能性很小网络系统面临的挑战高速链路+大量小包:包速率很高网络系统线速处理难度大高速链路+大规模并发流:数据局部性很差Cache用不上(命中率低)TCP流占主导+TCP处理开销大::由一组有序的触发器构成,-1ns。SRAM:由一组寄存器构成。一般情况下,片上SRAM的访问时间为1-2ns,片外SRAM的访问时间为5-10ns。DRAM:片上DRAM的访存延迟大约为30ns,最快的片外DRAM访存延迟为40-60ns,连续读的延迟约为100ns。*page-modeDRAM(快页内存):支持以4字节突发模式传送数据,有利于局部性好的数据的快速访问。InterleavedDRAM(交织内存):几个DRAMbank集成到一个内存芯片中,复用数据线和地址线SDRAM(2个bank),RDRAM(16个bank)*举例:流水化的流ID查找应用需求:路由器统计每个流发送的包数每个流用五元组<源IP地址,目的IP地址,源端口号,目的端口号,协议>(共96位)进行描述线速处理要求:,流ID的查找时间不能超过128ns。(40*8/=128ns)问题规模:核心路由器中大约有100万条并发的流*
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