Fast, Scalable, and Flexible C++ Hardware Architectures for Network Data Plane Queuing and Traffic Management

Les réseaux de communication actuels et ceux de la prochaine génération font face à des défis majeurs en matière de commutation et de routage de paquets dans le contexte des réseaux définis par logiciel (SDN–Software Defined Networking), de l'augmentation du trafic provenant des diffèrents utilisateurs et dispositifs connectés, et des exigences strictes de faible latence et haut débit. Avec la prochaine technologie de communication, la cinquième génération (5G) permettra des applications et services indispensables tels que l'automatisation des usines, les systèmes de transport intelligents, les réseaux d'énergie intelligents, la chirurgie à distance, la réalité virtuelle/augmentée, etc. Ces services et applications exigent des performances très strictes en matière de latence, de l'ordre de 1 ms, et des débits de données atteignant 1 Gb/s. Tout le trafic Internet transitant dans le réseau est traité par le plan de données, aussi appelé traitement associé au chemin dit d'accès rapide. Le plan de données contient des dispositifs et équipements qui gèrent le transfert et le traitement des différents trafics. La hausse de la demande en bande passante Internet a accru le besoin de processeurs plus puissants, spécialement conçus pour le traitement rapide des paquets, à savoir les unités de traitement réseau ou les processeurs de réseau (NPU–Network Processing Units). Les NPU sont des dispositifs de réseau pouvant couvrir l'ensemble du modèle d'interconnexion de systèmes ouverts (OSI–Open Systems Interconnect) en raison de leurs capacités d'opération haute vitesse et de fonctionnalités traitant des millions de paquets par seconde. Compte tenu des besoins en matière de haut débit sur les réseaux actuels, les NPU doivent accélérer les fonctionnalités de traitement des paquets afin d'atteindre les requis des réseaux actuels et pour pouvoir supporter la nouvelle génération 5G. Les NPU fournissent divers ensembles de fonctionnalités, depuis l'analyse, la classification, la mise en file d'attente, la gestion du trafic et la mise en mémoire tampon du trafic réseau.