高端通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)從來就是一個(gè)困難的話題。一個(gè)優(yōu)秀的系統(tǒng)設(shè)計(jì)往往決定了其競爭力和相應(yīng)的生命周期。

本文試圖闡述筆者對下一代高端通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一些展望。拋豆腐引磚塊，其目的是通過讀者的評論，使得美軍，共軍，國軍，偽軍等的知識和經(jīng)驗(yàn)可以共享。使得Open Source的精神發(fā)揚(yáng)光大。

1。 LDF Rule（Legacy Decides Future）
系統(tǒng)都是演變的，而非設(shè)計(jì)的。一個(gè)好的系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須首先滿足對歷史系統(tǒng)，歷史代碼的演進(jìn)路標(biāo)。否則，就是在做Science，而非Engineering。這方面最大的挑戰(zhàn)就是在哪個(gè)release去掉哪些歷史遺留問題。改良的代價(jià)一定是小于革命。

在這個(gè)第一重要的法則里，要求的是系統(tǒng)設(shè)計(jì)師必須了解細(xì)節(jié)。需要能進(jìn)能出［想歪了的同學(xué)請自己懲罰一下自己邪惡的心靈］。要的是能bottom up。然后在bottom up的基礎(chǔ)上，進(jìn)行top down的設(shè)計(jì)。缺一不可。只能bottom inside，是一個(gè)單純的工程師；只能top through就是一個(gè)玩膠片的大忽悠。

2。 CDMD Convergence Rule
（Control Plane，Data Plane，Management Plane and Debug Plane Convergence）
這個(gè)rule類似與我大宋氣功中的一句經(jīng)典法則：人身無處不丹田。啥意思呢？
控制平面，數(shù)據(jù)平面，管理平面，調(diào)試平面都將是一個(gè)邏輯的概念，而非一個(gè)物理的實(shí)體，例如控制平面卡，數(shù)據(jù)平面卡。。。

上述的各個(gè)Plane都是你中有我，我中有你。［想歪了的同學(xué)請自己懲罰一下自己邪惡的心靈］。

在任何一個(gè)環(huán)節(jié)都需要有相應(yīng)的邏輯部分。整體系統(tǒng)的任何一個(gè)平面是通過分布在系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)中的子平面來共同構(gòu)成的。

這方面最大的挑戰(zhàn)是：系統(tǒng)架構(gòu)師必須對分布式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)非常過敏，sorry，敏感。

在分布式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，一個(gè)最重要的理論悖論是： 在分布式系統(tǒng)中，在任何時(shí)刻，在任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)上，是無法知道當(dāng)時(shí)的全局狀態(tài)的。

這是啥意思呢？

就是，除了上帝，你在一個(gè)時(shí)刻點(diǎn)Ti，是不可能知道Ti時(shí)刻系統(tǒng)其他信息的。你能知道的信息只能是T（i＋Delta）。這個(gè)Delta就是通信開銷所帶來的。

大白話就是，楊小姐（楊貴妃），從理論上，Y從來就沒有吃過新鮮的荔枝，no matter驛道上的馬兒跑的有多快。

在這個(gè)分布式天生的死穴問題上，帶來的問題是最多的。

作為系統(tǒng)架構(gòu)師，必須對時(shí)序邏輯（Temporal Logic）有所掌握。Otherwise, 系統(tǒng)設(shè)計(jì)一定是漏洞十出。

另外，分布式系統(tǒng)的nature決定了任何全局算法的優(yōu)化一定不是最優(yōu)的，而是次優(yōu)的。
在CDMD Convergence的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，一個(gè)很大的演變就是：C，D，M，D的計(jì)算資源的自適應(yīng)（Adaptive）的調(diào)配。而非靜態(tài)的劃分。

要充分利用計(jì)算池的模型，Processing on Demand。

3。CTP（Close To Port, Close To Packet， Close To Payload） Rule
計(jì)算或者存儲能力一定要離端口（Port）近，離數(shù)據(jù)（Packet Descriptor和Payload）近。越遠(yuǎn)，越歇火。 當(dāng)官是要離黨中央近。做系統(tǒng)是要離Traffic近。

這里的一個(gè)設(shè)計(jì)Case study 是：要充分利用系統(tǒng)中線卡，處理卡，I/O卡上的計(jì)算能力。這些計(jì)算能力是離端口最近的，對Traffic而言，是Local Bus的距離，而非Interconnect的長途跋涉。

計(jì)算是分布的。分布計(jì)算的集合就是系統(tǒng)的總體計(jì)算和（或）處理能力。

4。 CCNUMA Adoption Rule
CCNUMA一定會被廣泛的用在將來的高端通信系統(tǒng)中。

只有CCNUMA的應(yīng)用，才能達(dá)到分布式技術(shù)的同時(shí)，又能支持歷史系統(tǒng)，CDMD的融合和Close to Port的法則。

在CCNUMA系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，必須對Memory的分布非常敏感?？鏘nterconnect，例如QPI，的過分存取，一定是帶來硬傷。

系統(tǒng)架構(gòu)師必須對Cache，L1，L2，和L3和ccNUMA－Interconnect，例如QPI等一些知識有足夠的積累和實(shí)戰(zhàn)能力。否則，很難把握CCNUMA系統(tǒng)。

5。 Hybrid Model Rule
ASIC，F(xiàn)PGA等等不會消亡。消亡的是你革命的心。任何設(shè)計(jì)都是一個(gè)性價(jià)比的折衷。
天下沒有最美麗的女子；只有最適合你的女人。
在這個(gè)設(shè)計(jì)法則方面，要格外注意ASIC或者FPGA上的控制CPU的計(jì)算能力的浪費(fèi)。
在CCNUMA的基礎(chǔ)上，所有的CPU的整合就是一個(gè)CPU。所不同的是處理的數(shù)據(jù)可以不同而已。

6。 MapReduce Rule

經(jīng)典的并行計(jì)算的MIMD模型應(yīng)該被廣泛的應(yīng)用。

多個(gè)計(jì)算流形成一個(gè)計(jì)算池；
多個(gè)數(shù)據(jù)流形成一個(gè)數(shù)據(jù)池。

MapReduce不應(yīng)該只是Loosely Coupled Distributed Computing的寵兒，例如Google，F(xiàn)acebook。

MapReduce的思想精髓應(yīng)該，而且也會被廣泛的應(yīng)用在高端通信系統(tǒng)（Tightly Coupled Distributed Computing）的設(shè)計(jì)上。

7。 x86＋ zero－overhead Linux
x86＋Linux的在通信系統(tǒng)中一定會得到廣泛的應(yīng)用。從而使得通信系統(tǒng)能夠迅速的實(shí)現(xiàn)，更為重要的是，支持大量的3rd party的應(yīng)用。

任何不adopt Linux／Unix的力量都是錯(cuò)誤的。歷史的將來會證明這一點(diǎn)。。。

應(yīng)用決定一切。 Linux的強(qiáng)大中的強(qiáng)大就是無數(shù)的應(yīng)用。