《云數據中心網絡與SDN：技術架構與實現》——2.2.4　機箱級開放

2.2.4　機箱級開放

芯片和軟件都有了，白盒還得有ODM來完成組裝。傳統的網絡廠商對自己硬件的設計都是秘而不宣的，SDN來了之后，各個ODM開始有機會進入網絡設備領域。一個盒子里面都有什么呢？硬件方面主板上的主要部件有BIOS、CPU、交換芯片、主板管理芯片（BMC），以及SFP、電源、LED、風扇、USB這些外圍器件；軟件方面是操作系統以及眾多的交換機應用程序。

在硬件方面，交換機是不需要服務器中的顯卡和聲卡的，對于內存、硬盤的要求也遠遠低于服務器。交換機相比服務器主要多的就是交換芯片，白盒交換機的設計多把交換芯片看作PCIe設備，CPU和交換芯片間往往通過PCIe通道進行通信。一塊交換芯片能夠連接的端口數量是有限的，核心交換機通常需要很大的端口密度，因此在設計盒子的時候可能需要對多塊交換芯片進行互聯，芯片互聯架構的設計會導致影響時延、信號串擾和散熱等諸多問題，將直接決定交換機整體的性能。另外，交換機的端口除了密度高，速率上通常也要比服務器上的網卡高，白盒的誕生伴隨著的光模塊成本的下降以及40GE/100GE的推廣，大量SFP/SFP+/QSFP的使用也會對硬件的設計造成很大的影響。ODM的任務就是做好主板的PCB設計，把交換機中的芯片和外圍器件有效地“攢”在一起。目前主流的幾家白盒交換機ODM包括Accton、Quanta和EdgeCore等。OCP中很多ODM都開源了自己的設計規范，Facebook也把自家的Wedge（ToR）和6 Pack（Spine）開放了出來。

光有硬件肯定是不行的。白盒出廠的時候是裸機，怎么才能裝上操作系統呢？當然，可以把USB啟動盤插在交換機上，然后像給服務器裝系統一樣安裝交換機的OS。不過，這種方法對于數據中心管理員來說可就不是什么好事情了，他們要面對的是成百上千的交換機，一臺一臺插USB手動裝系統是不現實的。好一點的辦法應該是類似于服務器的PXE啟動，交換機插上電之后，自己到遠端下載操作系統然后再自動裝上。這一技術對于白盒來說很重要，其實現依賴于Cumulus為OCP貢獻的ONIE（Open Network Installing Environment）。ONIE是一個集成了Busybox的小型Linux，裸機第一次上電時BIOS從Flash中加載ONIE，ONIE會自動到遠端去下載對應的白盒操作系統，將該系統存放在硬盤中，并進行系統的安裝，如圖2-13所示。第二次上電時，BIOS就會跳過ONIE，直接從硬盤中加載已經下載好的白盒操作系統。Cumulus還向OCP貢獻了APD（ACPI Platform Description），以適配不同的BIOS。ODM在完成組裝后，都會在裸機的Flash里面預裝ONIE，然后交付的才是一個名副其實的“白盒交換機”。

圖2-13　白盒交換機通過ONIE自動加載操作系統

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