網(wǎng)絡(luò)虛擬化基于網(wǎng)絡(luò)包處理流水線實(shí)現(xiàn)，常見的網(wǎng)絡(luò)包處理流水線有三種：定制的流水線、可軟件編程的流水線以及通過FPGA實(shí)現(xiàn)的硬件可編程流水線。

1 包處理用于網(wǎng)絡(luò)虛擬化

網(wǎng)絡(luò)包處理機(jī)制可以用來處理各種不同的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，特別是一些可軟件編程的處理引擎的出現(xiàn)，使得增加新的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議處理更加的靈活簡單。通用的網(wǎng)絡(luò)包處理機(jī)制，也適用于網(wǎng)絡(luò)虛擬化VLAN/VxLAN的處理。

1.1 虛擬網(wǎng)絡(luò)，狹義的網(wǎng)絡(luò)虛擬化

網(wǎng)絡(luò)虛擬化通常指通過VLAN、VxLAN、NVGRE等虛擬網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的協(xié)議，在一個(gè)大的物理網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，靈活構(gòu)建不同的虛擬網(wǎng)絡(luò)域，也可以通過一定的機(jī)制，實(shí)現(xiàn)在不同虛擬網(wǎng)絡(luò)域間的跨域訪問。虛擬網(wǎng)絡(luò)不是在初始構(gòu)建的那一刻配置完成就結(jié)束，而是在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過程中，每條流、每個(gè)包都需要經(jīng)過虛擬網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的處理。隨著網(wǎng)絡(luò)帶寬的持續(xù)增加，為了優(yōu)化虛擬網(wǎng)絡(luò)的性能以及CPU資源消耗，勢(shì)必需要通過硬件加速的方式來實(shí)現(xiàn)更高性能的虛擬網(wǎng)絡(luò)處理。

虛擬網(wǎng)絡(luò)基于物理網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)，如圖1，以VxLAN為例，最核心的處理是通過VNID和內(nèi)部目標(biāo)地址作為關(guān)鍵字，在查找表中查詢到對(duì)應(yīng)的外部目標(biāo)地址。而內(nèi)部目標(biāo)地址和外部目標(biāo)地址的映射關(guān)系處理則交給軟件去完成，可以實(shí)現(xiàn)跟現(xiàn)有的軟件虛擬網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)兼容，支持更加動(dòng)態(tài)且靈活的虛擬網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)硬件的高效和軟件的靈活兼顧。

圖1 VxLAN Tx項(xiàng)虛擬化映射

1.2 廣義的網(wǎng)絡(luò)虛擬化

除了虛擬網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景，還有一些網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景具有虛擬化的特征：比如負(fù)載均衡，通過把數(shù)量眾多的后端服務(wù)器虛擬成一臺(tái)強(qiáng)大的服務(wù)器來提供服務(wù)；再比如NAT，內(nèi)網(wǎng)服務(wù)器可以通過一個(gè)公網(wǎng)IP訪問互聯(lián)網(wǎng)，站在內(nèi)網(wǎng)服務(wù)器的角度，可以看作是把一個(gè)公網(wǎng)訪問IP虛擬化成多個(gè)公網(wǎng)訪問IP。

更廣泛的，網(wǎng)絡(luò)是分層的體系，每一層從下一層的接口獲取服務(wù)、然后實(shí)現(xiàn)本層的功能，再把本層的功能封裝成新的接口，通過接口提供服務(wù)給上一層。站在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的角度，網(wǎng)絡(luò)的每一層都可以看作是一層虛擬化封裝，為上一層提供新的服務(wù)接口。

硬件實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)包處理架構(gòu)，可以支持很多不同類型的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。特別是數(shù)據(jù)面可編程的網(wǎng)絡(luò)包處理架構(gòu)，不需要預(yù)先把可能要支持的協(xié)議都實(shí)現(xiàn)，只需要根據(jù)自己的場(chǎng)景需要，編程實(shí)現(xiàn)特定的若干個(gè)協(xié)議就好。數(shù)據(jù)面可編程的網(wǎng)絡(luò)包處理可以非常方便的支持特定場(chǎng)景應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)高效的網(wǎng)絡(luò)虛擬化硬件加速處理。

2 定制的網(wǎng)絡(luò)包處理

傳統(tǒng)的ASIC實(shí)現(xiàn)的定制網(wǎng)絡(luò)協(xié)議處理流水線，在設(shè)計(jì)的開始，需要確定場(chǎng)景以及支持的協(xié)議，理論上可以實(shí)現(xiàn)最高的網(wǎng)絡(luò)包處理性能。

如圖2，是一個(gè)定制的網(wǎng)絡(luò)包處理流水線，每個(gè)階段都是固定的功能，支持的是特定協(xié)議的處理，想更新新的協(xié)議需要重新設(shè)計(jì)新的芯片，因此對(duì)新協(xié)議的支持非常困難。

圖2 定制協(xié)議網(wǎng)絡(luò)包處理流水線示例

如圖3，IETF（Internet Engineering Task Force，互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組）的RFC（Request for Comments，請(qǐng)求意見稿，即網(wǎng)絡(luò)協(xié)議）數(shù)量一直在爆炸式的增長，應(yīng)用于各種新型網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景的新協(xié)議層出不窮。但是，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)處理芯片都是封閉的、特定的設(shè)計(jì)，用于特定協(xié)議處理。想要增加新的協(xié)議非常困難，并且對(duì)新協(xié)議的支持受到不同供應(yīng)商的約束。定制的網(wǎng)絡(luò)處理芯片，對(duì)新協(xié)議的支持不足以及缺乏有效的靈活性，這使得要想在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)增加新的功能非常困難，限制了客戶的網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新能力。

圖3 IETF RFC的數(shù)量增長

3 ASIC軟件可編程包處理

本節(jié)通過數(shù)據(jù)面編程的背景知識(shí)、RMT模型以及流水線映射三個(gè)方面介紹可軟件編程的ASIC包處理流水線。

3.1 數(shù)據(jù)面編程的網(wǎng)絡(luò)包處理流水線

Nick McKeown 在 ONF Connect 2019演講中定義了SDN發(fā)展的三個(gè)階段：

• 第一階段（2010–2020年）：通過Openflow將控制面和數(shù)據(jù)面分離，用戶可以通過集中的控制端去控制每個(gè)交換機(jī)的行為；

• 第二階段（2015–2025年）：通過P4編程語言以及可編程FPGA或ASIC實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)面可編程，這樣，在包處理流水線加入一個(gè)新協(xié)議的支持，開發(fā)周期從數(shù)年降低到數(shù)周；

• 第三階段（2020–2030年）：展望未來，網(wǎng)卡、交換機(jī)以及協(xié)議棧均可編程，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)成為一個(gè)可編程平臺(tái)。

這預(yù)示著，未來不管是交換機(jī)側(cè)還是網(wǎng)卡側(cè)，均需要實(shí)現(xiàn)類似CPU于通用程序設(shè)計(jì)的完全可編程的網(wǎng)絡(luò)處理引擎，并且要基于此平臺(tái)實(shí)現(xiàn)一整套的軟件堆棧。把一個(gè)完全可編程的網(wǎng)絡(luò)交給用戶，支撐用戶更快速的網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新。

圖4中介紹的PISA（Protocol Independent Switch Architecture，協(xié)議無關(guān)的交換架構(gòu)），是一種支持P4數(shù)據(jù)面可編程包處理的流水線引擎架構(gòu)，通過可編程的解析器、多階段的可編程的匹配動(dòng)作以及可編程的逆解析器組成的流水線，來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)面的編程。這樣可以通過編寫P4程序，下載到處理器流水線，可以非常方便的支持新協(xié)議的處理。

圖4 PISA的數(shù)據(jù)面可編程網(wǎng)絡(luò)包處理流水線

3.2 可重配置的匹配表模型

RMT（Re-Configurable Match-Action Tables，可重配置匹配表）模型，是一種基于RISC的用于網(wǎng)絡(luò)包處理的流水線架構(gòu)。RMT允許自定義數(shù)量的包頭和包頭序列，通過自定義大小的匹配表對(duì)字段進(jìn)行任意匹配，對(duì)數(shù)據(jù)包包頭字段進(jìn)行自定義的寫入，以及數(shù)據(jù)包的狀態(tài)更新。RMT允許在不更改硬件的情況下在現(xiàn)場(chǎng)更改網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)面, PISA架構(gòu)從RMT模型中獲得了很多的設(shè)計(jì)靈感。

如圖5所示，是包處理流水線核心處理“匹配動(dòng)作”階段的內(nèi)部架構(gòu)。每個(gè)匹配階段都允許配置匹配表的大小，例如，對(duì)于IP轉(zhuǎn)發(fā)，可能需要一個(gè)256K 32位前綴的匹配表；輸入選擇器選擇要匹配的字段；數(shù)據(jù)包修改使用VLIW（Very Long Instruction Word，超長指令字，一種比較特殊的CPU架構(gòu)實(shí)現(xiàn)）架構(gòu)的ALU動(dòng)作單元，該指令字可以同時(shí)對(duì)包頭向量中的所有字段進(jìn)行操作。

圖5 匹配動(dòng)作的架構(gòu)

如圖6，RMT定義了一個(gè)可編程的解析器。解析器輸入的是數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)，輸出4K位的數(shù)據(jù)包頭向量。輸入的包頭數(shù)據(jù)和解析狀態(tài)信息不斷的送到TCAM去查詢，TCAM查詢會(huì)觸發(fā)動(dòng)作，這個(gè)動(dòng)作會(huì)更新狀態(tài)機(jī)，并把結(jié)果送到字段提取處理，提取出的字段組成數(shù)據(jù)包字段向量輸出。

圖6 可編程的解析器模型

3.3 映射處理程序到包處理流水線

當(dāng)實(shí)現(xiàn)了完全可編程的流水線之后，在P4工具鏈的支持下，就可以通過P4編程的方式來實(shí)現(xiàn)自定義的流水線，來達(dá)到對(duì)自定義協(xié)議的支持。

如圖7所示，P4定義的Parser程序會(huì)被映射到可編程的解析器，數(shù)據(jù)、包頭定義、表以及控制流會(huì)被映射到多個(gè)匹配動(dòng)作階段。圖7中把L2處理、IPv4處理、IPv6處理以及訪問控制處理分別映射到不同的匹配動(dòng)作處理單元進(jìn)行串行或并行的處理，來實(shí)現(xiàn)完整的支持各種協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)包處理。

圖7 基于PISA流水線的數(shù)據(jù)包處理示例

4 FPGA硬件可編程包處理

Xilinx在2014年推出SDNet（Software Defined Specification Environment for Networking，軟件定義網(wǎng)絡(luò)規(guī)范環(huán)境）解決方案，將可編程能力和智能化功能從控制面擴(kuò)展至數(shù)據(jù)面。SDNet支持可編程數(shù)據(jù)層功能設(shè)計(jì)，其功能規(guī)范可自動(dòng)編譯到賽靈思的FPGA和SoC中。

如圖8， Xilinx的SDNet可以通過編程實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)面代碼的自動(dòng)生成，可以支持從簡單的數(shù)據(jù)包分類到復(fù)雜的數(shù)據(jù)包編輯的各種數(shù)據(jù)包處理功能。SDNet支持P4編程，可以通過編寫標(biāo)準(zhǔn)的P4程序來實(shí)現(xiàn)SDNet的包處理。

圖8 Xilinx SDNet解決方案及開發(fā)環(huán)境

SDNet是充分利用FPGA器件的硬件可編程性來實(shí)現(xiàn)包處理的靈活性的，通過P4實(shí)現(xiàn)功能靈活且特定的包處理規(guī)則，通過SDNet的編譯器，把P4程序生成特定的RTL代碼，再經(jīng)過自動(dòng)化的FPGA流程處理，把生成的鏡像更新到FPGA中。而從設(shè)計(jì)架構(gòu)的角度，SDNet的實(shí)現(xiàn)機(jī)制仍屬于定制的網(wǎng)絡(luò)包處理流水線，其解析器、編輯器以及查找動(dòng)作等處理都是針對(duì)特定的包的處理，支持的是特定的（標(biāo)準(zhǔn)的或用戶自定義的）網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。

SDNet基于模塊化設(shè)計(jì)，包括各種不同類型引擎以及引擎之間的連接接口。這些引擎通過與數(shù)據(jù)包和元組通信，以實(shí)現(xiàn)更大的系統(tǒng)行為。執(zhí)行模型是被動(dòng)的，基于同步數(shù)據(jù)流模型，當(dāng)所有輸入到達(dá)時(shí)觸發(fā)引擎工作。輸入可以是數(shù)據(jù)包以及相應(yīng)的作為元組通信的元數(shù)據(jù)。

SDNet數(shù)據(jù)流模型的端口有：

• 數(shù)據(jù)包。數(shù)據(jù)包端口是SDNet主要的接口，負(fù)責(zé)在引擎之間以及外部環(huán)境傳遞數(shù)據(jù)包。

• 元組。元組端口是輔助的SDNet接口，負(fù)責(zé)引擎之間以及與外部環(huán)境傳遞與數(shù)據(jù)包相關(guān)的元數(shù)據(jù)。

• 訪問。SDNet中的訪問端口由編譯器在后臺(tái)連接，并在在數(shù)據(jù)流模型中進(jìn)行了說明。SDNet規(guī)范并未明確實(shí)例化或連接這些端口，它們由編譯器自動(dòng)連接。

• 自定義格式。SDNet中的自定義格式端口用于，上述三種類型無法涵蓋的，與用戶引擎之間的通信接口。

SDNet通過分層的系統(tǒng)構(gòu)建，包含各種不同類型引擎：

• 解析引擎。用于讀取和解碼數(shù)據(jù)包頭，并提取所需的信息用于分類或之后的數(shù)據(jù)包修改。解析引擎只能讀取數(shù)據(jù)包，而不能修改它們?？梢詫?duì)從數(shù)據(jù)包提取的數(shù)據(jù)執(zhí)行計(jì)算，并將數(shù)據(jù)作為輸出元組傳輸。

• 編輯引擎。用于處理數(shù)據(jù)包。編輯引擎無法直接從總線讀取數(shù)據(jù)包，但可以寫入數(shù)據(jù)包路徑，用于插入、替換或移除數(shù)據(jù)包。以從分組中插入，替換或刪除數(shù)據(jù)。

• 元組引擎。主要用于處理元組并基于元組數(shù)據(jù)計(jì)算新的元組信息，這些元組數(shù)據(jù)可能由外部或其他引擎輸出的數(shù)據(jù)包或數(shù)據(jù)確定。

• 查找引擎。實(shí)現(xiàn)對(duì)各種不同類型表的搜索。SDNet包含一個(gè)具有不同查找引擎類型的小型庫，包含四種類型：EM（Exact Match，完全匹配）、LPM（Longest Prefix Match最長前綴匹配）、TCAM（Ternary Content Addressable Memory，三態(tài)按內(nèi)容尋址內(nèi)存）或直接地址查找（RAM）。

• 用戶引擎。允許用戶將自定義IP內(nèi)核導(dǎo)入SDNet規(guī)范，以利用SDNet框架進(jìn)行數(shù)據(jù)平面構(gòu)建和系統(tǒng)仿真。在SDNet中，用戶引擎只定義引擎的接口，但不定義引擎的行為。用戶引擎必須符合SDNet數(shù)據(jù)流模型的同步數(shù)據(jù)流行為。

• 系統(tǒng)。在SDNet模型中，系統(tǒng)被視為一種引擎。根據(jù)引擎的匹配端口類型，系統(tǒng)將引擎連接在一起。系統(tǒng)只能包含一個(gè)數(shù)據(jù)包輸入端口和一個(gè)數(shù)據(jù)包輸出端口。系統(tǒng)只允許元組輸出，不允許元組輸入。系統(tǒng)還可以具有用于連接子系統(tǒng)或用戶引擎的自定義端口。子系統(tǒng)是在父SDNet系統(tǒng)中例化的另一個(gè)SDNet系統(tǒng)。

5 案例：Mellanox FlexFlow

高性能的以太網(wǎng)交換機(jī)是現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)核心，不斷變化的虛擬化和能自我修復(fù)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，都要求交換機(jī)具有動(dòng)態(tài)的編程功能。Mellanox FlexFlow使得交換機(jī)支持用戶自定義功能，F(xiàn)lexFlow具有非常好的可編程能力以及靈活性，支持大規(guī)模并行數(shù)據(jù)包處理以及完全共享的有狀態(tài)的轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)庫。

如圖9，Mellanox FlexFlow的包處理流水線跟傳統(tǒng)交換機(jī)的包處理流水線相比：

• 傳統(tǒng)的包處理流水線具有嚴(yán)格的流水線功能約束；而FlexFlow具有可編程的解析器、編輯器以及可編程的流水線。

• 傳統(tǒng)包處理流水線所有的流量是串行的處理；而FlexFlow支持大量的并行以確保最大吞吐。

• 因?yàn)榇?，傳統(tǒng)的包處理流水線具有很高的延遲；而FlexFlow針對(duì)每個(gè)流進(jìn)行優(yōu)化，確保更低的延遲。

• 傳統(tǒng)的包處理流水線采用分散的查找表資源，更低的擴(kuò)展性但更高的功耗；而FlexFlow共享查找表資源，因此具有更高的擴(kuò)展性以及更低的功耗。

(a) 傳統(tǒng)交換機(jī)流水線

(b) Mellanox FlexFlow流水線

圖9 傳統(tǒng)的交換機(jī)流水線和FlexFlow比較

FlexFlow具有如下典型特征：

• 深度的包解析。解析器是數(shù)據(jù)包處理流水線的第一個(gè)階段。該階段負(fù)責(zé)將輸入的數(shù)據(jù)翻譯成有意義的數(shù)據(jù)包頭字段，這些字段會(huì)被用于轉(zhuǎn)發(fā)、策略實(shí)施和QoS。FlexFlow支持可編程的數(shù)據(jù)包處理，可以解析多達(dá)512B的數(shù)據(jù)包。更大的解析深度和自定義支持的數(shù)據(jù)包格式，數(shù)據(jù)包處理流水線可以支持更豐富的隧道傳輸、更先進(jìn)的遙測(cè)，同時(shí)還可以支持新的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。

• 靈活的特定于流的查找表。FlexFlow可編程流水線可以定義查找表數(shù)量，可以以流為單位配置查找關(guān)鍵字。查找動(dòng)作包括標(biāo)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)發(fā)、策略行為以及指向下一個(gè)查找表的指針?？梢栽诿恳粭l流的粒度，定制表的數(shù)量、查找的序列、匹配關(guān)鍵字和動(dòng)作?；诹髁６鹊牟檎倚蛄?，數(shù)據(jù)包處理可以多次訪問同一張表?；诹髁６鹊牟檎倚蛄?，F(xiàn)lexFlow可以在固定的物理網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲袑?shí)現(xiàn)靈活多變的網(wǎng)絡(luò)抽象。

• 功能強(qiáng)大的隧道。靈活的數(shù)據(jù)包編輯引擎通過編程添加、修改和刪除多層數(shù)據(jù)包頭。FlexFlow支持可編程的封裝和解封裝、IPv4選項(xiàng)、IPv6擴(kuò)展以及多種Overlay協(xié)議。FlexFlow為未來的隧道和Overlay技術(shù)提供了很好的支持，這些技術(shù)是未來幾年網(wǎng)絡(luò)虛擬化的根本。

• 完全共享的查找表。傳統(tǒng)的交換機(jī)使用碎片化的轉(zhuǎn)發(fā)表，這些轉(zhuǎn)發(fā)表硬連線到特定的流水線階段。用于流水線階段的表的資源和查找表大小都是預(yù)先定義好的。在某個(gè)特定的流水線階段中的表資源可能存在浪費(fèi)。FlexFlow可以實(shí)現(xiàn)高效的表共享，可以提供幾乎無限的查找表大小的設(shè)定，這使得基于FlexFlow的交換機(jī)可以支持當(dāng)前的以及未來的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議所需的所有數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換。

• 綜合遙測(cè)。FlexFlow流水線使用靈活的有狀態(tài)的流水線階段，以編程的方式提取元數(shù)據(jù)并提供實(shí)時(shí)遙測(cè)。隨著數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性日益提升，F(xiàn)lexFlow提供了完全集成的遙測(cè)功能，減少了故障時(shí)間，增加正常運(yùn)行時(shí)間，更好的優(yōu)化了網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的利用率。

6 網(wǎng)絡(luò)包處理總結(jié)

網(wǎng)絡(luò)包處理是一個(gè)特定的領(lǐng)域，具有非常明顯的特征，通過ASIC實(shí)現(xiàn)效率最高。有利必有弊，ASIC實(shí)現(xiàn)極大的約束了網(wǎng)絡(luò)的靈活性。上層的網(wǎng)絡(luò)用戶只是一個(gè)使用者，只能使用ASIC提供的功能；而不是作為一個(gè)開發(fā)者，開發(fā)創(chuàng)新自己想要的功能。隨著這些年來互聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展，新協(xié)議層出不窮，甚至有些網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商會(huì)采用一些私有協(xié)議。用戶需要極大的網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新來支撐自己的業(yè)務(wù)發(fā)展，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的可管理性、可編程性要求變得越來越高。硬件實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)處理加速，勢(shì)必需要從專用向通用方向適當(dāng)?shù)幕卣{(diào)。

跟通常的硬件加速從通用到專用的趨勢(shì)不同，網(wǎng)絡(luò)包處理流水線的實(shí)現(xiàn)是反其道而行，走的是從定制到部分可編程的道路。PISA等具有數(shù)據(jù)面可編程能力的網(wǎng)絡(luò)包處理流水線很好的實(shí)現(xiàn)了通用和專用之間的平衡：

• 部分可編程性（而不是完全可編程），可以保證單個(gè)包處理引擎的性能和效率（跟完全定制的ASIC比較）不受太多影響。

• 通用的處理引擎降低了硬件的耦合性和復(fù)雜度，可以實(shí)現(xiàn)更大規(guī)模的并行度，反而可以更好的提升性能。

• ASIC因?yàn)樵O(shè)計(jì)門檻的原因，希望盡可能覆蓋較多的應(yīng)用場(chǎng)景，在具體的某個(gè)場(chǎng)景中，必然存在無關(guān)協(xié)議所占用硬件資源所導(dǎo)致的資源浪費(fèi)的情況；而數(shù)據(jù)面可編程的設(shè)計(jì)具有的靈活性，可以更大限度的保證物盡其用，把所有硬件資源都用于場(chǎng)景相關(guān)的協(xié)議處理，在硬件資源利用率方面，反而高于ASIC。打個(gè)比方，某ASIC網(wǎng)絡(luò)芯片支持100種不同的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議處理，但實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景只需要其中的10種協(xié)議；在同等晶體管資源占用下，假設(shè)數(shù)據(jù)面可編程的架構(gòu)只能支持50種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的處理，這樣當(dāng)我們處理10種協(xié)議的時(shí)候，可以編程實(shí)現(xiàn)并行的5路處理，性能反而高于純ASIC定制的流水線。

• 提供的軟件可編程性，用戶可以靈活快速的實(shí)現(xiàn)特定場(chǎng)景協(xié)議，而不需要關(guān)心場(chǎng)景無關(guān)的協(xié)議，反而降低了軟件編程的復(fù)雜度。

從整個(gè)流水線實(shí)現(xiàn)架構(gòu)來看，基于部分可編程能力的PISA等架構(gòu)實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)包處理芯片是一種DSA架構(gòu)處理器。