具体描述
Network processors are the basic building blocks of today's high-speed, high-demand, quality-oriented communication networks. Designing and implementing network processors requires a new programming paradigm and an in-depth understanding of network processing requirements. This book leads the reader through the requirements and the underlying theory of networks, network processing, and network processors. It covers implementation of network processors and intergrates EZchip Microcode Development Environment so that you can gain hands-on experience in writing high-speed networking applications. By the end of the book, the reader will be able to write and test applications on a simulated network processor.
Comprehensive, theoretical, and pracitical coverage of networks and high-speed networking applications
Descirbes contemporary core, metro, and access networks and their processing algorithms
Covers network processor architectures and programming models, enabling readers to assess the optimal network processor typer and configuration for their application
Free download from http://www.cse.bgu.ac.il/npbook includes microcode development tools that provide hands-on experience with programming a network processor
作者简介
目录信息
读后感
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用户评价
在我看来，这本书最宝贵之处在于它能够引发读者深入的“思考”。它不仅仅是提供技术知识，更是引导读者去理解这些技术背后的“设计理念”和“权衡”。例如，在讨论网络处理器架构时，书中会详细分析RISC、CISC、DSP等不同指令集架构的优缺点，以及它们在处理网络数据包时的性能差异，并引导读者思考在不同的应用场景下，应该如何选择最合适的架构。书中对“缓存”（cache）设计的讨论，也让我受益匪浅。它不仅仅是解释了缓存的工作原理，更是探讨了如何通过优化缓存大小、缓存策略（如写回、写通）、以及缓存预取（cache prefetching）等技术，来最大化地提升数据访问速度。这种深入的思考，让我能够更好地理解为什么某些设计选择会带来性能的提升，而另一些则可能导致瓶颈。书中还涉及了“功耗管理”（power management）和“散热”（thermal management）等关键的工程问题，并探讨了如何在高性能和低功耗之间取得平衡。这对于我理解现代高性能网络设备的能效比，以及在设计过程中需要考虑的各种约束条件，都有了全新的认识。这本书让我明白，技术的设计往往是多方面因素权衡的结果，而理解这些权衡，是真正掌握一项技术关键。
评分对我而言，《Network Processors》不仅仅是一本关于技术细节的书籍，它更是一次关于“网络世界运作逻辑”的深度探索。我一直对网络通信的底层机制感到着迷，尤其是在数据包如何在高速网络中被处理和转发的奥秘。《Network Processors》这本书，就如同一个精心制作的“解剖图”，将网络处理器的复杂内部结构一一呈现。书中对“查找算法”（lookup algorithms）的讲解，让我明白了数据包在庞大的路由表中如何能够被快速定位，例如，书中详细介绍了各种哈希函数（hashing functions）、二叉搜索树（binary search trees）、以及更先进的三元查找树（tries）等数据结构在网络路由查找中的应用，并对其性能进行了细致的分析和对比。我了解到，高效的查找算法是保证网络数据包快速转发的关键。此外，书中关于“数据包缓冲”（packet buffering）和“流量整形”（traffic shaping）的章节，也让我对如何有效地管理网络流量、避免拥塞，以及如何实现服务的公平性有了更深刻的理解。作者通过生动的例子，解释了各种队列管理算法（queue management algorithms），如加权公平队列（weighted fair queuing, WFQ）和差分服务（differentiated services, DiffServ）等，这些都是构建高性能、可预测网络服务的基石。这本书让我对网络处理器的理解，从“表面的操作”跃升到了“深层的逻辑”。
评分这本书所呈现的知识体系，是我在网络领域学习过程中一次重要的“梳理”和“升华”。在此之前，我对网络处理器的了解，就像是拼图游戏，我能看到很多零散的片块，却很难将它们完美地拼接在一起。《Network Processors》这本书，就像是一本包含了所有正确拼法的“参考图”。它系统地介绍了网络处理器设计的方方面面，从最基础的指令集架构（ISA），到复杂的多核处理、高速接口设计，再到软件栈的优化和编程模型。书中对“可编程性”的阐述，尤其让我感到惊艳。它不仅仅是关于如何编写代码，更是关于如何通过软件来灵活地配置和控制硬件，以适应不断变化的网络协议和业务需求。我学习到了，如何利用灵活的指令集和可配置的硬件模块，来实现诸如负载均衡、安全过滤、数据包检测等各种复杂的功能。书中还深入探讨了各种网络处理器家族的特点，例如，MIPS、ARM、以及专门为网络处理设计的NP（Network Processor）系列芯片，并分析了它们在性能、功耗、成本等方面的权衡。这种对比分析，让我能够更清晰地认识到不同架构的设计哲学和适用范围。这本书的价值，在于它为我提供了一个系统化、结构化的学习框架，让我能够更高效、更有针对性地深入学习和掌握网络处理器技术。
评分这是一本在我的书架上占据了相当重要位置的书，当然，请注意，我说的“重要位置”并非指它的体积庞大或者封面设计有多么引人注目，而是它所承载的信息密度和对我专业理解的革新性。在我开始阅读之前，我对“网络处理器”这个概念的理解，可以说是停留在非常表面和零碎的阶段，仅仅知道它们是网络设备中负责数据包处理的“大脑”。然而，这本书真正为我打开了一个全新的视野，让我得以深入剖析这些高性能芯片的内在机制和设计哲学。它不像一些理论教科书那样，仅仅罗列公式和算法，而是以一种极为清晰且富有条理的方式，循序渐进地引导读者去理解网络处理器的复杂性。从最基础的架构设计，到各种高级功能，比如流量管理、服务质量（QoS）保证、安全功能加速等等，书中都进行了详尽的阐述。作者对于如何将抽象的概念转化为生动的比喻和易于理解的图示，展现出了令人惊叹的技巧。例如，在解释流水线（pipeline）概念时，作者并没有仅仅停留在硬件层面的时钟周期和指令执行，而是巧妙地将其比喻成一个繁忙的工厂生产线，每一个工序都紧密衔接，确保产品的快速产出。这种贴近实际的类比，极大地降低了初学者的门槛，让我能够更快速地掌握那些原本可能令人生畏的底层原理。更重要的是，这本书不仅仅停留在“是什么”的层面，它还深入探讨了“为什么”和“如何”，即为什么需要这样的设计，以及这些设计是如何实现的。对于那些在网络设备开发、性能优化或者前沿技术研究领域工作的专业人士而言，这本书无疑是一份宝贵的知识财富，它提供的深度分析和实践指导，能够帮助读者更好地理解和应对日益复杂的网络环境。
评分我对这本书的第一个深刻印象，是它在技术深度上的严谨性和全面性。在信息爆炸的时代，找到一本能够真正称得上“深度”的书籍并非易事，而《Network Processors》无疑做到了这一点。它并没有回避那些复杂的、往往让初学者望而却步的技术细节，而是以一种系统化的方式，层层剥茧，将那些精密的逻辑和架构呈现在读者面前。书中对各种网络处理器核心架构的解析，从经典的RISC到专门优化的DSP，再到近年来兴起的ASIC和FPGA在网络处理领域的应用，都进行了详尽的对比和分析。作者在介绍这些架构时，不仅仅是简单地描述其组成部分，更是深入探讨了它们在处理网络数据包时各自的优势和劣势，以及在不同应用场景下的适用性。我特别欣赏书中关于数据包处理流程的描述，它细致入微地展现了数据包从进入网络处理器到被处理、转发的每一个环节，包括查找表（lookup tables）的操作、包缓冲（packet buffering）、流量整形（traffic shaping）、以及各种加速引擎（如加密/解密、校验和计算）的使用。这些细节的呈现，让我得以构建一个完整而精确的网络处理器工作模型。此外，书中对各种编程模型和软件栈的探讨，也极具价值。理解硬件的强大固然重要，但如何有效地利用这些硬件资源，则需要精妙的软件设计。《Network Processors》在这方面也提供了宝贵的见解，它介绍了如何针对特定的网络处理器架构进行优化，以及如何利用高性能的软件库和框架来提升网络设备的整体性能。这本书的深度，使得它成为了一本可以反复阅读、每次都能有所收获的参考书，对于我在实际项目中的问题解决和技术创新，起到了至关重要的作用。
评分这本书给我带来的最大价值，在于它提供了一个非常清晰且逻辑严谨的“知识框架”。在阅读之前，我对于网络处理器的认识，就像是散落在各个地方的零件，我能看到它们各自的功能，但却无法将它们有机地组合起来，形成一个完整的图景。《Network Processors》恰恰弥补了这一点。它首先从宏观层面，介绍了网络处理器的发展历程和在现代通信网络中的核心地位，为读者建立了一个整体的认知基础。然后，它深入到微观层面，详细剖析了网络处理器内部的各个关键组件，比如指令集架构（ISA）、流水线设计、缓存机制、中断处理、DMA（直接内存访问）控制器等等。作者在解释这些技术细节时，总能恰到好处地结合实际应用场景，让我能够理解这些技术是如何服务于网络数据包的高效处理的。例如，在讨论查找表（lookup tables）的设计时，书中不仅介绍了哈希表（hash tables）和三元查找树（trie）等数据结构，还深入分析了它们在网络路由查找（routing lookup）和访问控制列表（ACL）匹配中的性能考量。这种理论与实践相结合的讲解方式，让我能够更深刻地理解技术的“意义”和“价值”。此外，书中还涉及了一些高级的主题，比如多核处理器在网络处理器中的应用，以及如何利用并行计算来提升处理能力。这些内容对于理解当前高性能网络设备的架构至关重要。总的来说，这本书不仅教授了“是什么”，更重要的是教授了“如何思考”，它构建了我对网络处理器领域的一个系统化、结构化的认知体系，这对我后续的学习和工作具有深远的意义。
评分在我看来，这本书最突出的优点之一，是它在讲解复杂技术时所表现出的“启发性”。许多关于网络处理器的书籍，往往会陷入技术细节的泥潭，让读者在晦涩的术语和复杂的图表中迷失方向。《Network Processors》则截然不同，它采取了一种“由浅入深，层层递进”的教学方式。作者以一个非常基础的概念作为起点，比如数据包的结构，然后逐步引入更复杂的处理机制，比如流水线、缓存一致性、中断处理等，并且在每一个环节都辅以清晰的图示和生动的比喻。我特别喜欢书中对“缓存预取”（cache prefetching）和“指令调度”（instruction scheduling）的解释，作者将其比喻成一位高效的厨师，在准备食材的同时，就已经开始考虑下一道菜的烹饪步骤，从而最大化地利用时间，缩短整体的烹饪时间。这种巧妙的比喻，让我能够瞬间理解那些原本可能需要反复琢磨才能领悟的抽象概念。书中还详细探讨了各种网络处理器架构的优缺点，以及它们在面对不同网络流量模式时的性能表现。例如，在讨论RISC处理器如何通过增加通用寄存器数量和优化流水线深度来提升性能时，作者就清晰地对比了其与专门为网络处理优化的DSP（数字信号处理器）在特定任务上的效率差异。这种对比分析，让我能够更全面地理解不同架构的设计哲学和适用范围。这本书的启发性，不仅在于它能够帮助我理解技术本身，更在于它能够激发我进一步探索和思考的兴趣。
评分对于我而言，阅读《Network Processors》的体验，与其说是学习，不如说是“顿悟”。我之前在研究网络设备时，常常会遇到一些性能上的瓶颈，或者在理解某些高级功能时感到困惑，总觉得隔着一层看不透。这本书就像是一把钥匙，为我打开了通往这些核心技术“内部世界”的大门。书中对网络处理器核心指令集（ISA）的解析，以及如何利用特殊的指令来加速诸如查找（lookup）、匹配（matching）、加密（encryption）、解密（decryption）等操作，让我大开眼界。我开始理解，为什么某些网络设备的性能会远远优于其他设备，原来它们在硬件层面就拥有了针对特定任务的专用加速指令。书中对“流量管理”（traffic management）和“服务质量”（Quality of Service, QoS）的深入阐述，也让我对如何构建稳定、高效的网络系统有了更深刻的认识。我学习到了如何通过控制数据包的优先级、速率限制（rate limiting）、以及拥塞控制（congestion control）等机制，来确保关键业务的数据能够得到优先处理。此外，书中对“可编程性”的探讨也让我受益匪浅。它不仅仅是关于如何编写代码，更是关于如何通过软件来灵活地配置和控制硬件，以适应不断变化的业务需求。这本书让我从一个“使用者”的角色，转变为一个能够更深入理解和优化网络设备“大脑”的“洞察者”。
评分对于我这样一位长期在网络通信领域摸索的从业者来说，这本书的出现，无疑是一场及时雨。我一直深感自己在理解网络处理器核心技术上的“瓶颈”，很多时候，我能够熟练地使用各种网络设备，也能进行基本的配置和故障排除，但对于设备背后那颗强大的“心脏”——网络处理器——的运作原理，我始终缺乏一个深入的、系统的认知。而《Network Processors》恰恰填补了这个空白。书中对网络处理器指令集的设计原则，以及如何通过特殊的指令来加速数据包的解析、修改和转发，进行了非常细致的阐述。我尤其对书中关于“可编程性”和“专用硬件加速”相结合的设计理念印象深刻。作者通过大量的实例，展示了如何根据不同的网络协议和业务需求，动态地调整处理器的行为，从而实现极高的灵活性和效率。书中对各种网络处理器特有的硬件模块，如正则表达式匹配引擎、TCP/UDP校验和卸载引擎、以及差错校验（CRC）计算单元等，都进行了深入的剖析，让我了解这些“加速器”是如何大幅提升数据包处理速度的。更让我感到振奋的是，书中还讨论了如何进行性能调优，以及在资源受限的情况下，如何做出最优的设计选择。这些内容对于我解决实际工程中的性能瓶颈问题，提供了非常宝贵的思路和方法。这本书不仅仅是一本技术书籍，它更像是一本“教科书”级别的指南，为我指明了深入理解和掌握网络处理器技术的方向。
评分这本书最让我印象深刻的，是它在理论深度和实践指导之间的完美平衡。许多技术书籍往往要么过于理论化，难以落地，要么过于偏向实践，缺乏系统性的理论支撑。《Network Processors》则很好地克服了这一难题。它在介绍网络处理器核心架构和工作原理时，不仅提供了扎实的理论基础，还通过大量的实际案例和性能分析，展示了这些理论在实际应用中的效果。例如，在讲解流水线（pipeline）设计时，书中详细阐述了指令流水线、数据流水线以及控制流水线的工作方式，并分析了各种流水线冲突（pipeline hazards）的产生原因和解决方法，如数据冒险、控制冒险等。同时，它也通过模拟器或实际芯片的性能数据，来验证这些理论的有效性。我特别欣赏书中关于“网络处理器选择”的章节，作者根据不同的应用场景，如路由器、交换机、防火墙、入侵检测系统等，分析了不同类型网络处理器的适用性，并提供了相关的性能评估指标和设计考量。这对我理解不同网络设备的核心差异，以及选择最适合的解决方案，提供了非常有价值的指导。此外，书中还提及了一些前沿的技术趋势，如可编程数据路径（programmable data path）、片上网络（network-on-chip, NoC）在网络处理器中的应用等，这些内容让我能够对未来的技术发展保持敏感，并提前做好技术储备。
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