网络定义 · NOS · 开放网络

什么是网络操作系统？

网络操作系统（NOS）是运行路由器或交换机的软件：它通过 BGP 和 IS-IS 等协议计算路由，对转发芯片进行编程，并提供运营方用于配置和监控设备的 CLI 和 API。开放 NOS 可以安装在多家制造商的硬件上。 OcNOS 是 IP Infusion 开发的商用 NOS，以软件形式以及在 40+ 个开放硬件平台上经过验证的完整系统形式交付。

什么是 OcNOS OcNOS 功能矩阵
40+经过认证的开放平台
SP + DCOcNOS-SP 与 OcNOS-DC 两个产品系列
32G 至 51.2T系统容量范围

网络操作系统有什么作用？

路由器或交换机以截然不同的速度完成两项工作。转发芯片以线速转发每个数据包。NOS 运行在旁边的 CPU 上，决定芯片应该做什么。这些工作分为三个平面。

跟随一条路由穿过路由器，了解 NOS 各部分的作用。

管理平面CLI、NETCONF 和 YANG、零接触部署、gNMI 遥测
控制平面BGP、IS-IS 和 OSPF；MPLS 和段路由
转发层将路由、标签和策略转换为硬件表项
平台层Linux 基础系统；端口、光模块、风扇和电源驱动
转发芯片以线速转发每个数据包
端口
  1. 1运维人员或自动化工具通过 CLI 或 NETCONF 和 YANG 下发配置。
  2. 2BGP 和 IS-IS 等路由协议与相邻路由器交换路由，并计算最佳路径。
  3. 3转发层通过芯片厂商的软件接口，将该路径写入芯片的硬件表。
  4. 4芯片以线速转发每个数据包，无需询问 CPU。遥测通过管理平面报告其观测到的情况。
NOS 运行在 CPU 上，决定流量的去向。转发芯片负责传送数据包。

控制平面

路由和信令协议（如 BGP、IS-IS 和 OSPF ）与邻居交换可达性信息、计算最佳路径并处理故障。在服务提供商网络中，这一平面还运行 MPLS 和分段路由。

OcNOS 中的 BGP

转发层

NOS 通过芯片厂商的软件接口，将路由、标签和策略转换为交换芯片上的 硬件表项 。此后芯片自行转发，无需询问 CPU。

OcNOS 中的 QoS

管理平面

CLI、 NETCONF 和 YANG 用于配置，零接触部署用于首次启动，gNMI 流式遥测用于监控。这是运维人员和自动化工具实际接触的界面。

流式遥测

这三个平面之下是平台层：大多数现代网络操作系统所基于的 Linux 底座，以及因硬件型号而异的端口、光模块、风扇和电源驱动程序。正因为有这一层，NOS 必须在每个平台上验证，而不仅仅是在每款芯片上验证。

集成式、开放式和嵌入式网络操作系统

每台路由器和交换机都运行 NOS。各类型的区别在于 NOS 与硬件的关系，以及由谁对其负责。

集成式 NOS

单一厂商 厂商的 NOS 厂商的硬件

仅随厂商自有硬件销售。

开放 NOS

商用或开源 NOS 制造商 A制造商 B制造商 C

安装在多家厂商的开放硬件上。

嵌入式 NOS

另一家公司的产品 授权 NOS 该公司的硬件

经授权并内置于网络产品中。

各类型的区别在于由谁提供 NOS，以及它能在哪些硬件上运行。
  • 集成式 NOS。 由硬件厂商编写，仅在该厂商的硬件上销售。软件和硬件是一个产品，遵循同一路线图。
  • 开放 NOS，也称为解耦 NOS。 单独销售或分发，安装在多家制造商的开放硬件上。它是 网络解耦中的软件部分，可以是商用产品，也可以是开源产品。
  • 商用开放 NOS。 由软件公司开发、发布和支持的开放 NOS，具备经过认证的硬件和公开的功能清单。OcNOS 属于这一类。
  • 开源 NOS。 由社区开发，可免费使用，由内部团队或通过发行版合作伙伴提供支持。运营方需要承担更多集成工作。
  • 嵌入式 NOS。 由网络产品公司获得许可并内置到自有硬件中的 NOS，无需自行编写路由软件。请参阅 面向 OEM 的 OcNOS.

路由器 NOS 与交换机 NOS 解决的是不同问题

二者采用同一 NOS 架构，但服务提供商路由器和数据中心交换机需要不同的功能集，因此 OcNOS 分为两个产品系列。

路由器 NOS：服务提供商网络

基站 汇聚 边缘 核心

OcNOS-SP

交换机 NOS：数据中心 fabric

SpineSpine LeafLeafLeafLeaf

管理网络

OcNOS-DC

路由器 NOS 负责从基站到核心的服务提供商网络运行。交换机 NOS 负责数据中心 fabric 的 Leaf 层和 Spine 层运行。
需求服务提供商路由器 NOS数据中心交换机 NOS
传输MPLS, SR-MPLS, SRv6路由式 IP fabric、VXLAN
业务L3VPN、EVPN over MPLS、以太网业务用于多租户网段的 EVPN-VXLAN
时间同步用于 5G 的 PTP 和 SyncE通常不需要
流量处理分层 QoS，部分芯片支持深缓冲ECMP，面向 AI 的基于 PFC 和 ECN 的无损 RoCEv2
典型角色基站、汇聚、边缘、核心Leaf、spine、管理网络
OcNOS 产品系列OcNOS-SPOcNOS-DC

如何评估开放 NOS，以及需要规划的取舍

开放 NOS 让您可以选择硬件，并在其上采用统一的运维模式。相应地，必须有人证明软件在您所采购的具体硬件上能满足需求。以下问题将决定这一点。

  • 按平台的功能覆盖。 功能取决于芯片。应索取哪些功能在哪个硬件型号和版本上运行的清单，而不是一份笼统的功能列表。
  • 经过认证的硬件。 在指定平台上经过认证的 NOS，已经针对该平台的端口、光模块和驱动程序进行了测试。仅支持该芯片的 NOS 则没有经过这样的测试。
  • 自动化接口。 对照现有工具，检查配置模型、遥测路径和首次启动部署方式。
  • 支持责任。 当软件和硬件来自不同供应商时，应事先约定可能出在任一侧的故障由谁负责。
  • 许可。 了解功能如何打包，以及许可是按角色、端口数还是设备计算。
  • 升级路径。 了解新版本如何在您运行的平台上进行测试，以及您自己将如何测试。

以经过验证的系统形式交付的 NOS 可在采购前回答其中大部分问题。IP Infusion 公布了这一答案的两个部分： OcNOS 功能矩阵 将每项功能对应到支持它的平台，而 硬件兼容性列表 列出每个经过认证的平台。

OcNOS：两个产品系列，所有角色统一 CLI

IP Infusion 将 OcNOS 作为商用网络软件开发，并以经过验证的完整系统形式交付。OcNOS 分为两个产品系列：面向服务提供商路由器的 OcNOS-SP，以及面向数据中心和 AI fabric 交换机的 OcNOS-DC。每个系列按版本销售，两者共用一套 CLI 和一套自动化模型。

OcNOS-SP

经过认证的路由器 基于 Broadcom Qumran 和 Jericho2C+ 芯片，从 32 Gbps 基站路由器到 14.4 Tbps 核心路由器，适用于基站、汇聚、边缘、核心和 IPoDWDM 角色。

版本IPBASEMPLSCSRPLUS
OcNOS-SP

OcNOS-DC

经过认证的交换机 基于 Broadcom Trident 和 Tomahawk 芯片，从 120 Gbps 管理交换机到 51.2 Tbps Tomahawk5 交换机，适用于管理、数据中心和 IPoDWDM 角色。

版本IPBASEPLUSDC-MGMT
OcNOS-DC

三种采购方式

OcNOS 软件运行于 自选的硬件 （从 HCL 中选择）；可直接部署的预集成 OcNOS Systems；或内置到自有产品中的面向 OEM 的 OcNOS。

OcNOS Systems

网络操作系统模式对比

没有一种模式适合所有运营方。下表列出每种模式中责任的归属。

问题集成式 NOS开源 NOS商用开放 NOS以经过验证的系统交付的 NOS
硬件厂商自有运营方选择的开放硬件支持清单中的开放硬件指定且经过认证的平台
由谁开发功能厂商社区和贡献者软件公司软件公司
由谁提供支持厂商内部团队或发行版合作伙伴软件公司由一家供应商负责软件和硬件
按平台的功能覆盖厂商数据手册运营方自行测试由厂商公布按平台公布并经过测试
集成工作低高中低
硬件选择单一厂商广泛多家制造商多家制造商

网络操作系统常见问题

什么是网络操作系统？
网络操作系统（NOS）是运行路由器或交换机的软件。它运行决定流量去向的路由协议，将这些决策编程到转发芯片中，并提供运营方用于配置和监控设备的 CLI 和 API。OcNOS 是 IP Infusion 为服务提供商路由器和数据中心交换机开发的网络操作系统。
什么是开放 NOS？
开放 NOS 是与硬件分开销售或分发、可安装在多家制造商交换机和路由器上的网络操作系统。运营方独立选择硬件和 NOS，并通过 NETCONF、YANG 和 gNMI 等标准接口管理网络。
什么是解耦网络操作系统？
解耦 NOS 是解耦路由器或交换机中的软件部分。它单独许可，安装在基于通用芯片的开放硬件上，并按自身的版本发布节奏升级，与硬件生命周期无关。实际上，开放 NOS 和解耦 NOS 这两个术语描述的是同一事物。
网络操作系统与服务器操作系统相同吗？
不同。大多数现代网络操作系统都基于 Linux 底座构建，但使其成为 NOS 的是上层的网络软件：路由协议、对交换芯片进行编程的转发层，以及为网络运维设计的管理平面。服务器操作系统运行应用程序；NOS 运行的是网络设备本身。
服务提供商 NOS 与数据中心 NOS 有何区别？
服务提供商 NOS 运行接入、汇聚和核心网络中的路由器，因此侧重 MPLS、分段路由、VPN 业务、QoS 和时间同步。数据中心 NOS 运行 leaf 和 spine 交换机，因此侧重 BGP underlay、EVPN-VXLAN overlay，以及用于 AI 集群的无损以太网。IP Infusion 为前者提供 OcNOS-SP，为后者提供 OcNOS-DC。
一个 NOS 能否运行在不同制造商的交换机和路由器上？
可以，这正是开放 NOS 的意义所在。OcNOS 运行于 Edgecore、UfiSpace 和 Celestica 基于 Broadcom Qumran、Jericho、Trident 和 Tomahawk 芯片打造的 40+ 个经过认证的平台，硬件兼容性列表逐一列出了这些平台。
如何选择网络操作系统？
从网络中的角色入手，然后针对每个角色检查四件事：所需的每项功能在将要采购的具体硬件上受支持；该硬件在经过认证的清单中；自动化接口与您的工具相匹配；一份支持合同同时覆盖软件和硬件。

深入了解，随身带走。

两份简明的技术下载资料，内容比本页更为深入：完整的 OcNOS-SP 数据手册与完整的 OcNOS-DC 数据手册。

数据手册

OcNOS-SP 数据手册

完整的 OcNOS-SP 规格：接入、基站站点与汇聚功能集、软件 SKU、支持的硬件平台，以及解决方案订购指南。

获取数据手册
数据手册

OcNOS-DC 数据手册

完整的 OcNOS-DC 规格：EVPN-VXLAN 与 Ethernet for AI 功能集、软件 SKU、支持的硬件平台，以及解决方案订购指南。

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