近年来随着千兆网络开始在国内大规模推广应用，用户对千兆防火墙的需求已逐渐升温。在很多网络环境下，传统的基于X86体系结构的防火墙已不能满足千兆防火墙高吞吐量、低时延的要求，因此，两种新的技术，即网络处理器（Network Processor）和专用集成电路（ASIC）技术成为众多国内厂家实现千兆防火墙的主要选择。可以说，防火墙的硬件体系结构正面临着一次变革。

　　百兆防火墙的不足

　　在百兆防火墙时代，国内防火墙厂商普遍采用的是通用CPU配合软件的技术方案。虽然很多厂家也把它称之为硬件防火墙，但实际上都是基于X86架构的服务器或工控机。这类防火墙一般运行在经过裁减的操作系统上（通常是Linux或BSD），所有的数据包解析和审查工作都由软件来完成。虽然这种技术方案在百兆防火墙市场取得了很大的成功，但由于CPU处理能力和PCI总线速度的制约，在实际应用中，尤其在小包情况下，这种结构的千兆防火墙远远达不到千兆的转发速度（64字节包长时，双向转发速率一般为百分之二十以下），难以满足千兆骨干网络的应用要求。

　　千兆防火墙的两种技术实现

　　要实现真正的千兆防火墙，目前的技术途径基本上有两条：一种是采用网络处理器，另一种是采用ASIC。下面我们来分析一下这两种技术架构各自的特点。

　　网络处理器是专门为处理数据包而设计的可编程处理器，它的特点是内含了多个数据处理引擎，这些引擎可以并发进行数据处理工作，在处理2到4层的分组数据上比通用处理器具有明显的优势。网络处理器对数据包处理的一般性任务进行了优化，如TCP/IP数据的校验和计算、包分类、路由查找等。同时硬件体系结构的设计也大多采用高速的接口技术和总线规范，具有较高的I/O能力。这样基于网络处理器的网络设备的包处理能力得到了很大的提升。它具有以下几个方面的特性：完全的可编程性、简单的编程模式、最大化系统灵活性、高处理能力、高度功能集成、开放的编程接口、第三方支持能力。基于网络处理器架构的防火墙与基于通用CPU架构的防火墙相比，在性能上可以得到很大的提高。网络处理器能弥补通用CPU架构性能的不足，同时又不需要具备开发基于ASIC技术的防火墙所需要的大量资金和技术积累，最近在国内信息安全厂商中备受关注，成为国内厂商实现高端千兆防火墙的热门选择。

　　第二种方案是采用基于ASIC技术的架构。Netscreen是采用该技术的代表厂家。采用ASIC技术可以为防火墙应用设计专门的数据包处理流水线，优化存储器等资源的利用，是公认的使防火墙达到线速千兆，满足千兆环境骨干级应用的技术方案。Netscreen公司也因此取得了令人瞩目的成功。但ASIC技术开发成本高、开发周期长且难度大，一般的防火墙厂商难以具备相应的技术和资金实力。

　　哪种方案更适合用户应用

　　网络处理器与ASIC方案哪种更适合千兆防火墙的应用是目前争论的一个热点。用户可以从性能、灵活性、功能完备性、成本、开发难度、技术成熟性等方面来进行比较。从性能上说，由于基于网络处理器的防火墙本质是基于软件的解决方案，它在很大的程度上依赖于软件设计的性能，而ASIC由于是将算法固化在硬件中，因而在性能上有比较明显的优势。

　　目前国内基于ASIC技术的首信防火墙已可达到4个千兆网口的全线速包转发速率，而一般基于网络处理器的防火墙在小包情况下还不能完全作到2网口的千兆线速转发。反过来说，网络处理器的软件色彩使它具有更好的灵活性，在升级维护方面有较大的优势。纯硬件的ASIC防火墙缺乏可编程性，这使得它缺乏灵活性从而跟不上防火墙功能的快速发展。