典型的交換機硬件包含的內容，比如交換機專用集成電路（ASIC）、端口子系統、物理層子系統（PHY）、CPU、復雜可編程邏輯設備（CPLD）和事件處理器。典型數據中心交換機的內部結構如圖1所示
圖1：典型的數據中心交換機內部結構圖
一、組件：
交換機ASIC —— Application Specific Integrated Circuit——專用集成電路/專業芯片。
交換機ASIC是交換機上重要的硬件組件。它是一種快速處理數據包的專用集成電路芯片，能夠以每秒最高達12.8Tbps的速率交換數據包。交換機可以通過其他處理單元（例如FPGA 或x86 CPU）來增強交換機ASIC，但性能只會增加一點點。交換機ASIC內部有多個組件：存儲器，通常是CAM、TCAM或SRAM ，用於存儲需要由ASIC快速訪問的信息 ; 一個解析流水線，由一個解析器和一個deparser組成，它從數據包中定位、提取、保存感興趣的數據，並在數據包發送出去之前重建數據包 ; 匹配-動作（Match-Action ）單元，它們指定ASIC應如何根據數據包內的數據、配置的數據包處理邏輯和ASIC存儲器內的數據來處理數據包。
PHY。PHY（物理層子系統）負責將鏈路層設備（例如ASIC）連接到物理介質（例如光纖），並將鏈路上的模擬信號轉換為數字化的以太網幀。在某些交換機設計中，PHY可以在ASIC內構建。在高速傳輸數據時，電信號干擾非常嚴重，會導致交換機內部數據包損壞。因此，需要復雜的降噪技術，如PHY tuning 。 PHY tuning控制各種參數，例如預加重（pre-emphasis）、可變功率設置或用到的前向糾錯算法（FEC）的類型。
端口子系統。端口子系統負責讀取端口配置，檢測已安裝端口的類型，初始化端口以及為端口提供與PHY交互的接口。數據中心交換機包含多個Quad Small Form-Factor Pluggable（QSFP）端口。 QSFP端口是一種緊湊的熱插拔收發器，用於將交換機硬件與線纜連接，數據速率最高可達100Gb/s。 QSFP端口的類型和數量由交換機規范和ASIC決定。
FBOSS通過分配動態通道映射和適應端口更改事件來與端口子系統交互。動態通道映射是指將每個QSFP中的多個通道映射到適當的端口虛擬ID。這允許更改端口配置，而無需重新啟動交換機。
CPU板。在交換機中存在一個運行微服務器的CPU板。CPU板非常類似於商業服務器，包含商業x86 CPU、RAM和存儲介質。除了這些標准部件外，CPU板還通過專門的PCI-E總線與交換機ASIC互連，可實現對ASIC的快速調用。X86 CPU的存在使得能夠為交換機安裝商用Linux進而提供常見的操作系統功能。與服務器級CPU相比，交換機內的CPU通常性能要低一些。但是，FBOSS設計之初就假設交換機中的CPU與服務器級CPU一樣強大，因此交換機可以運行盡可能多的所需服務。
其它板管理器。交換機將各種繁雜功能從CPU和ASIC卸載到其它各種組件，以提高整體系統性能。這些組件中的兩個例子是復雜可編程邏輯器件（CPLD）和基板管理控制器（BMC）。CPLD負責狀態監控、LED控制、風扇控制和前面板端口管理。BMC是一種專用的片上系統，具有自己的CPU、存儲器、存儲器和連接傳感器/CPLD的接口。 BMC管理着電源和風扇。它還提供系統管理功能，例如遠程電源控制、LAN上串口、帶外監控和錯誤日志，以及用戶將操作系統安裝到設備之前的一個迷你操作系統環境。 BMC由OpenBMC等定制軟件控制。
二、事件處理程序
事件處理程序使交換機能夠將內部狀態更改通知到任何外部實體。交換機事件處理程序的機制與任何其他基於硬件的事件處理程序非常相似，因此處理程序可以同步或異步方式處理。我們討論兩個特定於交換機的事件處理程序：鏈路事件處理程序和慢速路徑數據包處理程序。
文章來源：開放網絡操作系統介紹(3)、Facebook FBOSS