网络指南 · 开放硬件 · NOS

什么是开放网络？

开放网络是一种构建网络的方式：网络操作系统、硬件和管理工具分别来自不同的供应商，并通过开放的标准接口相互连接，使运营方可以按各自的优劣选择每一部分，而不必购买一套封闭系统。 IP Infusion 开发商用网络操作系统 OcNOS，并以软件形式以及在 40+ 个经过认证的开放硬件平台上的完整系统形式交付。

了解 OcNOS 查看硬件列表
40+经过认证的开放平台
10 中有 7项功能基于公开标准
SP + DCOcNOS-SP 与 OcNOS-DC
32G 至 51.2T开放路由器与交换机容量范围

作者：IP Infusion

什么是 open networking？

open networking 将网络操作系统与交换机或路由器硬件相分离。您无需从单一供应商处购买捆绑在一起的软件和硬件，而是在多家制造商提供的经过认证的开放硬件上运行网络操作系统。这样便可恢复具有竞争力的硬件采购，将硬件更新周期与软件解耦，并消除 single-vendor lock-in，同时保留熟悉的 CLI 和标准协议。

网络解耦是实现开放网络的关键一步。

传统网络
一家厂商，一个产品 管理工具 网络操作系统 硬件
开放网络
管理工具NETCONF 和 YANG、gNMI 和 OpenConfig 网络操作系统独立选择 开放硬件经过认证，来自多家制造商
数据包的转发方式相同。变化的是每个部分由谁提供、如何采购，以及多久可以更换一次。

open networking 与传统网络的对比

传统网络由集成系统构成：每台路由器或交换机都由一家厂商提供并预装其操作系统，软件运行在哪种硬件上由厂商决定。open networking 保留相同的协议和相同的数据包转发方式，改变的是各部分的采购方式。

问题传统网络开放网络
采购内容预装厂商操作系统的路由器或交换机开放硬件和网络操作系统，作为独立的层分别采购
硬件选择厂商自己的产品线多家制造商基于商用芯片的平台
操作系统与厂商的硬件绑定独立选择，硬件更换时可保持不变
管理与自动化厂商的 CLI 和接口，在该厂商产品之间保持一致NETCONF、YANG、gNMI 和 OpenConfig 等标准接口，在不同硬件供应商之间保持一致
新芯片以厂商新产品的形式提供，按厂商的时间表推出以新的开放硬件形式提供，操作系统保持不变
集成与支持由厂商集成系统并提供支持由运营方自行集成，或由供应商认证该组合并作为一个产品提供支持

两者都运行 BGP、IS-IS 和 EVPN 等相同的标准协议，因此开放设备和传统设备可以在同一网络中运行，迁移也可以按角色逐步进行。

open networking 的优缺点

open networking 改变的是由谁来完成集成工作。优势来自选择的自由；成本来自让分别采购的各部分像一个系统那样运行。

网络解耦的优势与取舍

open networking技术栈

一个开放网络由三个可独立采购的层级构建而成。IP Infusion 提供网络操作系统层，并在每个硬件平台上对其进行认证。

1. 通用芯片

交换和路由 ASIC，例如 Broadcom Qumran、Jericho、Trident 和 Tomahawk。

2. 开放硬件

由开放硬件制造商围绕这类芯片打造的交换机和路由器。OcNOS 已在 Edgecore、UfiSpace 和 Celestica 的平台上完成认证。

硬件兼容性列表

3. 网络操作系统

将开放式硬件转变为生产级路由器或交换机的路由与交换软件，例如 IP Infusion OcNOS。

什么是 OcNOS

开放网络术语逐一解读

有关开放网络的讨论大多围绕五个术语展开。每个术语都有专门页面，以下为简要说明。

网络解耦

分别采购路由器或交换机的 软件和硬件 。这是开放网络背后的机制，它把集成工作从厂商转移到组装各部分的一方。

什么是网络解耦

白盒交换机

基于通用芯片的数据中心以太网交换机，出售时 不捆绑操作系统。由运营方决定其运行哪种 NOS，可用于 leaf、spine 和管理角色。

什么是白盒交换机

白盒路由器

服务提供商网络中对应的路由设备：开放式 基站、汇聚和核心路由器 ，运行单独选定的路由操作系统。

什么是白盒路由器

网络操作系统

运行设备的软件：路由协议、转发芯片的控制，以及 CLI 和 API。在开放网络中，它是 保持不变的一层 ，而硬件可以更换。

什么是网络操作系统

AI 网络交换机

一种高容量数据中心交换机，用于 GPU 集群 fabric，在这类网络中，以太网必须无丢包地承载 RDMA 流量。开放 AI 交换机就是按这一用途选型的白盒交换机。

什么是 AI 网络交换机

按角色划分的开放网络硬件

开放网络硬件覆盖从基站到数据中心的整条路径。下表按用途对经过 OcNOS 认证的平台进行分组。所有平台均由 Edgecore、UfiSpace 或 Celestica 基于 Broadcom 通用芯片打造。

认证开放路由器上的 OcNOS-SP

  1. 基站路由器开放路由器32 至 300 Gbps
  2. 汇聚和边缘路由器开放路由器32 Gbps 至 2.4 Tbps
  3. 核心路由器开放路由器2.4 至 14.4 Tbps

认证开放交换机上的 OcNOS-DC

  1. 数据中心 leaf 和 spine开放交换机1.08 至 51.2 Tbps
  2. 管理网络开放交换机120 Gbps
IP over DWDM开放路由器或交换机OcNOS-SP, OcNOS-DC
800 Gbps 至 51.2 Tbps
从基站到数据中心，按角色划分的开放网络硬件。每个条形在 32 Gbps 至 51.2 Tbps 的同一对数刻度上显示每个系统的容量。
角色类型Broadcom 芯片单系统容量OcNOS 产品系列
基站路由器开放路由器Qumran UX, Qumran AX32 至 300 GbpsOcNOS-SP
汇聚和边缘路由器开放路由器Qumran UX, AX, 2U, MX, 2A, 2C32 Gbps 至 2.4 TbpsOcNOS-SP
核心路由器开放路由器Qumran 2C, Qumran 2C+, Jericho2C+2.4 至 14.4 TbpsOcNOS-SP
IP over DWDM开放路由器或交换机Qumran 2A, 2C, Jericho2C+, Trident4, Tomahawk3 to Tomahawk5800 Gbps 至 51.2 TbpsOcNOS-SP, OcNOS-DC
数据中心 leaf 和 spine开放交换机Trident3、Trident4、Tomahawk2 至 Tomahawk51.08 至 51.2 TbpsOcNOS-DC
管理网络开放交换机Trident3 X2120 GbpsOcNOS-DC

OcNOS 硬件兼容性列表列出了每个型号、端口配置和状态。 各芯片对应的开放路由器详情请见白盒路由器页面。 各芯片对应的开放交换机详情请见白盒交换机页面。

将各部分连接在一起的开放标准

来自不同供应商的部件只有在共同的接口上对接，才能作为一张网络运行。以下是实践中最重要的几项。

  • ONIE。 Open Network Install Environment 是面向网络硬件的开放安装环境，让运营商可以在不同的网络操作系统之间进行选择。
  • 标准路由协议。 BGP、IS-IS、OSPF、MPLS、分段路由和 EVPN 都是开放标准，大多由 IETF 定义，因此无论开放路由器或交换机运行什么软件，都能与网络其余部分互通。
  • NETCONF 和 YANG。 一种配置协议和一种数据建模语言，使自动化工具通过结构化模型配置设备，而不是抓取 CLI 屏幕输出。
  • gNMI 和 OpenConfig。 流式遥测和厂商中立的数据模型，使监控在不同硬件供应商之间以相同方式工作。

OcNOS 支持 NETCONF、YANG 和零接触部署。 OcNOS 通过 gNMI 并采用 OpenConfig 数据模型进行流式遥测。 两者均可与业界标准 CLI 配合使用。

开放网络方案的类型

开放网络并不是单一产品。以下几种方案的区别在于协议栈的开放程度，以及由谁承担集成和支持工作。合适的选择取决于现有的工程团队，以及希望自行承担多少这类工作。

每种方式都是相同的两层。选择一种，查看由谁将两层结合，以及故障由谁负责。

由谁集成厂商运营方运营方，并获得软件支持供应商

操作系统厂商自有，捆绑提供开源或自研商用，单独许可商用，在每个平台上经过测试
硬件选择单一厂商任意开放硬件NOS 供应商支持的清单来自多家制造商、指定且经过认证的平台
故障由谁负责
单一厂商运营方，借助社区或合作伙伴协助软件和硬件供应商分别负责由一家供应商负责软件和硬件
运营方工程投入
低高中低
适用对象
无需硬件采购灵活性的单一厂商环境。拥有大型内部网络软件工程团队的机构。具备实验室能力、可自行认证硬件的运营方。希望使用开放硬件并由一家供应商负责到底的运营方。
问题具备开放接口的集成系统自行集成的开放协议栈开放硬件上的商用 NOS经过认证的开放系统
硬件选择单一厂商任意开放硬件NOS 供应商支持的清单来自多家制造商、指定且经过认证的平台
操作系统厂商自有，捆绑提供开源或自研商用，单独许可商用，在每个平台上经过测试
由谁集成厂商运营方运营方，并获得软件支持供应商
故障由谁负责单一厂商运营方，借助社区或合作伙伴协助软件和硬件供应商分别负责由一家供应商负责软件和硬件
运营方工程投入低高中低
适用对象无需硬件采购灵活性的单一厂商环境。拥有大型内部网络软件工程团队的机构。具备实验室能力、可自行认证硬件的运营方。希望使用开放硬件并由一家供应商负责到底的运营方。

第五种方式适用于网络产品公司：它们获得商用网络操作系统的许可，并将其内置到自有硬件中。 OcNOS for OEMs 即采用这种许可方式。 网络操作系统模式的对比请见专门页面。

开放网络厂商：各层由谁提供

开放网络厂商清单实际上是四类供应商的清单。一家公司可以承担多个角色，而针对每一层需要提出的问题也各不相同。

管理工具自动化与监控
NETCONF 和 YANG、gNMI 和 OpenConfig
网络操作系统开发商
网络操作系统商用、开源或嵌入式，例如 IP Infusion OcNOS
ONIE安装您选择的网络操作系统
硬件制造商
开放硬件Edgecore, UfiSpace, Celestica
围绕芯片设计
芯片厂商
通用芯片Broadcom Qumran, Jericho, Trident, Tomahawk
系统供应商在硬件上测试软件、检查光模块互操作性，并将整套组合作为一个产品提供支持。
开放网络中每一层由谁提供，以及各层衔接处的开放接口。一家公司可以承担多个角色。
  • 芯片厂商 设计转发 ASIC。所有经过 OcNOS 认证的平台均采用 Broadcom 通用芯片，来自 Qumran、Jericho、Trident 或 Tomahawk 系列。
  • 硬件制造商 围绕这类芯片打造开放交换机和路由器。OcNOS 平台来自 Edgecore、UfiSpace 和 Celestica。
  • 网络操作系统开发商 编写路由和交换软件，形式包括商用、开源或嵌入式产品。
  • 系统供应商 在硬件上测试软件、检查光模块互操作性，并将整套组合作为一个产品提供支持。

比较供应商时，请书面确认三件事：哪些功能在哪个硬件型号和版本上运行；当故障可能出在软件或硬件任一侧时由谁负责；同一个操作系统家族是否覆盖从基站到数据中心的所有角色。

IP Infusion 开放网络解决方案

IP Infusion 开发商用网络软件，并以软件形式以及在经过认证的开放硬件上的完整系统形式交付。OcNOS 在开放硬件上运行服务提供商路由、数据中心 fabric 和 AI fabric，IP Maestro 则提供覆盖全网的运维保障能力。

硬件、网络操作系统、光模块和支持作为可分离的层级分别采购，每一层都按其自身优势选择。IP Infusion 在每个硬件平台上认证 OcNOS，并对软件负责。预集成的 OcNOS Systems 在软件和经过认证的硬件之间提供统一的采购订单、统一的支持合同和统一的 RMA 流程。

服务提供商网络

OcNOS-SP 运行于 经过认证的开放路由器 ，面向 Tier 2 和 Tier 3 ISP、区域电信公司、运营商以及移动和宽带运营商，覆盖从基站到核心，包括 IP over DWDM。

5G 移动承载

数据中心与 AI fabric

OcNOS-DC 运行于 经过认证的开放交换机 ，面向大型企业数据中心、MSP 和 AI 基础设施：在平台支持的情况下提供 EVPN-VXLAN leaf-spine fabric，以及面向 GPU 集群的无损以太网。

数据中心 fabric
AI 网络架构

OEM 合作伙伴

网络产品公司 将 OcNOS 内置 到自有硬件中，而无需自行编写网络操作系统。

面向 OEM 的 OcNOS
  • 同一 OcNOS 产品家族，两条产品线。 OcNOS-SP 覆盖服务提供商路由、边缘和 IP over DWDM；OcNOS-DC 覆盖数据中心和 AI fabric。
  • 三种采购方式。 为从 HCL 中自选的硬件提供 OcNOS 软件；可直接部署的预集成 OcNOS Systems ；或内置到自有产品中的面向 OEM 的 OcNOS。
  • 公开发布的功能支持。 OcNOS 功能矩阵 将每项功能对应到支持它的已认证平台。
  • 版本。 OcNOS-SP 提供 IPBASE、MPLS、CSR 和 PLUS 版本，OcNOS-DC 提供 DC-MGMT、DC-IPBASE 和 DC-PLUS 版本。

常见问题

什么是 open networking？
open networking 将网络操作系统与交换机或路由器硬件分离。运营商无需将软件与硬件作为一个锁定的整体捆绑购买，而是在来自多家制造商、经过认证的开放硬件上运行 OcNOS 等网络操作系统，从而恢复具有竞争性的硬件采购，并避免 single-vendor lock-in。
open networking 供应商有哪些？
开放网络厂商分为四类：设计转发芯片的芯片厂商、打造开放交换机和路由器的硬件制造商、网络操作系统开发商，以及对整套组合进行认证和支持的系统供应商。IP Infusion 开发 OcNOS 网络操作系统，并以软件形式以及在经过认证的硬件上的完整系统形式交付，这些硬件由 Edgecore、UfiSpace 和 Celestica 基于 Broadcom 通用芯片打造。
什么是开放网络硬件？
开放网络硬件是基于通用芯片打造、可接受硬件制造商以外供应商所提供网络操作系统的交换机或路由器。它出厂时带有 ONIE 等安装程序环境，而不是锁定的软件镜像。开放路由器覆盖基站、汇聚和核心角色；开放交换机覆盖数据中心 leaf、spine 和管理角色。
什么是开放网络解决方案？
开放网络解决方案将开放硬件、网络操作系统和管理工具组合成一张承担明确任务的网络，例如 5G 移动承载或数据中心 fabric。它可以由运营方自行集成，也可以由一家供应商作为经过认证的系统交付。IP Infusion 两种方式都提供：用于从硬件兼容性列表中选定硬件的 OcNOS 软件，以及预集成的 OcNOS Systems。
open networking 是否已具备生产就绪能力？
是的。开放路由器和交换机正在运行生产环境中的服务提供商网络和数据中心网络。实际的关键步骤是认证：确认您需要的每项功能都能在您将部署的确切硬件型号和软件版本上运行。OcNOS 功能矩阵和硬件兼容性列表按平台公布这些信息，OcNOS Systems 则作为一个经过测试的产品交付。
open networking 与传统网络有什么区别？
在传统网络中，每台路由器或交换机都由一家厂商提供并预装其操作系统。在开放网络中，硬件和网络操作系统分别采购：一方面是多家制造商基于商用芯片的开放硬件，另一方面是独立选择的操作系统，例如 OcNOS。两者都运行相同的标准路由协议，因此开放设备和传统设备可以在同一网络中运行。
开放网络与 SDN 有何区别？
软件定义网络（SDN）把网络控制集中到中央控制器。开放网络则把网络操作系统与硬件分离，使两者可以分别采购。两者可以结合使用，但开放网络并不需要控制器：它可以像传统网络一样运行 BGP 和 IS-IS 等标准分布式路由协议。
开放网络能否用于 AI 数据中心？
可以。AI 后端 fabric 由基于通用芯片的高容量以太网交换机构建，而这正是开放网络硬件。OcNOS-DC 运行于经过认证的 Broadcom Tomahawk 和 Trident 交换机上，单系统容量最高 51.2 Tbps，并为 GPU 服务器之间的 RoCEv2 流量提供无损以太网。

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