新型網絡處理器將取代路由器與交換機
美國斯坦福大學Stanford University工程教授 Nick McKeown 預期未來十年將有一個新品種網絡處理器取代目前路由器與交換器中使用的ASIC;他表示他已經深入研究過該種未來的通訊處理器而如果你努力瞇著眼睛看它就像是網絡的RISC處理器
McKeown協助推動以 OpenFlow 通訊協議為基礎的軟件定義網絡其目標是催生一系列全新的軟件應用程序以管理各種簡化的交換器與路由器如果他的任務成功將可讓營運大型資料中心與企業網絡更為簡單且成本更低并可望顛覆目前采用復雜ASIC與專屬程序代碼成本高昂的網絡設備業務模式
McKeown所預期的新品種商用芯片將可取代目前包括Alcatel-LucentCisco EricssonJuniper等大廠的ASIC方案;他表示首批該類新芯片將會在接下來2~3年問世
透 過與TI等廠商的合作McKeown以論文形式完成了新品種組件的原型制作;它基本上包含用以轉譯每個資料封包中不斷增加的各種標頭header之 解析引擎parsing engine然后將封包推進一個與標頭內圖形匹配的執行單元execution unit流水線并使其動作action
這是一個強制性的匹配-動作匹配-動作前饋流水線feed-forward pipe;McKeown表示其相關研究論文正在進行發表前的審查
根據McKeown的論文只要增加15%的芯片面積與功耗該新型芯片就能以與目前僅支持特定通訊協議的ASIC之相同性能水準處理今日或未來的任何一種通訊協議他預期那些大型路由器與交換器業者在十年之內就會以該類芯片取代他們的ASIC并轉型為軟件公司
我 們在十年內就能看到成果那些廠商將會在最上層提供控制平面軟件control plane software與應用程序他指出已經有兩三家業者在研究開發該類芯片包括新創公司xPliant以及TI或可能Cavium Mellanox 這類老牌公司
商用芯片會是OpenFlow計劃的主要推動力之一;McKeown表示現有芯片供貨商包括Broadcom與Marvell的交換器芯片都已經準備加入對OpenFlow的支持──這是他們應該做的而且他們從一開始就有參與
隨著新一代軟件與硬件的誕生技術的演進將會推動產業的革命目前1.x版本的OpenFlow代表著一種妥協McKeown指出理想上我們將讓它以 一種通用的匹配-動作工作流程來開始但也得讓它映像map到現有的芯片上──下一代的技術將會是更不仰賴特定協議
去年負責監管OpenFlow協議的開放網絡基金會Open Networking FoundationONF忙著邀集ASIC供貨商成立Forwarding Abstractions工作小組;該工作小組的宗旨是將OpenFlow希望達成的目標與現有計劃中ASIC的目標之間的鴻溝縮小
現在ONF正展開芯片顧問委員會chip advisory board的成立工作;McKeown表示我們將向他們學習芯片技術的可能性從那里可以衍伸出下一代OpenFlow的可能性
OpenFlow 已開始采用內容可尋址內存content-addressable memories作為路由器與交換器ASIC的中間媒介不過這種方法的功能有限制;因此最近該標準開始使用一種匹配多重窗體matching multiple tables技術McKeown表示不僅支持單一種協議的OpenFlow版本還要好一段時間才會誕生
在 軟件部分催生軟件定義網絡SDN的程序代碼也陸續誕生中;新創公司包括Big Switch Networks與已經被VMWare收購的Nicira都已經有它們的OpenFlow控制器軟件在本月稍早有18家大型通訊設備業者與軟件供應 商宣布合作推動一項Open Daylight計劃旨在為SDN控制器相關應用程序接口API等建立開放源碼環境
產業觀察家預期各大廠將爭相讓自家程序代碼成為Open Daylight計劃的一部分;一旦市場上出現夠可靠的產品IBM這類大型業者將會愿意花錢采用藉以提供整合型服務──不過恐怕要等到兩三年之后
McKeown以一種后來變成Linux的API標準集Posix為比喻;他指出該種有不同版本的操作系統花了十年的時間才安定下來到某個讓Posix應用程序接口能被撰寫出來的階段同樣的情況可能也會發生在SDN的應用程序接口上
