浅谈数据中心白盒交换机开发

快来打我* 2023-06-06 07:57 14阅读 0赞

随着白盒交换机生态系统的发展，硬件，网络操作系统、控制、管理以及数据平面协议软件等逐步成熟，白盒交换机迎来了较大的发展，越来越多的客户投入到白盒交换机的研发和使用中，尤其在互联网行业，随着业务的精细化发展，对网络的特制化的需求越来越多，自主可控的白盒交换机愈发显得重要。

数据中心场景比较单一，需求明确，对软件特性的要求相对简单，非常适合采用白盒交换机

白盒交换机的研发分为以下几个步骤

需求分析->部件选型和供应商选型->ODM代工生产->软件开发->整机验证->部署/上市

# 需求分析： #

确定交换机的定位，应用场景，通过应用场景，确认出产品的软硬件规格，比如，用于高性能计算，那么重点关注高带宽，软件特性非常简单，交换机的规格可能为32个100G的盒式1U交换机。应用场景就是我们的需求，决定了我们的芯片选型，网络操作系统选型。

# 选型 #

包含硬件部件选型和供应商选型，网络操作系统选型

CPU选型：CPU主要由嵌入式系统CPU和X86 CPU，在传统的交换机中，CPU主要用于协议的计算，要求不高，通常选用嵌入式系统的CPU，比如Power PC的。在现在的数据中心中，为了更好的和linux以及外部系统兼容，数据中心交换机选择使用X86的也逐步成为一种趋势。

交换芯片选型：交换芯片的供应商有博通，Marvel，擎发科技，barefoot，国内的盛科，有得成熟稳定，有的价格便宜，有的可编程等，每家芯片都有自己的特点以及应用场景，这个就需要根据应用场景进行选择，比如国内有不少公司采用barefoot的可编程特性来开发SD-WAN网关。

ODM厂家选型：国内做ODM相关的厂商很多，不少给国外的互联网公司，如亚马逊，facebook生产白盒，技术也相对比较成熟，比如，天弘，富士康，智邦，DNI等，可以综合多家进行选择，也可以同时有多家供应商。

网络操作系统选型：网络操作系统很多，比如商用的有iCOS，marvel，IP Infusion，Pica 8，metaswitch等，开源的有SONIC，openswitch，这里，应用场景和定位就必须非常清晰，需求决定了网络操作系统。闭源的操作系统基本上是协议丰富，经过大规模的市场检验，但是也存在软件特性臃肿，开发性不够的缺点。如果白盒产品最终客户是企业网客户，那么建议选用闭源操作系统，如果是互联网客户，具备较强的技术实力，可选用SONIC。SONIC虽然距离商用还有一段距离，但是满足简单场景下的使用，是可行的，比如，高性能计算，数据中心TOR设备。个人判断，SONIC将是未来的发展方向，将极大的简化和改造我们的网络。SONIC的安全性，稳定性，可靠性方面还有待加强。

ODM代工生产  
定义好硬件规格和选型后，由ODM代工商生产，这里也需要关注主要部件的生产和选择，如PCB板，电源，不同的选材，价格差异较大，比如不同的电源存在不同的输入电压，在电压不稳定的时候，电源的差异就会暴露出来。建议在关键件选择上，都选择通过CCC认证的，这样至少有一定的质量保证。这个时候，最好也有硬件工程师，对产品硬件的设计，生产进行审核，保证产品的生产没有问题

# 软件开发 #

硬件样机出来后，需要进行相关的EMC等测试，同时，进行软件的适配，芯片SDK由芯片厂家提供，BSP由ODM厂家提供，需要将网络操作适配到样机上，此项工作由ODM厂家和交换机厂家共同开发完成。现在大部分芯片都支持SAI接口，网络操作系统只要支持SAI接口，那么可以快速的实现交换机的功能。但SAI一个交换机功能的最小集，如果要实现更多的复杂功能，需要网络操作系统进行驱动适配。

# 整机验证 #

软件开发完成后，就可以进行整机的系统测试，包括特性功能测试，稳定性，可靠性，性能，规格等方面的测试，同时，将设备部署在真实的业务场景中进行测试。

# 部署上市 #

测试完成后，交换机产品就可以进入量产阶段，如果要对外销售，需要到工信部申请入网认证（NAL证书，此操作可以部分提交到软件开发完成阶段），如果是自用，则可以进行上线部署运行

以上，是一款白盒交换机开发的大体过程，如果是成熟产品，历时3-4个月即可开发完成，如果是定制产品，历时7-9月即可上市。