思科在2008年3月，历经5年之功，推出了其基于40核的网络处理器QFP的边缘路由器ASR1000系列，1002，1004和1006，意在取代其7200系列。在2008年11月，又推出其的最新的20Gbps的QFP/ESP数据处理卡。思科对于其边缘路由器服务智能化和WAN接入市场高性能的重视足见一斑。

在核心路由器市场，思科和Juniper几乎占去绝大多数的份额。但是在边缘路由器市场争夺战中，竞争非常激烈。目前，几乎各大设备厂商都有自己的边缘路由器产品，如思科的ASR系列、Juniper的MX系列，爱立信/Redback的SmartEdge系列，中兴的ZXR10ISR系列、华为的NE40、20系列。思科的ASR系列产品必将给其竞争对手的相应产品线极大的技术和市场压力。

思科的ASR1000系列中，其最重要的一个技术突破就是QuantumFlow网络处理器的研发成功和使用。从而思科可以贯彻其高性能WAN接入和智能化边缘路由器的战略举措。思科耗资1亿多美元、投入5年时间研发的QuantumFlow网络处理器，可以将防火墙、 IPSecVPN、DPI、会话边界控制(SBC)等多种应用集成在一个系统中，而要在运营商级和终端用户网络的边缘提供这些功能，大约需要6个设备 。

笔者认为，随着思科围绕着QFP芯片不断升级和系统结构的不断复杂，其在WAN接入和边缘路由器市场将持续保持其主导地位，并且拉开相应竞争对手的距离。

居安思危，笔者希望这篇关于QFP处理器及其战略研究的文章能对读者有所帮助。

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思科的QFP网络服务处理器及其ASR1000产品系列是思科在下一代网络（NGN)战略规划中的重要一环。以笔者的判断，其主导核心思想就是：

×在企业网方面，NGN的发展方向从LAN-Centric朝WAN-Centric的方向发展。 QFP与ASR1000系列就是为了加强思科在企业在WAN接入方面的竞争力。例如，取代其原来的7200系列产品，从各个方面帮助一个企业网的WAN接入，例如，网络安全，WAN优化，声音与视频接入等。

×在运营商方面，NGN的发展方向是Edge Router的智能化。思科认为这运营方面，竞争的战火将在Edge上，而非在骨干上。Edge的智能化是下一步的发展方向。QFP与ASR1000就是这个战略规划下的产物。

下图所示可以看出ASR系统在思科WAN解决方案中的位置。

从性能参数比较，基本上可以认为，一个ASR1000产品相当于16个7200产品。 可见ASR1000的服务集成度之高，令人惊叹。

在运营商解决方案中，ASR1000的位置为下图所示：

可以看出，ASR1000属于思科智能边缘路由器的重要一环。这个“Intelligent”就是这个QFP所处理的各种网络服务所带来的。

思科 为了实现其“决战在边缘”的战略，投入了大量的力量开发ASR1000系列最重要的部件QFP芯片。

从思科公开的资料显示可以得知。目前的QFP及相应的系统只是其第一代产品。 在今后的数年，笔者相信思科将会持续推出新一代的QFP芯片发布和相应的系统。例如，20G，40G和100Gbps的QFP。因此，基于相应的QFP的20G，40G和100Gbps的ESP将会持续的推动ASR系列的性能达到新的台阶。

另外，目前的ASR1000（1002，1004和1006）是采用了集中式的一个QFP（另外一个QFP做备份作用）处理数据报文的体系结构。思科在将来的系统中，非常有可能将QFP应用在线卡（SIP）上，从而达到一个分布式计算结构。换言之，每个SIP卡模块上支持一个，甚至多个（10Gbps，20Gbps，40Gbps，或100Gbps的）QFP。

上述的基于分布式结构的QFP计算模式，将使得思科在ASR系列产品性能跨越式发展。其系统整体聚合性能将是目前ASR1006等的4，6，8或10倍不止。

这种结构的下一代ASR产品必将对NGN的WAN接入和边缘路由器的市场起着重要的重新洗牌的作用。

下面是笔者从教育部学位中心获取的其对2009年度中国大学计算机整体排名数据。清华，国防科大与北航名列前三强。北大名列第六。中国科技大学名列第十三。

下面是美国US News杂志评选出来的2009年美国大学研究生院计算机科学方向的综合实力排行榜。有兴趣的读者可以一览并通过链接访问相应大学的计算机系的主页。由于篇幅的关系，笔者只列出了其中前20名，并赫然发现，其中加州的6所大学名列其中。其分别为排名第一的斯坦福大学和加州大学伯克利分校；排名十一的加州理工和十三的加州大学洛杉矶分校；排名十六的加州大学圣地亚哥分校；排名二十的南加大。

思科的QFP芯片，是作为思科的边缘路由器ASR1000的重要组成部分而粉墨登场的。ASR1000产品系列为三个：ASR1002，ASR1004和ASR1006。其不同的配置和结构的差别，可参阅下图所示。

在从系统的观点考察QFP和其所在的系统时，首先介绍一下ASP1000产品的一些命名约定。

CPP: Cisco Packet Processor。在ASR1000里，就是这个QuantumFlow Processor（QFP）

CC：CarrierCard。即线卡模块板。在ASR1000里，叫做SIP（SPA Interface Processor)。SPA（Shared Port Adaptor)为线卡。 一个SIP模块上可以插入1-4个SPA线卡。支持Ethernet，ATM，POS等等报文格式端口。

FP: Forwarding Processor。 在ASR1000里，是ESP（Embedded Services Processor)卡。QFP芯片就是被焊接在ESP卡上，并通过SP-4.2接口来获取数据报文的。

RP: Routing Processor。在ASR1000里，仍然是叫做RP。就是思科经典的IOS的控制平面卡的意思。

如果读者不熟悉思科路由器产品命名约定的话，要注意的是，不要把这里的一些“Processor”与真正意义上的CPU处理器相混淆。SIP，ESP和RP等的Processor的意思是一个逻辑概念，其物理上是指相应的硬件处理卡。

下图所示为ASP1006的一个硬件结构图。

读者可以认识到，ASP1006可以支持两个RP，即控制平面卡，从而提高Dual-RE的HA。（ASP1004可以支持单RE的HA，即两个IOS运行在Linux的KVM环境上。ASR1006不支持单卡的Dual-IOS结构。）。可以支持两个ESP卡，也就是，两个QF芯片。这两个ESP卡的HA关系是Active/Passive。从而为ASR1000提供Statue-ful的服务处理的HA支持。这是ESP10中10的意思是10bps线速。。ASR1000不同的产品可以支持不同的ESP性能。例如ASR1002的ESP是ESP5，也就是说，是5Gbps的线速。 另外，可以看出ASR1006可以有两个SIP模块。每个模块可以支持1-4个SPA线卡。

当读者试图把握ASR1000的系统结构时，很重要的一点是：ASR1000是一个分布式结构，但是一个集中式的数据处理。换言之，任何一个数据报文，都要通过SPA–>SIP–>互联–>ESP，最后进入QFP进行处理。从RE出来的数据报文，例如BGP，OSPF报文，也是如此。在系统中，QFP起着一个枢纽的角色。

下图所示为QFP，ESP在整个系统中的逻辑结构图。

另外，有兴趣的读者，可以浏览QFP在ESP卡上的物理布板结构。从而可以更好的理解QFP是如何 通过系统级别的互联，然后通过SPI-4.2来收发报文，与主控CPU进行通信，被主控CPU监测，启动，更新等等的硬件结构。

从上述图中，读者也可以发现，在ESP板子上有两个“Interconnect ASIC”。这个互联逻辑就是思科目前力挺的ESI–Enhanced Serdes Interconnect。ESI互联结构是ASR1000系统把系统的部件（SIP，ESP，RP）结合起来的通信路径。 换言之，ASR1000的背板是基于ESI的。

那么为什么在ESP上有两个ESI芯片，其原因是为了ESP之间的高可靠性（HA）。在一个ESP或者QFP在Active模式下的时候，Active与Passive的ESP（或QFP）通过专门的一个ESI连接进行通信，从而完成Stateful的状态备份。实现ESP级别的HA。