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ホワイトボックススイッチとは?

ホワイトボックススイッチとは、マーチャントシリコンを搭載し、オペレーティングシステムを同梱せずに販売されるベアメタルEthernetスイッチ。どのネットワークオペレーティングシステムを動かすかは運用者が選択します。 IP InfusionはOcNOS-DCを開発し、オープンなスイッチハードウェア上の検証済み完成システムとして提供します。スイッチとそのソフトウェアは、1つの製品としてテスト済みの状態で届きます。

40+検証済みオープンプラットフォーム
700+対応付け済みのOcNOS機能
Tomahawk, TridentBroadcom データセンタースイッチ用シリコン
51,200 GbpsTomahawk5のスイッチング容量
定義

ハードウェアとして販売され、ソフトウェアは別途選定するスイッチ

従来のスイッチは1つの製品です。ベンダーがハードウェアを設計し、オペレーティングシステムを開発し、両方をまとめて販売します。ホワイトボックススイッチは、その製品を2つに分けます。ハードウェアは多くの購入者に販売するメーカーが製造し、ネットワークオペレーティングシステム(NOS)は単独で購入、ライセンス、アップグレードされます。同じ考え方は、ベアメタルスイッチやオープンネットワークスイッチとも呼ばれます。

  • ベアメタル: スイッチは、ブート環境(一般的にはONIE:Open Network Install Environment)を搭載し、本番用のオペレーティングシステムは搭載せずに出荷されます。ONIEは、運用者が指定したNOSイメージを検出してインストールします。
  • マーチャントシリコン: パケットは、チップベンダーが多くのハードウェアメーカーに販売する商用スイッチングASICで転送されます。転送容量、テーブルサイズ、バッファ容量はチップの特性で決まるため、同じチップを搭載した2台のスイッチはデータプレーンの上限も同じです。
  • 独立したNOS: ルーティングプロトコル、コマンドライン、自動化インターフェース、テレメトリはすべてオペレーティングシステムが提供します。運用者は、ハードウェアの世代やサプライヤーが変わっても同じNOSを使い続けられます。
  • ホワイトボックスとブライトボックス: ブライトボックスは、同じクラスのハードウェアを有名ブランドで販売するもので、オペレーティングシステムがプリインストールされていることが多くあります。設計は同じで、違いはその組み合わせに誰が責任を持つかです。

ホワイトボックススイッチは、 ネットワークディスアグリゲーションの1つの形態です。これはハードウェアとソフトウェアを別々のレイヤーとして購入する、より広い手法を指します。同じ考え方のサービスプロバイダー版: ホワイトボックスルーター.

仕組み

ホワイトボックススイッチの内部

ホワイトボックススイッチはどれも同じ3つのレイヤーで構成されます。どのレイヤーが何を決めるかを把握すれば、プラットフォームの比較や更新計画が容易になります。

スイッチングASIC

転送チップは、ポート速度、総スイッチング容量、テーブル規模、バッファサイズを決めます。OcNOS-DC プラットフォームは Broadcom Trident と Tomahawk のチップを使用し、Tomahawk ファミリーが最大の容量を提供します。

制御用CPUとブートローダー

小型の x86またはARM CPU が、オペレーティングシステムとルーティングプロトコルを動かし、チップベンダーのソフトウェア開発キットを通じてASICをプログラムします。CPUボード上のONIEがNOSをインストールし、これによってハードウェアが複数のオペレーティングシステムに開かれたものになります。

ネットワークオペレーティングシステム

NOS はハードウェアをスイッチとして機能させます。BGP、EVPN-VXLAN、CLI、NETCONF と YANG モデル、ストリーミングテレメトリーです。運用チームが毎日扱う部分であり、ハードウェアと同じくらい慎重に評価する価値があります。

メリットとトレードオフ

ホワイトボックススイッチがもたらすもの、そして求めるもの

このモデルは、どの判断を誰が担うかを変えます。現実の自由度が得られる一方、統合型ベンダーが担っていた作業が別の誰かに移ります。

もたらすもの

  • ハードウェアの選択: 複数のメーカーが同じチップでスイッチを製造しているため、プラットフォームを複数のサプライヤーから調達し、価格、リードタイム、ポート構成で比較可能。
  • ハードウェアより長く使えるソフトウェア: ハードウェアを更新しても、設定、自動化、運用者のスキルはNOSとともに引き継がれます。
  • 個別の価格設定: ハードウェアとソフトウェアは別々の明細項目なので、それぞれを独自の基準で評価可能。
  • オープンなインターフェース: 最新のNOSはNETCONF、YANG、ストリーミングテレメトリを提供し、自動化された運用に適しています。

求めるもの

  • インテグレーション。 特定のチップに依存する機能も含め、NOS、ハードウェア、光モジュールを連携させる作業を誰かが担う必要があります。
  • サポートモデル: サプライヤーが2社、3社になると、障害には明確な担当者が必要です。担当者がいなければ、どのレイヤーが原因かの特定に時間を取られます。
  • 検証: すべてのハードウェアモデルで、すべてのNOSリリースを本番投入前にテストする必要があります。自社でホワイトボックス環境を構築する運用者は、そのテスト負担を自ら負います。

検証済みシステムなら、この3つすべてに対応できます。 OcNOS Systems は、導入準備済みで提供されるオープンなルーターとスイッチです。OcNOSは ハードウェア互換性リストに掲載されたハードウェア上で動作し、各プラットフォームはIP Infusionが検証済み。さらに 機能マトリクス で、700以上の機能のうち各プラットフォームがどれをサポートするかを購入前に確認できます。

活用領域

ホワイトボックススイッチの現在の活用領域

ホワイトボックススイッチが最も普及しているのはデータセンターです。大規模エンタープライズのデータセンター、MSP、AIインフラなど、同一のスイッチを多数使うため、ハードウェアの選択肢と自動化の効果が大きい環境です。サービスプロバイダーは同じモデルをルーターに適用しています。

データセンターのリーフ・スパインファブリック

ルーテッドな IP ファブリック で、リーフとスパインで構成され、ワークロードがレイヤー2を必要とする箇所ではEVPN-VXLANオーバーレイを使用します。すべてのラックに同一のスイッチを置く構成によく適合します。

AIバックエンドファブリック

GPUクラスターには、ロスレス伝送に対応した 大容量Ethernet が必要です。OcNOS-DCは、スイッチング容量がそれぞれ51,200 Gbpsの3つのTomahawk5プラットフォームで検証済みです。

管理ネットワーク

すべてのコンソールと管理ポートに到達するアウトオブバンドネットワークです。HCL には、この管理用途向けに Trident3 X2 プラットフォームが 3 機種掲載されています。

OcNOSによる実現方法

OcNOS-DCで検証済みのホワイトボックススイッチ

OcNOS-DCは、IP Infusionのデータセンタースイッチ向けネットワークオペレーティングシステムです。以下は、ハードウェア互換性リストに掲載されたOcNOS-DCのプラットフォームをBroadcom ASIC別にまとめたものです。ロールはHCLのロールで、dcはデータセンターファブリック、mgmtは管理ネットワーク、ipodwdmはIP over DWDM向けに掲載されたプラットフォームを表します。

ASICスイッチング容量プラットフォームHCLのロール
Tomahawk5 (BCM78900)51,200 GbpsEdgecore AIS800-64D、UfiSpace S9321-64E、UfiSpace S9321-64EOdc(S9321-64EOはipodwdmにも対応)
Tomahawk4 (BCM56990)25,600 GbpsEdgecore AS9736-64D(DCS520)dc
Tomahawk3 (BCM56980)12,800 GbpsEdgecore AS9716-32D(DCS510)dc
Tomahawk2 (BCM56970)6,400 GbpsEdgecore AS7816-64X (DCS500)dc
Trident4 (BCM56880)12,800 GbpsEdgecore AS9726-32DB (DCS240); UfiSpace S9300-32Ddc, ipodwdm
Trident3 X7 (BCM56870)3,200 GbpsEdgecore AS7726-32X (DCS204); UfiSpace S9110-32Xdc
Trident3 X7 (BCM56873)2,000 GbpsEdgecore AS7326-56X (DCS203)dc
Trident3 X5 (BCM56770)2,000 GbpsUfiSpace S8901-54XC; UfiSpace S8901-54XC-16Gdc
Trident3 X4 (BCM56771)1,080 GbpsEdgecore AS5835-54X (DCS201); Edgecore AS5835-54T (DCS202)dc
Trident3 X2 (BCM56277)120 GbpsEdgecore AS4625-54T (EPS121); Celestica DS1000; UfiSpace S6301-56STmgmt
  • 製品レンジ全体で1つのソフトウェアライン: OcNOSは、サービスプロバイダールーティング(OcNOS-SP)とデータセンタースイッチング(OcNOS-DC)をカバーし、検証済みプラットフォームは合計40以上です。
  • ティア別ライセンス: OcNOS-DCのライセンスはIPBASE、MGMT、PLUSのティアで提供されます。 機能マトリクス は、各機能をティアとプラットフォームに対応付けています。
  • ハードウェアメーカー向け: 自社スイッチを本番運用向けのNOS搭載で出荷したいメーカーは、次の方法で組み込み可能: OEM向けOcNOS.
比較

統合型スイッチ、ホワイトボックス、検証済みオープンシステム

データセンタースイッチには3つの購入方法があります。違いはハードウェアそのものより、誰がインテグレーションし、誰がテストし、後から何を変更できるかにあります。

質問従来の統合型スイッチ自社組み立てのホワイトボックス検証済みオープンシステム
ハードウェアの供給元システムベンダー運用者が選ぶ任意のメーカー公開された互換性リストのオープンハードウェア
オペレーティングシステムベンダーに固定運用者が選択運用者が選択し、ハードウェアとともに提供
インテグレーションの担い手ベンダー運用者ソフトウェアサプライヤー
各リリースのテスト担当ベンダー運用者ソフトウェアサプライヤーがプラットフォームごとに
後からのハードウェア変更通常はOSの変更を伴う可能(NOSが新モデルに対応していれば)可能(検証済みリストの範囲で)
機能の可視性ベンダーのデータシートNOSサプライヤー次第購入前にプラットフォームごとに公開

ホワイトボックススイッチに関するよくある質問

ホワイトボックススイッチとは?
ホワイトボックススイッチとは、マーチャントシリコンを搭載し、オペレーティングシステムを同梱せずに販売されるベアメタルEthernetスイッチです。運用者は、通常ONIEなどのブート環境を通じて、選択したネットワークオペレーティングシステムをインストールします。ハードウェア、スイッチングチップ、ソフトウェアは、それぞれ異なるサプライヤーから調達可能。
ベアメタルスイッチとホワイトボックススイッチは同じもの?
実質的には同じです。ベアメタルは、本番用のオペレーティングシステムを搭載せずに出荷される点を強調し、ホワイトボックスは、ハードウェアが1つのソフトウェアブランドに縛られない点を強調します。ブライトボックスは同じ種類のハードウェアを有名ブランドで販売するもので、オペレーティングシステムがインストール済みであることが多くあります。3つとも、マーチャントシリコン上で動作します。
ホワイトボックスネットワーキングのベンダーは?
ホワイトボックスネットワーキングには3種類のベンダーが関わります。スイッチを製造するハードウェアメーカー、パケットを転送するASICを提供するシリコンベンダー、そしてその上で動作するネットワークオペレーティングシステムを提供するソフトウェアサプライヤーです。OcNOS-DCは、Broadcom TomahawkおよびTridentシリコンを搭載したEdgecore、UfiSpace、Celesticaのスイッチで検証済みで、IP InfusionはこれらのハードウェアでOcNOSを検証済みの完成システムとして提供しています。
ホワイトボックススイッチではどのオペレーティングシステムが動作する?
そのハードウェアとスイッチングチップに対応したネットワークオペレーティングシステムであれば動作します。オープンソースと商用の選択肢があり、その選択によって、ルーティング機能、自動化インターフェース、ソフトウェアのサポート主体が決まります。OcNOS-DCはIP Infusionのデータセンタースイッチ向けネットワークオペレーティングシステムで、OcNOSの機能マトリクスで各検証済みプラットフォームの対応機能を確認できます。
ホワイトボックススイッチは本番ネットワークで使える?
ハードウェアは使えます。業界全体で使われているのと同じクラスのマーチャントシリコンを採用しているからです。リスクは組み合わせにあります。特定のオペレーティングシステムリリース、ハードウェアモデル、光モジュールを一緒にテストし、その結果に誰かが責任を持つ必要があります。ソフトウェアサプライヤーが組み合わせをテストして出荷する検証済みシステムなら、その作業は運用者から切り離されます。
ホワイトボックススイッチは従来のスイッチより安い?
ハードウェアとソフトウェアは別々に価格設定されるため、運用者はそれぞれを独自の基準で比較でき、ハードウェアの世代が変わっても同じソフトウェアを使い続けられます。ただし全体の比較には、インテグレーション、テスト、サポートにかかる時間も含める必要があります。有効な指標は、1台の価格ではなく、ネットワークのライフサイクル全体の総コストです。
ホワイトボックススイッチはAIネットワーキングに使える?
はい。AIバックエンドファブリックは大容量Ethernetスイッチで構築され、その中にはオープンハードウェアもあります。OcNOS-DCは、51,200 Gbpsのスイッチング容量を持つ3つのBroadcom Tomahawk5プラットフォーム、Edgecore AIS800-64D、UfiSpace S9321-64E、UfiSpace S9321-64EOで検証済みです。
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