理论教育 防火墙CPU架构分类-计算机网络技术及应用

防火墙CPU架构分类-计算机网络技术及应用

时间:2023-10-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:按照防火墙CPU架构分类,可以分为通用CPU、ASIC、NP架构防火墙。(一)Intel x86架构防火墙通用CPU架构目前在国内的信息安全市场上是最常见的,其多是基于Intelx86系列架构的产品,又被称为工控机防火墙。在百兆防火墙中,Intelx86架构的硬件具有高灵活性、扩展性开发、设计门槛低、技术成熟等优点。NP防火墙和ASIC的防火墙实现原理相似,相比升级和维护比ASIC的防火墙好。

防火墙CPU架构分类-计算机网络技术及应用

按照防火墙CPU架构分类,可以分为通用CPU、ASIC(Application Specific Intagrated Circuit,专用集成电路)、NP(Network Processor,网络处理器)架构防火墙。

(一)Intel x86(通用CPU)架构防火墙

通用CPU架构目前在国内的信息安全市场上是最常见的,其多是基于Intelx86系列架构的产品,又被称为工控机防火墙。在百兆防火墙中,Intelx86架构的硬件具有高灵活性、扩展性开发、设计门槛低、技术成熟等优点。

由于采用了PCI总线接口,Intel x86架构的硬件虽然理论上能达到2Gbit/s的吞吐量,但是x86架构的硬件并非为了网络数据传输而设计,对数据包的转发性能相对较弱,在实际应用中,尤其是在小包情况下,远远达不到标称性能。

由于国内安全厂商并没有掌握x86架构的核心技术,其BIOS中存在着隐藏的漏洞,有可能影响防火墙的安全可靠性

(二)ASIC架构防火墙

ASIC技术是国外高端网络设备几年前广泛采用的技术。采用ASIC技术可以为防火墙应用设计专门的数据包处理流水线优化存储器等资源的利用。基于硬件的转发模式、多总线技术、数据层面与控制层面分离等技术,ASIC架构防火墙解决了带宽容量和性能不足的问题,稳定性也得到了很好的保证。(www.daowen.com)

ASIC技术开发成本高,开发周期长,并且难度大。ASIC技术的性能优势主要体现在网络层转发上,对于需要强大计算能力的应用层数据的处理,则不占优势。由于对ASIC不可编程,所以根本无法对新的功能进行添加,而且面对频繁变异的应用安全问题,其灵活性和扩展性也难以满足要求。

(三)NP架构防火墙

NP(Network Pressor,网络处理器)是专门为处理数据包而设计的可编程处理器,特点是内含了多个数据处理引擎。这些引擎可以并发进行数据处理工作,在处理2~4层的分组数据上,比通用处理器具有明显的优势,能够直接完成网络数据处理的一般性任务。硬件体系结构大多采用高速的接口技术和总线规范,具有较高的I/O能力,包处理能力得到了很大提升。

NP具有完全的可编程性、简单的编程模式、开放的编程接口及第三方支持能力,一旦有新的技术或者需求出现,资深设计师可以很方便地通过微码编程实现。这些特性使基于NP架构的防火墙与传统防火墙相比,在性能上得到了很大的提高。NP防火墙和ASIC的防火墙实现原理相似,相比升级和维护比ASIC的防火墙好。但是从性能和编程灵活性一起考虑,多核架构防火墙会胜出。

(四)多核架构防火墙

多核处理器在同一个硅晶片上集成了多个独立物理核心(所谓核心,就是指处理器内部负责计算、接受/存储命令、处理数据的执行中心,可以理解成一个单核CPU),每个核心都具有独立的逻辑结构,包括缓存、执行单元、指令级单元和总线接口等逻辑单元,通过高速总线、内存共享进行通信。多核处理器编程开发周期短,数据转发能力强。目前国内、外大多数厂家都采用多核处理器。

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