最初的千兆防火墻是基于X86架構。X86架構采用通用CPU和PCI總線接口，具有很高的靈活性和可擴展性，過去一直是防火墻開發(fā)的主要平臺。其產品功能主要由軟件實現，可以根據用戶的實際需要而做相應調整，增加或減少功能模塊，產品比較靈活，功能十分豐富。
但其性能發(fā)展卻受到體系結構的制約，作為通用的計算平臺，x86的結構層次較多，不易優(yōu)化，且往往會受到PCI總線的帶寬限制。雖然PCI總線接口理論上能達到接近2Gbps的吞吐量，但是通用CPU的處理能力有限，盡管防火墻軟件部分可以盡可能地優(yōu)化，很難達到千兆速率。同時很多X86架構的防火墻是基于定制的通用操作系統，安全性很大程度上取決于通用操作系統自身的安全性，可能會存在安全漏洞。
ASIC架構
相比之下，ASIC防火墻通過專門設計的ASIC芯片邏輯進行硬件加速處理。ASIC通過把指令或計算邏輯固化到芯片中，獲得了很高的處理能力，因而明顯提升了防火墻的性能。新一代的高可編程ASIC采用了更靈活的設計，能夠通過軟件改變應用邏輯，具有更廣泛的適應能力。但是，ASIC的缺點也同樣明顯，它的靈活性和擴展性不夠，開發(fā)費用高，開發(fā)周期太長，一般耗時接近2年。
雖然研發(fā)成本較高，靈活性受限制、無法支持太多的功能，但其性能具有先天的優(yōu)勢，非常適合應用于模式簡單、對吞吐量和時延指標要求較高的電信級大流量的處理。目前，NetScreen在ASIC防火墻領域占有優(yōu)勢地位，而我國的首信也推出了我國基于自主技術的ASIC千兆防火墻產品。
NP架構
NP可以說是介于兩者之間的技術，NP是專門為網絡設備處理網絡流量而設計的處理器，其體系結構和指令集對于防火墻常用的包過濾、轉發(fā)等算法和操作都進行了專門的優(yōu)化，可以高效地完成TCP/IP棧的常用操作，并對網絡流量進行快速的并發(fā)處理。硬件結構設計也大多采用高速的接口技術和總線規(guī)范，具有較高的I/O能力。它可以構建一種硬件加速的完全可編程的架構，這種架構的軟硬件都易于升級，軟件可以支持新的標準和協議，硬件設計支持更高網絡速度，從而使產品的生命周期更長。由于防火墻處理的就是網絡數據包，所以基于NP架構的防火墻與X86架構的防火墻相比，性能得到了很大的提高。
NP通過專門的指令集和配套的軟件開發(fā)系統，提供強大的編程能力，因而便于開發(fā)應用，支持可擴展的服務，而且研制周期短，成本較低。但是，相比于X86架構，由于應用開發(fā)、功能擴展受到NP的配套軟件的限制，基于NP技術的防火墻的靈活性要差一些。由于依賴軟件環(huán)境，所以在性能方面NP不如ASIC。NP開發(fā)的難度和靈活性都介于ASIC和x86構架之間，應該說，NP是X86架構和ASIC之間的一個折衷。目前NP的主要提供商是Intel和Motorola，國內基于NP技術開發(fā)千兆防火墻的廠商最多，聯想、紫光比威等都有相關產品推出。
從上面可以看出，X86架構、NP和ASIC各有優(yōu)缺點。X86架構靈活性最高，新功能、新模塊擴展容易，但性能肯定滿足不了千兆需要。ASIC性能最高，千兆、萬兆吞吐速率均可實現，但靈活性最低，定型后再擴展十分困難。NP則介于兩者之間，性能可滿足千兆需要，同時也具有一定的靈活性。
三種架構綜合比較
