什么是白盒交换机?
白盒交换机是基于通用芯片、出售时不捆绑操作系统的裸机以太网交换机,由运营方选择其运行的网络操作系统。 IP Infusion 开发 OcNOS-DC,并在开放交换机硬件上以经过验证的完整系统形式交付,交换机及其软件作为一个产品经过测试后交付。
以硬件形式销售、软件单独选择的交换机
传统交换机是一个产品:厂商设计硬件、编写操作系统,并将两者一起销售。白盒交换机将这一产品一分为二。硬件由向众多买家供货的制造商打造,网络操作系统(NOS)则单独采购、许可和升级。同一理念也称为裸机交换机或开放网络交换机。
- 裸机。 交换机出厂时带有启动环境(通常是 ONIE,即开放网络安装环境),不含生产用操作系统。ONIE 会查找并安装运营方指定的 NOS 镜像。
- 通用芯片。 数据包由商用交换 ASIC 转发,芯片厂商将其销售给众多硬件制造商。转发容量、表项规模和缓冲深度都是芯片的属性,因此基于同一芯片的两台交换机具有相同的数据平面上限。
- 独立的 NOS。 路由协议、命令行、自动化接口和遥测都来自操作系统。运营方可以在不同硬件代际和供应商之间保持同一 NOS。
- 白盒与品牌白盒(brite box)。 品牌白盒(brite box)是以知名品牌销售的同类硬件,通常预装操作系统。设计相同,区别在于由谁为整套组合负责。
白盒交换机的内部构成
每台白盒交换机都具有相同的三层。了解哪一层决定什么,更便于比较平台和规划更新。
交换 ASIC
转发芯片决定端口速率、总交换容量、表项规模和缓存大小。OcNOS-DC 平台采用 Broadcom Trident 和 Tomahawk 芯片,其中 Tomahawk 系列提供最高容量。
控制 CPU 与引导加载程序
一颗小型 x86 或 ARM CPU 运行操作系统和路由协议,并通过芯片厂商的软件开发套件对 ASIC 进行编程。CPU 板上的 ONIE 负责安装 NOS,这正是硬件能够支持多种操作系统的原因。
网络操作系统
NOS 让硬件成为交换机:BGP、EVPN-VXLAN、CLI、NETCONF 和 YANG 模型,以及流式遥测。运维团队每天都在使用这一部分,因此它与硬件同样值得认真评估。
白盒交换机带来什么,又要求什么
这种模式改变了由谁负责哪项决策。它带来实实在在的自由度,同时也把过去由集成厂商承担的工作转移给了其他人。
带来的好处
- 硬件选择。 多家制造商基于相同芯片打造交换机,因此一个平台可以从多家供应商采购,并按价格、交付周期和端口组合进行比较。
- 软件生命周期长于硬件。 硬件更新时,配置、自动化和运维人员技能都随 NOS 保留下来。
- 分别定价。 硬件和软件是独立的费用项,因此各自都可以按自身条件进行评估。
- 开放接口。 现代 NOS 提供 NETCONF、YANG 和流式遥测,适合自动化运维。
提出的要求
- 集成。 必须有人让 NOS、硬件和光模块协同工作,包括依赖特定芯片的功能。
- 支持模式。 涉及两三家供应商时,故障需要明确的负责方。如果没有,时间就会耗费在证明是哪一层引起故障上。
- 验证。 每个 NOS 版本在每个硬件型号上都需要经过测试才能进入生产环境。自行构建白盒设备群的运营方需要自己承担这一测试负担。
经过验证的系统可以解决这三点。 OcNOS Systems 是可直接部署的开放路由器和交换机:OcNOS 运行于 硬件兼容性列表中的硬件上,每个平台均经 IP Infusion 认证,而 功能矩阵 在采购之前即显示每个平台支持哪些功能。
白盒交换机目前的应用场景
白盒交换机在数据中心最为常见,包括大型企业数据中心、MSP 和 AI 基础设施,这些场景中大量相同的交换机让硬件选择和自动化的收益得以体现。服务提供商则将同一模式应用于路由器。
数据中心 leaf-spine fabric
由 leaf 和 spine 组成的路由式 IP fabric ,在工作负载需要二层时叠加 EVPN-VXLAN overlay。每个机架都使用相同的交换机,因此非常适合这种模式。
AI 后端 fabric
GPU 集群需要具备无损传输能力的 高容量以太网 。OcNOS-DC 已在三款 Tomahawk5 平台上完成认证,每款交换容量为 51,200 Gbps。
经 OcNOS-DC 认证的白盒交换机
OcNOS-DC 是 IP Infusion 面向数据中心交换机的网络操作系统。下列平台是硬件兼容性列表中的 OcNOS-DC 条目,按 Broadcom ASIC 分组。角色即 HCL 角色:dc 表示数据中心 fabric,mgmt 表示管理网络,ipodwdm 表示列入 IP over DWDM 的平台。
| ASIC | 交换容量 | 平台 | HCL 角色 |
|---|---|---|---|
| Tomahawk5 (BCM78900) | 51,200 Gbps | Edgecore AIS800-64D;UfiSpace S9321-64E;UfiSpace S9321-64EO | dc;S9321-64EO 另支持 ipodwdm |
| Tomahawk4 (BCM56990) | 25,600 Gbps | Edgecore AS9736-64D(DCS520) | dc |
| Tomahawk3 (BCM56980) | 12,800 Gbps | Edgecore AS9716-32D(DCS510) | dc |
| Tomahawk2 (BCM56970) | 6,400 Gbps | Edgecore AS7816-64X (DCS500) | dc |
| Trident4 (BCM56880) | 12,800 Gbps | Edgecore AS9726-32DB (DCS240); UfiSpace S9300-32D | dc, ipodwdm |
| Trident3 X7 (BCM56870) | 3,200 Gbps | Edgecore AS7726-32X (DCS204); UfiSpace S9110-32X | dc |
| Trident3 X7 (BCM56873) | 2,000 Gbps | Edgecore AS7326-56X (DCS203) | dc |
| Trident3 X5 (BCM56770) | 2,000 Gbps | UfiSpace S8901-54XC; UfiSpace S8901-54XC-16G | dc |
| Trident3 X4 (BCM56771) | 1,080 Gbps | Edgecore AS5835-54X (DCS201); Edgecore AS5835-54T (DCS202) | dc |
| Trident3 X2 (BCM56277) | 120 Gbps | Edgecore AS4625-54T (EPS121);Celestica DS1000;UfiSpace S6301-56ST | mgmt |
- 覆盖全系列的同一软件线。 OcNOS 涵盖服务提供商路由(OcNOS-SP)和数据中心交换(OcNOS-DC),共有 40+ 个经过认证的平台。
- 分层级许可。 OcNOS-DC 许可分为 IPBASE、MGMT 和 PLUS 层级。 功能矩阵 将每项功能对应到层级和平台。
- 面向硬件制造商。 希望自有交换机出厂即搭载生产级 NOS 的制造商,可以通过以下方案内置 NOS: 面向 OEM 的 OcNOS.
集成式交换机、白盒,还是经过验证的开放系统
采购数据中心交换机的三种方式。区别与其说在硬件,不如说在于由谁集成、由谁测试,以及日后能更换什么。
| 问题 | 传统集成式交换机 | 自行组装的白盒 | 经过验证的开放系统 |
|---|---|---|---|
| 硬件来源 | 系统厂商 | 运营方选择的任意制造商 | 公开兼容性列表中的开放硬件 |
| 操作系统 | 绑定厂商 | 由运营方选择 | 由运营方选择,随硬件一起交付 |
| 由谁集成 | 厂商 | 运营方 | 软件供应商 |
| 由谁测试每个版本 | 厂商 | 运营方 | 软件供应商,按平台测试 |
| 日后更换硬件 | 通常意味着更换操作系统 | 可以,前提是 NOS 支持新型号 | 可以,限于经过认证的清单内 |
| 功能可见性 | 厂商数据手册 | 取决于 NOS 供应商 | 采购前按平台公布 |
白盒交换机常见问题
什么是白盒交换机?
裸机交换机与白盒交换机是一回事吗?
白盒网络厂商有哪些?
白盒交换机运行什么操作系统?
白盒交换机能否用于生产网络?
白盒交换机比传统交换机便宜吗?
白盒交换机能否用于 AI 网络?
继续阅读
- 开放网络:厂商、NOS 方案,以及 IP Infusion 的定位。
- 什么是网络解耦:白盒硬件背后的模式。
- 什么是白盒路由器:同一模式在服务提供商路由中的应用。
- 什么是网络操作系统:每台白盒设备上的软件层。
- 用于 AI 网络的交换机:面向 GPU fabric 的高容量平台。
- 什么是 IP fabric:大多数白盒交换机采用的 leaf-spine 设计。
- OcNOS-DC, OcNOS Systems,以及 OcNOS AI Fabric.
深入了解,随身带走。
两份比本页更深入的简短技术资料:完整版 OcNOS-DC 数据手册和 EVPN-VXLAN 数据中心参考。
OcNOS-DC 数据手册
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EVPN-VXLAN 数据中心网络
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