剖析交換機(jī)市場大變動(dòng)：白盒裸機(jī)蠶食傳統(tǒng)市場&交換機(jī)路由器大融合

  ICCSZ訊 過去，網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備需要搭配專有軟件或操作系統(tǒng)。2011年，隨著Facebook主導(dǎo)的Open Compute Project(OCP)的開展，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備綁定專屬軟件的情況開始發(fā)生變化。今天，通過OCP認(rèn)證的裸機(jī)交換已嶄露頭角，在市場中占據(jù)了重要地位。

  據(jù)調(diào)查機(jī)構(gòu)IHS 的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備市場2019年第二季度報(bào)告顯示，裸機(jī)交換機(jī)(即不帶有預(yù)加載/硬編碼網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的交換機(jī))是一個(gè)快速增長的細(xì)分市場。IHS 預(yù)測，到2023年，裸機(jī)數(shù)據(jù)中心交換機(jī)端口出貨量將占端口出貨量的34%，高于2018年報(bào)告的20%。

  其中，通過OCP認(rèn)證的交換機(jī)推動(dòng)了裸機(jī)交換市場的發(fā)展。據(jù)悉，通過OCP認(rèn)證的交換機(jī)在裸機(jī)數(shù)據(jù)中心交換機(jī)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(gè)巨大的收益。

  OCP(Open Compute Project，開放計(jì)算項(xiàng)目)是Facebook于8年前啟動(dòng)的一個(gè)項(xiàng)目，這是一項(xiàng)開源硬件計(jì)劃，旨在推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的運(yùn)營和服務(wù)的部署。如今，OCP擁有來自近200個(gè)成員組織的數(shù)千名工程師，他們致力于為大型數(shù)據(jù)中心和大型服務(wù)提供商等提供更節(jié)能的硬件設(shè)備。

  根據(jù)IHS Markit的說法，裸機(jī)交換機(jī)市場的增長歸因于多種因素，包括數(shù)據(jù)中心資本支出的削減，軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)部署的增加以及基于商用和可編程交換機(jī)芯片的采用率的上升。這些因素促使OCP認(rèn)證的交換機(jī)成為網(wǎng)絡(luò)關(guān)注的焦點(diǎn)，同時(shí)促進(jìn)了它們?cè)跀?shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中的部署。

  總體而言，隨著數(shù)據(jù)中心運(yùn)營商越來越多地采用成本更低、商品化的硬件，與傳統(tǒng)交換機(jī)相比，裸機(jī)交換機(jī)將在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)市場蓬勃發(fā)展。

  傳統(tǒng)交換機(jī)vs裸機(jī)交換機(jī)vs白盒交換機(jī)

  上述報(bào)告內(nèi)容中提到了兩個(gè)詞，傳統(tǒng)交換機(jī)和裸機(jī)交換機(jī)，不過，傳統(tǒng)交換機(jī)之外可不只是裸機(jī)交換機(jī)，很多人更熟悉、聽說頻次更高的可能是白盒交換機(jī)，那么傳統(tǒng)交換機(jī)、裸機(jī)交換機(jī)以及白盒交換機(jī)有何異同之處呢?

  傳統(tǒng)交換機(jī)

  交換機(jī)可以說是電信網(wǎng)絡(luò)的心臟，通常一個(gè)好的交換機(jī)應(yīng)同時(shí)具備良好的硬件性能和軟件性能。但是，現(xiàn)在市場上大多數(shù)交換機(jī)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(jī)，你就必須使用該品牌的交換機(jī)軟件。舉個(gè)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(jī)，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(jī)的價(jià)格十分昂貴。

  裸機(jī)交換機(jī)

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

  裸機(jī)制造商主要是臺(tái)灣企業(yè)，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(jī)供應(yīng)商的原始設(shè)計(jì)制造商(ODM)。實(shí)際上，用戶購買的某些裸機(jī)交換機(jī)與從主流供應(yīng)商處購買的交換機(jī)相同，只是沒有標(biāo)簽和沒有操作系統(tǒng)，且成本也很低。

  目前，市場上可用的操作系統(tǒng)都是商業(yè)軟件。OCP的開放網(wǎng)絡(luò)Linux(ONL)是一個(gè)開源開發(fā)平臺(tái)，用戶可根據(jù)自身需求在該平臺(tái)上構(gòu)建實(shí)際的操作系統(tǒng)，開發(fā)人員可以在其基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開發(fā)，但是不能將其直接部署到生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)中。

  白盒交換機(jī)

  白盒交換機(jī)和裸機(jī)交換機(jī)的概念常常會(huì)讓人混淆，兩者不同之處在于，白盒交換機(jī)安裝了操作系統(tǒng)。它仍然是一個(gè)開放式交換機(jī)，因?yàn)椴僮飨到y(tǒng)和硬件沒有像傳統(tǒng)交換機(jī)那樣集成在一起，相當(dāng)于你是打包購買了一個(gè)裸機(jī)交換機(jī)和一個(gè)操作系統(tǒng)。

  例如，如果你從Accton的子公司Edge-Core Networks購買交換機(jī)，你可能會(huì)選擇裸機(jī)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(gè)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(jī)一起購買。Big Switch Networks也是白盒供應(yīng)商，用戶可以打包購買他們的SDN軟件和裸機(jī)交換機(jī)。

(幾種交換機(jī)對(duì)比)

  自從軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)出現(xiàn)以后，市場對(duì)白盒交換機(jī)的需求越來越大，SDN通過軟件控制器和直接流表轉(zhuǎn)發(fā)的白盒交換機(jī)就可以完成數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的部署，而且這種網(wǎng)絡(luò)部署快、成本低、便于維護(hù)，是現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)望塵莫及的?？偟膩碚f，白盒交換機(jī)的市場發(fā)展空間很大，特別是超大規(guī)模云服務(wù)提供商的出現(xiàn)，其自建云數(shù)據(jù)中心將需要大量的白盒交換機(jī)。

  從正反兩面看白盒交換機(jī)市場

  白盒交換機(jī)最大的優(yōu)勢(shì)是購置成本，它比思科、Arista或Juniper的品牌交換機(jī)和路由器價(jià)格上要低50%，其他優(yōu)勢(shì)還包括網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)提供的開放API，可以為對(duì)此功能感興趣的特定客戶群定制交換機(jī)部署。

  除了降低購買成本外，白盒網(wǎng)絡(luò)還具有以下優(yōu)勢(shì)(與流行的品牌交換機(jī)相比)：

•  易于部署
•  改進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)管理和自動(dòng)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(shù)和開源組織的支持使白盒交換機(jī)正在成為傳統(tǒng)交換機(jī)的強(qiáng)大替代品，可用于正在部署和升級(jí)的基礎(chǔ)設(shè)施，以提高數(shù)據(jù)中心、園區(qū)和分支機(jī)構(gòu)的性能。白盒交換機(jī)帶有獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)(NOS)，能夠驅(qū)動(dòng)第2層和第3層網(wǎng)絡(luò)智能。NOS可以預(yù)先安裝在交換機(jī)上，也可以單獨(dú)購買。

  基于Broadcom芯片的白盒網(wǎng)絡(luò)硬件供應(yīng)商包括Accton，DELL，Celestica，EdgeCore，富士康，Lanner和Quanta。白盒硬件網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)供應(yīng)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(jī)已廣泛部署在領(lǐng)先的超大規(guī)模云提供商的數(shù)據(jù)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(jī)的企業(yè)包括大型通信服務(wù)提供商(CSP)和Tier 2云提供商。

  既然白盒交換機(jī)具有眾多優(yōu)勢(shì)，為什么還沒有實(shí)現(xiàn)普及?

  盡管具備明顯的成本優(yōu)勢(shì)，但是配備獨(dú)立NOS解決方案的白盒交換機(jī)在企業(yè)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(lǐng)導(dǎo)者，在具體實(shí)施方面面臨著挑戰(zhàn)。此外，企業(yè)更關(guān)注廠商能夠提供的服務(wù)質(zhì)量以及后續(xù)的維護(hù)和支持，這使得IT專業(yè)人員依舊傾向于選擇傳統(tǒng)的品牌以太網(wǎng)交換機(jī)。

  來自企業(yè)的多方面考量：

  1)企業(yè)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(huì)獲得實(shí)質(zhì)上的好處，特別是當(dāng)他們將白盒交換機(jī)和傳統(tǒng)的以太網(wǎng)交換機(jī)混合使用的時(shí)候。白盒交換機(jī)的部署相對(duì)比較簡單，每個(gè)NOS都有其獨(dú)特的管理界面，這與品牌交換機(jī)的傳統(tǒng)CLI管理界面有很大不同。

  2)由于不同的業(yè)務(wù)需求，企業(yè)可能需要同時(shí)部署多種交換機(jī)，每個(gè)交換機(jī)都有自己獨(dú)特的操作系統(tǒng)，不同系統(tǒng)之間的集成對(duì)于企業(yè)來說挑戰(zhàn)非常大。例如，在兩個(gè)非常不同的操作環(huán)境中，將白盒交換機(jī)引入具有思科以太網(wǎng)交換機(jī)的環(huán)境可能很復(fù)雜，白盒交換機(jī)也必須集成到企業(yè)管理和安全系統(tǒng)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(jī)并將其集成到其數(shù)據(jù)中心或園區(qū)中，通常情況下，對(duì)于企業(yè)來說，獲得24小時(shí)服務(wù)和支持的能力以實(shí)現(xiàn)不間斷的運(yùn)營至關(guān)重要，許多白盒解決方案缺乏傳統(tǒng)以太網(wǎng)交換機(jī)所具有的信道深度和支持。

  4)目前，白盒交換機(jī)市場并沒有明顯的贏家，并且許多供應(yīng)商的規(guī)模很小，企業(yè)IT部門面臨的挑戰(zhàn)是在大量的NOS產(chǎn)品中選擇具有獨(dú)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(zhàn)性。

  交換機(jī)與路由器融合?

  交換機(jī)除自身存在品牌交換機(jī)、裸機(jī)交換機(jī)、白盒交換機(jī)之間的混戰(zhàn)外，與路由器間也正進(jìn)行著一場“沒有硝煙的戰(zhàn)役”。

  業(yè)界有一種言論，交換機(jī)未來會(huì)取代路由器。未來交換機(jī)將與路由器合并，還是會(huì)出現(xiàn)兼具兩者功能的獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，目前還未有統(tǒng)一的定論。

  早在20世紀(jì)20年代，用于電話網(wǎng)絡(luò)的交換技術(shù)就已經(jīng)誕生了，而我們今天所知的數(shù)據(jù)中心交換技術(shù)始于1969年的ARPANET，用于將多臺(tái)計(jì)算機(jī)連接起來以便共享數(shù)據(jù)。路由器于1981年在斯坦福大學(xué)和麻省理工學(xué)院(MIT)獨(dú)立發(fā)明，用于將多個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接起來——可以說是一種面向交換機(jī)的交換機(jī)，但它在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧的第3層運(yùn)行，而不是在交換進(jìn)行的第2層運(yùn)行。

  從那時(shí)起，交換和路由一直處于彼此交戰(zhàn)的狀態(tài)，近年來路由器功能已并入到交換機(jī)ASIC及其操作系統(tǒng)中，主要是由于超大規(guī)模計(jì)算公司和云構(gòu)建商的數(shù)據(jù)流比典型的企業(yè)要復(fù)雜得多，而且它們厭倦了這一點(diǎn)：擁有第2層功能以及第3層路由功能的交換機(jī)明明可以用少得多的錢就能完成任務(wù)，卻為路由器骨干網(wǎng)支付高昂的費(fèi)用。Arrcus去年7月推出了一種可在商用芯片上同時(shí)提供交換功能和路由功能的全新網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，或許可以一窺未來趨勢(shì)。

  總結(jié)

  在5G的浪潮下，由于大量數(shù)據(jù)需要進(jìn)行分析、處理和傳輸，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)必定會(huì)發(fā)生改變。再加上物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、VR/AR 等新一代信息技術(shù)的快速演進(jìn)，數(shù)據(jù)中心將面臨電信級(jí)和企業(yè)級(jí)的市場需求，一大批以太網(wǎng)交換機(jī)、路由器和無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備將在新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)潮流中展現(xiàn)新生機(jī)。盡管這幾年白盒交換機(jī)并沒有像想象般高速發(fā)展，而是依然“聚焦”于有較強(qiáng)技術(shù)能力的互聯(lián)網(wǎng)大公司。但是，從全球來看，網(wǎng)絡(luò)軟件化和硬件白盒化將成為趨勢(shì)，未來老牌網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商將面臨更大的競爭壓力。