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行业互联网|中国联通研究院室主任曹畅：面向边缘云的开放网络融合设备


中国IDC圈讯 ， 开放数据中心峰会（ODCC2020）在北京召开 ， 峰会围绕数据中心新基建为主题 ， 有数据中心领域及相关行业的众多专家与会 。 在9月16日服务器分论坛上 ， 中国联合网络通信有限公司研究院智能云网新技术研究室主任曹畅 ， 分享了主题为《面向边缘云的开放网络融合设备》的演讲 。

行业互联网|中国联通研究院室主任曹畅：面向边缘云的开放网络融合设备
本文插图

曹畅：各位专家大家好！今天非常高兴给大家汇报一下联通在开放网络方面的设想和成果 ， 今天我报告的主题是面向边缘云的开放网络融合设备 。 从电信运营商来看 ， 现在讲云网融合 ， 也是确定了未来以DC为中心的网络架构 ， 所以未来数据中心肯定是我们网络非常核心的一个组件 ， 从我们做网络的来说 ， 需要为DC做更好的服务 。
我们现在正式开始 ， 这个课题是这样 ， 考虑到DC机房里面具体的布线问题 ， 我们跟一些大客户做实际交流的时候 ， 他们提出来二层隔离还不够 ， 需要有硬件能力来对我们包括存储、管理、业务平面 ， 与IPMI平面 ， 来做更好的隔离 。
依据中国联通企标规范 ， 对大客户的要求 ， 我们在下边分为三个方面的接口 ， 一个是存储和管理做一个统一的考虑 ， 业务做考虑 ， 再IPMI做统一的考虑 。 再映射到服务器网卡跟交换机连接上 ， 在我们部署的时候需要2+2+1 ， 实际上需要5台交换机承担这项任务 。 这样的话即使部署一个小规模的DC场景 ， 对我们交换机从端口设备消耗来讲也比较大 。 另外考虑到未来面向边缘DC场景越来越多 ， 在考虑边缘DC供电受限情况下 ， 以每机柜3000W功耗为限制的话 ， 基本上对交换机这块压力 ， 已经是非常大的 ， 而且我们的功耗大头还留给服务器等计算单元 。
这里面我们进一步看到 ， 站在TOR角度来讲 ， 做不跨机柜布线的时候 ， 对于每个客户我们需要5台交换机、5台服务器的资源 ， 从布局来看网络设备占的空间 ， 功耗也是非常大的 ， 显然是并不太合理的方案 。 另外即使考虑到大型数据中心的情况 ， 我们做全跨机柜布线来看布线会很混乱 ， 网上就有很多这样的图 ， 比如说现在来讲 ， 到我们的机房 ， 在我们的运维可能有时候做的稍微随意一点 ， 就会带来布线距离过长 ， 维护难度大 ， 过一段时间变成了一团乱麻的情况 ， 所以这块的影响力是非常大的 。
基于这块的考虑 ， 由三大运营商一块儿在2019年的时候 ， 发起了模块化交换机的行动 ， 因为这个问题对运营商来讲具有一定的通用性 ， 所以经过我们的讨论 ， 也是定义了若干 ， 这是其中一款 ， 搭载灵活可插拔模块交换机产品 ， 简单来讲它是把48口或者更大容量的交换机做了端口的拆解与打散 ， 按照一分四来设计 ， 作为硬件形态上4台小交换机处理 。 这是对形态、包括测试规范 ， 去年在中国通信标准化协会CCSA都展开了相对标准化的工作 ， 所以三大运营商在这个问题上 ， 在业界也是冲着统一标准的方面行动的 。
具体到产品来说 ， 把它拆解开看一下 ， 是模块化交换机形态的方式 ， 一方面是交换机模块都有独立的CPU与交换的芯片 ， 另外对一个大型的数据中心来讲 ， 像右边这样极大的集约了我们布线的资源 ， 减少了跨机柜连线的工作 。 每个机箱包括软件独立的模块 ， 高度也是1U ， 极大的缩减了我们在一体化整机柜交付过程当中 ， 交换机占用机柜的面积 ， 可以把更多的空间留给我们的服务器单元使用 。
另外还配置了相应的共享管理模块 ， 可以实现多个转发模块统一配置 。 这块我们也实际做了一个测算 ， 就是拿一个机柜 ， 比如说8台服务器加2台模块交换机来看一下 ， 每台模态化交换机4个转发模块 ， 通过这样的计算与隔离的要求 ， 可以看到所有的布线都可以在机柜内完成 ， 没有跨机柜连线的负担 。
这是这些具体的型号 ， 一方面我们跟一些做交换机厂家在合作 ， 另外一方面结合网络生态越来越开放的条件 ， 另外我们跟国内的做交换芯片的厂家 ， 结合交换机操作系统等等厂家 ， 都在做基于模块化的定制 。 我们也希望把它打造成未来具有灵活定制属性的网络交换设备 ， 就是从我们的整机形态 ， 到对它具体的交换转发芯片的要求与相应的网络交换机操作系统的要求上 ， 都可以定制 。 根据三大运营商边缘机房的要求 ， 除了做简单的TOR之外 ， 它在某些情况下可能也要起到DCGW功能 ， 所以配了一些L3层的功能 。
这是结合今年模块交换机做了相应的试点工作 ， 当然还在实验室搭建相应的环境 ， 通过测试发现从基本功能来讲 ， 跟其他L3交换机是没有差异的；第二个方面 ， 它也能对现在结合未来边缘计算要求的 ， 比如说VPN、VLAN、链路汇聚做到比较好的支持 。 性能上也通过实际的方式 ， 对TCP单线程、多线程平均带宽作了相应的研究 。
结合边缘DC或者MEC的建设与部署 ， 今年中国联通在3月份也发布了基于Edge POD一体化机柜的产品 ， 作为一体化机柜包括模块交换机、服务器 ， 这个服务器是跟OTII定制的服务器是比较相关的 ， 或者说也是推荐的配置 ， 另外也有一些其他的功能单元的组件 。 所以未来我们也是首先结合在边缘机房的快速部署 ， 便于对客户业务的快速运维与管理角度 ， 来考虑模块化交换机进一步研发工作 。 另外结合现网试点来推进工作 。 这边几点都是通过我们模块交换机的部署 ， 带来的一些好处 ， 比如说通过把交换机这边的形态进一步做轻的话 ， 对机柜资源能够有一个很好的节约 ， 也可以作为硬切片实现方式 ， 同时降低了运维的难度 。
这是我们现在前期也在考虑做试点的案例 ， 结合现有的我们企业园区的专网场景 ， 这一端是对规模比较大型的园区 ， 比如说是机场 ， 这是比较典型的案例 ， 它在做MEC部署的情况下 ， 实际上可能需要给它专门搭建一套完全独立的5G核心网 ， 相应的它里面结合核心网 ， 然后到达各个功能厂区MEC的建设 ， 相应的机房的各种连线 ， 相应还是比较复杂的 。 这块模块交换机也可以发挥应有的作用 ， 一方面能够做到比如说对我们工作、生活、生产等等不同的业务 ， 做到网络硬切片 ， 另外提高端口利用率 。 另外 ， 支持随时热插拔与轻量化部署与扩展 ， 最终成为智慧机场或者智慧园区的解决方案中很重要的组成部分 。
这是我们对模块交换机未来或者对交换机系统未来的展望 ， 一方面现在随着可编程芯片的发展 ， 赋予了我们网络设备更大的自主性 。 通过现在高级的编程语言 ， 对它或者对流量的转发行为做相应的定制 。 另外我们也通过跟开源开放的OCP ， ONF等组织合作 ， 将SONiC等开源的操作系统与模块化的交换机形态相结合 。 另外从应用的角度来讲 ， 因为是4个模块的交换机 ， 在边缘场景 ， 4个模块不一定配交换的模块 ， 未来随着存储与计算发展 ， 与进一步轻量化 ， 实际上其他的模块是不是能跟现在存储计算 ， 包括AI能力 ， 做一个很好的结合 ， 这也是我们非常希望的 。
另外从边缘机房的运维上来讲 ， 对交换机类型的设备 ， 对于运营商传统运营人员比较欢迎的对于服务器IT化设备运维 ， 一般是采用集约化的方式 。 可能随着我们边缘MEC部署 ， 可能会在地市甚至县乡 ， 可能会相应缺乏一些IT运维的人员与运维能力 ， 通过交换机形态的产品 ， 能够解决一些运维的问题 ， 实际上这块对运营商来讲 ， 从运维的角度还是一个比较大的利好 。
这块是我们所做的其他关于白盒交换机的工作 ， 包括Leaf与Spine两款 。 我们一方面是满足自身数据中心应用的一些需求 ， 但是另外也是考虑到比如说跟未来的边缘计算或者边缘DC网关等等类型的产品相结合 ， 或者跟大网设备有一些融合的关系 。 所以除了普通的交换机功能之外 ， 我们往往对它的保护、可靠性等方面提出更高的要求 。
【行业互联网|中国联通研究院室主任曹畅：面向边缘云的开放网络融合设备】这是我们用交换机产品在联通省公司搭载的环境 ， 上线了通信云的业务 ， 现在看来起到了相应的作用 。 通过白盒交换机研发 ， 运营商现在已经开始尝试把和通信云相关的业务 ， 迁移到用白盒交换机搭建的数据中心网络上来 ， 白盒交换机在运营上发展来讲也是逐步趋向成熟 。


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