Открытые сети и коммутаторы без ОС

Чем сетевой рынок отличается от серверного? На серверном рынке есть выбор. Сервер от глобального бренда, сервер от локального бренда, сервер от производителя платформ, самосборный сервер — на любой вкус и цвет найдется вариант.

Сетевой рынок (мы говорим про enterprise) гораздо более консервативен. Есть пара доминирующих компаний, есть все остальные. У каждого вендора своя ОС, свой набор нежно любимых и лелеемых багов, привычные методы их обхода, своя командная строка (хотя некоторые объединились с единой CLI). Всё свое.

Некоторое время назад появилось мнение, что для ускорения развития рынку не хватает Linux.

Сервер можно приобрести с ОС и без, можно подобрать конфигурацию под требования приложений, можно выбрать любой дистрибутив ОС или собрать собственный. Выбор богат, и именно это позволило развиться новой бизнес-модели, которая легла в основу успеха многих интернет-компаний. Появилось множество разработок в программной сфере, был запущен проект Open Compute ^[1] для оптимизации серверного оборудования

А что же происходило в сетевом оборудовании? Как коммутаторы управлялись почти 20 лет назад и как сейчас?

^[2]
Ничего не поменялось

Годы идут, а изменений не происходило. Да, сейчас началось движение в сторону OpenFlow и SDN, но сетевые вендоры так и продолжают предлагать закрытые варианты под именем открытых. Многие вендоры разрабатывают свои ОС на основе Linux, но никто не использует просто Linux.

В 2010 году была образована пара стартапов, BigSwitch Networks и Cumulus Networks, которые занялись разработкой такого решения. В 2012 году к ним присоединилась Pica8.

^[3]
Сетевая ОС

Очевидные трудности на этом пути — необходимость создавать образ под конкретный коммутатор и сложные способы установки, ведь у каждого коммутатора может быть свой загрузчик.

Сложные способы установки

Чтобы обойти это ограничение, была разработана среда Open Network Installation Environment (ONIE) ^[4]. По сути, это предустановленный микролинукс, который при первой загрузке ищет источник для установки полноценной сетевой ОС (NOS).

^[5]

Преимущества такого подхода:

1. Среда для установки любой сетевой ОС.
2. Автоматизация управления коммутаторами.
3. Управление коммутаторами как Linux серверами.

Совместимость с коммутаторами

Вторая важная современная тенденция — публикация SDK для работы с матрицами, которые были раньше отмечены как 3rd party closed. Mellanox Open Ethernet ^[6], Broadcom OF-DPA SDK ^[7], Intel грозится опубликовать свой ONS и инструментарий ^[8] в исходниках.

Распространение в массы

Не обошлось и без вездесущего Facebook, ONIE отдали в проект Open Compute ^[9] для развития действительно открытой сетевой инфраструктуры. Принципы не позволяют Facebook платить традиционным вендорам. :)

Несколько компаний уже сделали коммутаторы и опубликовали спецификации на сайте www.opencompute.org/wiki/Networking/SpecsAndDesigns ^[10]

Не забыта и программная часть:

^[11]
Общая идея

В рамках OCP запущен проект Open Network Linux ^[12], на основе которого предлагается строить готовые дистрибутивы для различных коммутаторов. Забавно, что ONL не поддерживает непосредственно обработку пакетов, так как не инициализирует матрицу. Только управляющую часть:

Однако, публикация SDK позволяет самому собрать дистрибутив. Просто добавь нужные пакеты.

В итоге, из коммутатора хотят сделать сервер с драйверами матрицы:

^[13]
Коммутатор будущего

Выбор Control Plane

Немалая часть современных коммутаторов работает на процессорах PowerPC, некоторые работают на x86, кто-то любит MIPS или ARM. В некоторых разработках уже предлагается размещать процессор на отдельной карте, так что можно будет выбирать между процессорами, дистрибутивами NOS и доступными приложениями.

Будущее

Facebook не сидит на месте и уже предложил концепт модульного коммутатора ^[14], обозвав это OCP Stage II.

^[15]

Control Plane сделан на основе микросервера семейства Group Hug (Intel, AMD, ARM на выбор), что позволило интегрировать управление коммутатором в единую систему FB. Кроме управления непосредственно ОС, стало возможным мониторить аппаратное состояние коммутатора точно также, как и сервера. Температура, напряжения, состояние вентиляторов — все видно привычным образом. В общем, пока одни (не будем показывать пальцем) изобретают сложные системы управления коммутаторами и серверами одновременно, другие упрощают коммутаторы до уровня серверов.

Программная часть, названная FBOSS, унифицирована с серверами. Управление матрицей идет через уровень абстракции, сетью можно управлять как еще одним сервисом. Все админы внезапно стали сетевыми админами :)

^[16]

Этот пример, скорее всего, будет подхвачен производителями и мы увидим больше модульных дизайнов в будущем.

Наше участие

Мы решили не оставаться в стороне и ряд моделей сделали доступными в виде Bare Metal Switch с предустановленной средой ONIE.

В список вошли:

Eos 220 ^[17] — 48x 1G Base-T, 4x 10G SFP+, двойной блок питания. Поддерживаются Cumulus Linux, Open Network Linux, BigSwitch Switch Light, Pica8

^[18]

Eos 400 ^[19] — 48x 10G SFP+, 4x 40G QSFP+, двойной блок питания. Поддерживаются Cumulus Linux, Open Network Linux, BigSwitch Switch Light, Pica8.

^[20]

Eos 420 ^[21] — 48x 10G SFP+, 6x 40G QSFP+, двойной блок питания. Поддерживаются Cumulus Linux, Open Network Linux, BigSwitch Switch Light.

^[22]

Автор: ETegro_Technologies

Источник ^[23]