设计者要给某一特定应用选择一种合适的标准互连结构，必须对需要执行的数据封包、服务种类区分、拥塞管理、事件处理、结构初始化及管理需求等核心结构特性进行彻底分析。作者讨论的三种串行互连标准，在特性选择及简单与灵活性之间的折衷方面各有不同。

        随着互联网继续呈指数增长，人们正从各个层面上感觉到这种惊人的发展速度。但如果想继续保持这种增长速度，芯片、电路板及系统机架间的互连速度就变得非常关键，以顺应互联网支持系统相应地成比例增长的趋势。

        很简单，将重要的CPU周期花在数据处理及转发上不再能被接受。为有效解决此问题，人们将计算能力从中央处理器转移至卸载引擎及I/O器件上。系统架构中的这种转移已使互连技术的选择成为更重要的设计考虑事项，以便能以一种经济的方式来达到所期望的系统性能。

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图1：Infiniband结构系统。

        由于每个器件引脚数越来越多、总线上偏斜余量愈发紧张以及板布局复杂性不断提高，故使互连变得更宽及更快已不再可行。因此，转移到更窄、更可靠的高速互连便成为一个自然而然的步骤。

        过去，业界开发出多种专有高速互连技术来消除内部系统瓶颈。为缓解高成本、长引脚延迟以及缺乏互操作性等问题，几个行业论坛已开发出多项新型串行高速互连标准和协议。所有这些标准与协议都拥有一个共同的问题，即：它们都基于长期确立的技术。这主要是考虑到软件再利用、易于接受以及后向兼容性等因素。Infiniband、快速结构(Rapid Fabric)以及高级交换互连(ASI)成为在该市场中拼杀的领先标准。正如过去所发生的，促使新互连标准被广泛接受的催化剂将是整体系统性能而不仅仅是技术优点。

交换结构互连—高层次目标

        交换结构互连的主要目标是：为原始连接提供高性能、保持一个比系统中所有线卡合计带宽更宽的带宽(以补偿分段与协议开销)，以及在构成系统的不同实体间传输控制与数据信息等。数据传输中的相关延时与抖动是决定系统性能高低的重要指标。

        交换结构的流控制特性提供必要的QoS参数来确保每个流的预定特征。QoS参数只能通过部署拥塞管理策略与机制来得到保证，以防止该交换结构中链路与组件容量过载。使这些特性保持适当的平衡，对于既支持各种应用又不会使器件复杂性增加(以不使成本过高而阻碍其被广泛采纳)非常关键。

        提供一组平衡特性以避免增加不必要的成本与复杂性非常关键。器件寻址、数据包路由以及互连支持的数据包格式等，都是能帮助了解系统性能的重要参数。详细分析流控制与拥塞管理的核心互连特性，再加上错误检测与处理，可清晰地显示出该架构的实力。通过评估由互连提供的软件接口及结构初始化服务来分析软件复杂性也非常重要。

Infiniband架构

        Infiniband架构(IBA)正在朝集群等高端计算应用领域发展，这些应用要求有故障恢复、高可用性、可靠性及耐用性等特性。IBA支持模块至模块以及机箱至机箱互连、可以X1、X4及X12三种形式应用并采用2.5GHz时钟。所支持的吞吐量为2、8或24Gbps，占用8B10B编码开销。为提供必要的QoS，该标准还提供了16级可映射到16个服务层的虚拟通道。基于信用的流控制及注入速率控制机制，被用来提供必要的拥塞管理。其结构管理则支持简单的网管协议(SNMP)。

        它定义了用于可靠消息传送(发/收以及DMA)的硬件协议，但未定义消息内容。硬件协议允许从操作系统的内核及用户空间来传送数据。

图2：RapidIO结构系统。

        Infiniband支持诸如配置与资产管理、错误报告、性能指标收集以及拓扑管理等结构服务。它天生就使用IPv6包头来在IBA结构与互联网之间有效地交换数据。该架构具有更高的可扩展性、可用性、隔离度以及更少的CPU使用率，而且还支持互联网技术。它以单独控制与存储器接口来控制数据进出节点的存储器。

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