网络定义 · 裸机 · 通用芯片

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。

40+经过认证的开放平台
10 中有 7项 OcNOS 功能基于公开标准
Tomahawk, TridentBroadcom 数据中心交换芯片
51,200 GbpsTomahawk5 交换容量

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。

白盒交换机是 网络解耦的一种形式;网络解耦是将硬件和软件作为独立层级分别采购的更广泛做法。同一理念在服务提供商领域的对应形式是 白盒路由器.

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。

管理网络

带外网络连接每个控制台和管理端口。HCL 列出了三款用于该管理角色的 Trident3 X2 平台。

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 GbpsEdgecore AIS800-64D;UfiSpace S9321-64E;UfiSpace S9321-64EOdc;S9321-64EO 另支持 ipodwdm
Tomahawk4 (BCM56990)25,600 GbpsEdgecore AS9736-64D(DCS520)dc
Tomahawk3 (BCM56980)12,800 GbpsEdgecore AS9716-32D(DCS510)dc
Tomahawk2 (BCM56970)6,400 GbpsEdgecore AS7816-64X (DCS500)dc
Trident4 (BCM56880)12,800 GbpsEdgecore AS9726-32DB (DCS240); UfiSpace S9300-32Ddc, ipodwdm
Trident3 X7 (BCM56870)3,200 GbpsEdgecore AS7726-32X (DCS204); UfiSpace S9110-32Xdc
Trident3 X7 (BCM56873)2,000 GbpsEdgecore AS7326-56X (DCS203)dc
Trident3 X5 (BCM56770)2,000 GbpsUfiSpace S8901-54XC; UfiSpace S8901-54XC-16Gdc
Trident3 X4 (BCM56771)1,080 GbpsEdgecore AS5835-54X (DCS201); Edgecore AS5835-54T (DCS202)dc
Trident3 X2 (BCM56277)120 GbpsEdgecore AS4625-54T (EPS121);Celestica DS1000;UfiSpace S6301-56STmgmt
  • 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?
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。运营方通常通过 ONIE 等启动环境安装自选的网络操作系统。硬件、交换芯片和软件可以分别来自不同的供应商。
裸机交换机与白盒交换机是一回事吗?
实际上是的。裸机强调交换机出厂时不含生产用操作系统;白盒强调硬件不绑定某一软件品牌。品牌白盒(brite box)是以知名品牌销售的同类硬件,通常已预装操作系统。三者都基于通用芯片运行。
白盒网络厂商有哪些?
白盒网络涉及三类厂商:打造交换机的硬件制造商、提供转发数据包 ASIC 的芯片厂商,以及提供运行其上的网络操作系统的软件供应商。OcNOS-DC 已在 Edgecore、UfiSpace 和 Celestica 基于 Broadcom Tomahawk 和 Trident 芯片的交换机上完成认证,IP Infusion 在这些硬件上以经过验证的完整系统形式交付 OcNOS。
白盒交换机运行什么操作系统?
任何支持该硬件及其交换芯片的网络操作系统。开源和商用方案均有,所选方案决定路由功能、自动化接口以及由谁支持软件。OcNOS-DC 是 IP Infusion 面向数据中心交换机的网络操作系统,OcNOS 功能矩阵显示每个经过认证的平台支持哪些功能。
白盒交换机能否用于生产网络?
硬件已经可以:它采用业界广泛使用的同类通用芯片。风险在于组合。特定的操作系统版本、硬件型号和光模块必须一起测试,并且必须有人对结果负责。采用经过验证的系统,由软件供应商测试并交付整套组合,就能把这部分工作从运营方身上移走。
白盒交换机比传统交换机便宜吗?
硬件和软件分别定价,因此运营方可以按各自的条件进行比较,并在硬件更新换代时保留同一软件。完整的比较还需计入集成、测试和支持所需的时间。有意义的衡量标准是网络整个生命周期的总成本,而不是单台设备的价格。
白盒交换机能否用于 AI 网络?
可以。AI 后端 fabric 由高容量以太网交换机构建,其中多款属于开放硬件。OcNOS-DC 已在三款交换容量为 51,200 Gbps 的 Broadcom Tomahawk5 平台上完成认证:Edgecore AIS800-64D、UfiSpace S9321-64E 和 UfiSpace S9321-64EO。

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。

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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解决方案简报

EVPN-VXLAN 数据中心网络

基于 EVPN-VXLAN 的 leaf-spine 数据中心 fabric:每租户一个 VRF 和多个 VNI、EVPN 多归属、BGP unnumbered 和 route-target 过滤。

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