早期运行 IOS 操作系统的 Cisco 路由器通过在中断处理程序中而不是在“常规”操作系统进程中进行数据包交换来提高数据包处理速度。在中断处理程序中进行数据包处理可确保操作系统内的上下文切换不会影响数据包处理。据我了解，中断处理程序是操作系统中用于处理中断的软件。如何理解中断处理程序中完成的数据包交换的概念？
【问题讨论】：
标签： interrupt interrupt-handling
当事件需要操作系统或安装中断服务例程的程序立即关注时，首选使用中断。这与轮询相反，在轮询中，软件会定期检查是否存在条件，这表明事件已发生。 中断服务程序通常并不意味着自己做很多工作。它们的编写目的是尽可能快地到达终点，以便可以恢复正常执行。 “正常执行”的意思是，中断发生时先前处理的位置和状态被中断。原因是必须避免在其处理程序仍在执行时再次发生相同的中断，否则可能会被忽略，或导致不正确的结果，甚至更糟的是导致软件故障（崩溃）。所以中断服务程序通常做的是，读取与该事件相关的任何数据并将其存储在队列中，发出队列经历突变的信号，并设置可能发生另一个中断的内容，然后通过恢复中断前上下文来恢复。现在可以异步处理与该中断相关的排队数据，而不会冒中断堆积的风险。
【讨论】：
以下是执行中断级切换的过程：
查找内存结构以确定下一跳地址和出接口。
进行开放系统互连 (OSI) 第 2 层重写，也称为 MAC 重写，这意味着更改数据包的封装以符合传出接口。
将数据包放入出接口的tx环或输出队列中。
更新适当的内存结构（重置缓存中的计时器、更新计数器等）。
从网络接口接收到数据包时引发的中断称为“RX 中断”。仅当执行上述所有步骤时，才会解除此中断。如果上述前三个步骤中的任何一个都无法执行，则将数据包发送到下一个交换层。如果下一个交换层是进程交换，则将数据包放入进程交换的传入接口的输入队列中，并解除中断。由于中断不能被同级中断打断，并且所有接口都会引发同级中断，因此在当前RX中断被解除之前，不能处理其他数据包。
可以在层次结构中组织不同的中断切换路径，从提供最快查找的路径到提供最慢查找的路径。用于处理数据包的最后手段始终是进程切换。并非每个中断交换路径都支持所有接口和数据包类型。通常，只有那些需要检查和仅限于包头的更改才能进行中断交换。如果在转发之前需要检查数据包有效负载，则无法进行中断切换。对于某些中断切换路径，可能存在更具体的限制。此外，如果传出接口上的第 2 层连接必须可靠（即，它包括对重传的支持），则无法在中断级别处理数据包。
以下是不能进行中断交换的数据包示例：
定向到路由器的流量（路由协议流量、简单网络管理协议 (SNMP)、Telnet、普通文件传输协议 (TFTP)、ping 等）。可以获取管理流量并将其定向到路由器。他们有特定的任务相关流程。
OSI 第 2 层面向连接的封装（例如 X.25）。有些任务太复杂，无法在中断切换路径中编码，因为要运行的指令太多，或者需要定时器和窗口。一些示例包括加密、局域网传输 (LAT) 转换和数据链路交换增强 (DLSW+) 等功能。
【讨论】：