数据中心建设速度越来越快，对网络的要求越来越高，对单链路传输的速度和容量要求更高要求，我们会看到这几年从10G到100G的普及速度比从1G到10G要快很多。不仅是带宽，网络设备的容量也越来越大。比如路由、ACL、MAC等规范项的需求量很大，网络芯片的容量已经满足不了。因此，很多人通过外在的扩张来变相的获得满足。因此，我们会在市场上看到一些超大容量的设备。容量明显超过了现有的专用网络芯片所能支持的。完成。CAMCAM（ContentAddressableMemory，内容可寻址内存）是一种并行比较处理器，也称为NSE（网络搜索引擎）。CAM可以像RAM一样进行读写操作。最大的好处是输入数据，返回数据存放的地址。它可以从庞大的数据库中快速搜索并返回最佳匹配地址，CAM可以在一个硬件时钟周期内完成关键字的精确匹配搜索。更重要的是，CAM可以提供更大的表项存储空间。当网络芯片的规则不够大时，可以用CAM来弥补，以满足市场竞争的需要。当然，CAM容量不能随意扩展。一方面，它受CAM容量的限制。另一方面，CAM容量越大，价格就会成倍增长。也有适配CPU的要求。大容量CAM需要更强的性能。只有CPU才能驱动它，以免出现大马小车，或小马大车的情况，使整个设备的性能无法提升。TCAMTCAM（TernaryContentAddressableMemory，三元内容可寻址存储器）是CAM表的扩展。CAM表使用索引查找结果值，TCAM也使用表查找操作，但有所改进，可以执行更复杂的操作。CAM存储条目时，固定长度不够灵活。例如路由下发，在无法准确获知地址前缀长度的具体分布之前，为了保证多个前缀表项的存储，每个CAM都需要存储多个表项的空间，从而大大降低了CAM存储空间的利用率。TCAM在长度要求上非常灵活，可以在同一个TCAM芯片中存储任意长度的关键词条目。一般情况下，CAM内存中每个BIT的状态只有两个0和1。在TCAM中，每个BIT数据代表0和1，还有第三种状态“don'tcare”，也叫三-说明TCAM的内容。寻址寄存器的原因。TCAM最大的优势就是速度。平均单周期搜索速度是SRAM的6倍，最坏情况下搜索速度提高128倍。但是，TCAM也有明显的缺陷。首先，与一般的RAM相比，TCAM的单位比特成本更高，存储容量也相对较小。TCAM设备的引入大大增加了整个网络设备的设计成本；其次，TCAM采用了并行匹配比较的方法。当引入的TCAM芯片数量较多时，设备的散热问题就比较突出。引入TCAM，必须解决散热问题。搜索过程中，所有的关键词条目都进行了比较，但真正能匹配的关键词却很少，大部分的比较操作都被浪费了，运行效率不高；三是TCAM需要对表项进行排队，以实现最长掩码匹配，这使得表项的更新过程比较复杂，尤其是路由变化频繁的时候，很容易出错。FPGAFPGA（Field-ProgrammableGateArray，现场可编程门阵列）是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。FPGA在专用集成电路领域作为半定制电路出现，既解决了定制电路的缺点，又克服了原有可编程器件门数量有限的缺点。使用TCAM方式会增加芯片间延迟，减少器件上的可用空间，从而降低电路板的系统性能。使用FPGA方法要好得多。此外，FPGA比CAM和TCAM灵活得多。FPGA可以完成比匹配更复杂的功能，所以FPGA不仅可以用来存储条目，还可以实现一些CAM和TCAM无法实现的功能，比如Netstream，就可以通过FPGA来实现。实现整个设备流量的Netstream过滤和统计分析，让整个设备更加智能。FPGA可以实现报文分类、过滤、关键词提取、高速搜索等，还可以制定专门的通信模块，负责与主控单元进行通信。FPGA具有性能强大、延迟低、逻辑实现深度大、并行性好、功耗低等特点，但由于价格昂贵，一直没有在网络设备中得到应用。在FPGA技术成熟的今天，FPGA的价格因素并不突出，这让很多网络厂商开始引入FPGA，用FPGA来替代现有的主流TCAM方案，一下子把网络设备的容量提高了好几倍（原来的TCAM如果存储路由表项，可以达到512K，已经很大了，现在用FPGA可以轻松达到几M的容量，而且更加灵活，发送和匹配表项只是其独门绝技之一).FPGA补充了现有网络芯片无法满足的容量规则，从而满足一些特定数据中心用户的需求。当然FPGA也不能包治百病，FPGA可以做并行计算，但是灵活性很差，所以FPGA最适合做高速但重复性的工作，这正是网络设备所需要的，两者相辅相成彼此各有利弊。短期内，网络芯片表项产能仍不能满足现有市场需求，网络设备需求表项扩容需求不会改变。从CAM到TCAM，再到FPGA，是网络设备需求扩展的发展史。现在使用FPGA的实现方式逐渐成为主流，FPGA也会长期存在。未来数据中心网络设备的容量肯定会增加，这是市场的需求，也是竞争的需要。很多人担心网络设备会像PC和服务器一样，唯一的竞争就是性能和价格。这种担心是对的。现在网络设备已经开始在性能和价格上展开竞争。如果你能提供1M路由表设备，我可以提供10M路由表设备。在很多情况下，这取决于谁拥有最大的容量。客户可以用同样的价格买到更大容量的设备，总觉得占便宜。因此，不能只一味提供大容量设备，关键是性价比。单位面积的容量越大，就越有竞争力。.
