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剖析交換機市場大變動:白盒裸機蠶食傳統市場&交換機路由器大融合

摘要:隨著Facebook主導的Open Compute Project(OCP)的開展,網絡設備綁定專屬軟件的情況開始發生變化。今天,通過OCP認證的裸機交換已嶄露頭角,在市場中占據了重要地位。IHS 預測,到2023年,裸機數據中心交換機端口出貨量將占端口出貨量的34%,高于2018年報告的20%。

  ICCSZ訊 過去,網絡交換設備需要搭配專有軟件或操作系統。2011年,隨著Facebook主導的Open Compute Project(OCP)的開展,網絡設備綁定專屬軟件的情況開始發生變化。今天,通過OCP認證的裸機交換已嶄露頭角,在市場中占據了重要地位。

  據調查機構IHS 的數據中心網絡設備市場2019年第二季度報告顯示,裸機交換機(即不帶有預加載/硬編碼網絡操作系統的交換機)是一個快速增長的細分市場。IHS 預測,到2023年,裸機數據中心交換機端口出貨量將占端口出貨量的34%,高于2018年報告的20%。

  其中,通過OCP認證的交換機推動了裸機交換市場的發展。據悉,通過OCP認證的交換機在裸機數據中心交換機總收入中占比55%,為2.21億美元。與2018年第二季度的34%的份額相比,這是一個巨大的收益。

  OCP(Open Compute Project,開放計算項目)是Facebook于8年前啟動的一個項目,這是一項開源硬件計劃,旨在推動網絡規模的運營和服務的部署。如今,OCP擁有來自近200個成員組織的數千名工程師,他們致力于為大型數據中心和大型服務提供商等提供更節能的硬件設備。

  根據IHS Markit的說法,裸機交換機市場的增長歸因于多種因素,包括數據中心資本支出的削減,軟件定義網絡(SDN)部署的增加以及基于商用和可編程交換機芯片的采用率的上升。這些因素促使OCP認證的交換機成為網絡關注的焦點,同時促進了它們在數據中心網絡中的部署。

  總體而言,隨著數據中心運營商越來越多地采用成本更低、商品化的硬件,與傳統交換機相比,裸機交換機將在數據中心網絡市場蓬勃發展。

  傳統交換機vs裸機交換機vs白盒交換機

  上述報告內容中提到了兩個詞,傳統交換機和裸機交換機,不過,傳統交換機之外可不只是裸機交換機,很多人更熟悉、聽說頻次更高的可能是白盒交換機,那么傳統交換機、裸機交換機以及白盒交換機有何異同之處呢?

  傳統交換機

  交換機可以說是電信網絡的心臟,通常一個好的交換機應同時具備良好的硬件性能和軟件性能。但是,現在市場上大多數交換機的硬件和軟件都是綁定使用,也就是說,如果你選擇了某一品牌的交換機,你就必須使用該品牌的交換機軟件。舉個例子,如果您購買了Juniper EX或MX,那么您也必須購買JUNOS;如果您購買了Cisco Catalyst交換機,那么您也必須購買IOS。這在某種程度上來說是一種壟斷,造成了交換機的價格十分昂貴。

  裸機交換機

  裸機交換機只包含硬件,由用戶自主購買或者選擇軟件操作系統。多年來,構建服務器一直是采用的這種方式(有時是PC和筆記本電腦)。用戶自己選擇需要運行的應用程序,然后選擇最能支持該應用程序或最適合的操作系統,然后選擇可以在其上運行所有程序的硬件。

  裸機制造商主要是臺灣企業,包括Accton,Quanta QCT,Alpha Networks和Delta Computer等公司,這些公司還是許多主流交換機供應商的原始設計制造商(ODM)。實際上,用戶購買的某些裸機交換機與從主流供應商處購買的交換機相同,只是沒有標簽和沒有操作系統,且成本也很低。

  目前,市場上可用的操作系統都是商業軟件。OCP的開放網絡Linux(ONL)是一個開源開發平臺,用戶可根據自身需求在該平臺上構建實際的操作系統,開發人員可以在其基礎上進行二次開發,但是不能將其直接部署到生產網絡中。

  白盒交換機

  白盒交換機和裸機交換機的概念常常會讓人混淆,兩者不同之處在于,白盒交換機安裝了操作系統。它仍然是一個開放式交換機,因為操作系統和硬件沒有像傳統交換機那樣集成在一起,相當于你是打包購買了一個裸機交換機和一個操作系統。

  例如,如果你從Accton的子公司Edge-Core Networks購買交換機,你可能會選擇裸機或者是安裝了DCSS SwitchOS的白盒或安裝了Cumulus Linux的白盒。Juniper提供了一個白盒解決方案OCX1100,與JUNOS打包銷售。Pica8也是提供的白盒解決方案,你可以將其PicOS與交換機一起購買。Big Switch Networks也是白盒供應商,用戶可以打包購買他們的SDN軟件和裸機交換機

(幾種交換機對比)

  自從軟件定義網絡(SDN)出現以后,市場對白盒交換機的需求越來越大,SDN通過軟件控制器和直接流表轉發的白盒交換機就可以完成數據中心網絡的部署,而且這種網絡部署快、成本低、便于維護,是現有數據中心網絡望塵莫及的。總的來說,白盒交換機的市場發展空間很大,特別是超大規模云服務提供商的出現,其自建云數據中心將需要大量的白盒交換機

  從正反兩面看白盒交換機市場

  白盒交換機最大的優勢是購置成本,它比思科、Arista或Juniper的品牌交換機和路由器價格上要低50%,其他優勢還包括網絡操作系統提供的開放API,可以為對此功能感興趣的特定客戶群定制交換機部署。

  除了降低購買成本外,白盒網絡還具有以下優勢(與流行的品牌交換機相比):

  •  易于部署
  •  改進的網絡管理和自動化
  •  開放API和到流行的DevOps工具的鏈接,以支持定制

  成熟的技術和開源組織的支持使白盒交換機正在成為傳統交換機的強大替代品,可用于正在部署和升級的基礎設施,以提高數據中心、園區和分支機構的性能。白盒交換機帶有獨立的網絡操作系統(NOS),能夠驅動第2層和第3層網絡智能。NOS可以預先安裝在交換機上,也可以單獨購買。

  基于Broadcom芯片的白盒網絡硬件供應商包括Accton,DELL,Celestica,EdgeCore,富士康,Lanner和Quanta。白盒硬件網絡操作系統供應商包括Arrcus,Kaloom,Cumulus,Big Switch,Pica 8,Pluribus和Snaproute。開源NOS包括FBOSS(來自Facebook和OCP)和Sonic(來自微軟)。

  帶有開放NOS的白盒交換機已廣泛部署在領先的超大規模云提供商的數據中心中,例如谷歌、Facebook和微軟。其他部署了品牌NOS軟件的白盒交換機的企業包括大型通信服務提供商(CSP)和Tier 2云提供商。

  既然白盒交換機具有眾多優勢,為什么還沒有實現普及?

  盡管具備明顯的成本優勢,但是配備獨立NOS解決方案的白盒交換機在企業IT部門的采用還是受到了限制。原因有很多,首先白盒市場缺乏明確的領導者,在具體實施方面面臨著挑戰。此外,企業更關注廠商能夠提供的服務質量以及后續的維護和支持,這使得IT專業人員依舊傾向于選擇傳統的品牌以太網交換機

  來自企業的多方面考量:

  1)企業IT組織或許能夠從NOS功能中受益,但是很大概率下,他們可能也不會獲得實質上的好處,特別是當他們將白盒交換機和傳統的以太網交換機混合使用的時候。白盒交換機的部署相對比較簡單,每個NOS都有其獨特的管理界面,這與品牌交換機的傳統CLI管理界面有很大不同。

  2)由于不同的業務需求,企業可能需要同時部署多種交換機,每個交換機都有自己獨特的操作系統,不同系統之間的集成對于企業來說挑戰非常大。例如,在兩個非常不同的操作環境中,將白盒交換機引入具有思科以太網交換機的環境可能很復雜,白盒交換機也必須集成到企業管理和安全系統中。

  3)許多IT組織希望依靠渠道合作伙伴來部署白盒交換機并將其集成到其數據中心或園區中,通常情況下,對于企業來說,獲得24小時服務和支持的能力以實現不間斷的運營至關重要,許多白盒解決方案缺乏傳統以太網交換機所具有的信道深度和支持。

  4)目前,白盒交換機市場并沒有明顯的贏家,并且許多供應商的規模很小,企業IT部門面臨的挑戰是在大量的NOS產品中選擇具有獨立NOS并能夠長期生存下來的白盒。由于缺乏支持,利用開源NOS更具挑戰性。

  交換機與路由器融合?

  交換機除自身存在品牌交換機、裸機交換機、白盒交換機之間的混戰外,與路由器間也正進行著一場“沒有硝煙的戰役”。

  業界有一種言論,交換機未來會取代路由器。未來交換機將與路由器合并,還是會出現兼具兩者功能的獨立網絡操作系統,目前還未有統一的定論。

  早在20世紀20年代,用于電話網絡的交換技術就已經誕生了,而我們今天所知的數據中心交換技術始于1969年的ARPANET,用于將多臺計算機連接起來以便共享數據。路由器于1981年在斯坦福大學和麻省理工學院(MIT)獨立發明,用于將多個網絡連接起來——可以說是一種面向交換機交換機,但它在網絡協議棧的第3層運行,而不是在交換進行的第2層運行。

  從那時起,交換和路由一直處于彼此交戰的狀態,近年來路由器功能已并入到交換機ASIC及其操作系統中,主要是由于超大規模計算公司和云構建商的數據流比典型的企業要復雜得多,而且它們厭倦了這一點:擁有第2層功能以及第3層路由功能的交換機明明可以用少得多的錢就能完成任務,卻為路由器骨干網支付高昂的費用。Arrcus去年7月推出了一種可在商用芯片上同時提供交換功能和路由功能的全新網絡操作系統,或許可以一窺未來趨勢。

  總結

  在5G的浪潮下,由于大量數據需要進行分析、處理和傳輸,網絡架構設計必定會發生改變。再加上物聯網、人工智能、VR/AR 等新一代信息技術的快速演進,數據中心將面臨電信級和企業級的市場需求,一大批以太網交換機、路由器和無線網絡設備將在新的網絡架構和網絡基礎設施建設潮流中展現新生機。盡管這幾年白盒交換機并沒有像想象般高速發展,而是依然“聚焦”于有較強技術能力的互聯網大公司。但是,從全球來看,網絡軟件化和硬件白盒化將成為趨勢,未來老牌網絡設備廠商將面臨更大的競爭壓力。

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