近日，中國電信天翼云成功發(fā)布了自研交換機(jī)操作系統(tǒng)TeleNOS，完成首款自研白盒交換機(jī)（48端口25G + 8端口100G）研發(fā)適配，并已在部分云業(yè)務(wù)上進(jìn)行了灰度測(cè)試，成為首個(gè)將自研白盒交換機(jī)接入云網(wǎng)數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營商。

白盒交換機(jī)是一種開放式網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，與傳統(tǒng)的封閉式交換機(jī)相比，它具有更高的靈活性和可定制性，可以根據(jù)業(yè)務(wù)的需求進(jìn)行定制開發(fā)，從而提供更加個(gè)性化的網(wǎng)絡(luò)解決方案。中國電信天翼云首款自研交換機(jī)的發(fā)布，標(biāo)志著天翼云在網(wǎng)絡(luò)部署方面的自主可控能力取得了重要突破。

隨著互聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算的快速發(fā)展，大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的不斷建立，網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用對(duì)交換機(jī)的需求也發(fā)生了巨大的變化。開源、二次開發(fā)、快速迭代、統(tǒng)一運(yùn)管、降成本已成為用戶的強(qiáng)烈訴求，如何實(shí)現(xiàn)自主可控、如何鎖定技術(shù)路線、如何快速將新的高端芯片納入技術(shù)棧并變現(xiàn)紅利，都是用戶非常關(guān)心的問題。

在這樣的背景下，中國電信天翼云決定自研白盒交換機(jī)，以滿足網(wǎng)絡(luò)技術(shù)自主可控的需求。天翼云自研了交換機(jī)軟件系統(tǒng)TeleNOS，該系統(tǒng)使用docker技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)，實(shí)現(xiàn)軟件松之間耦合，保證應(yīng)用的獨(dú)立性；架構(gòu)上采用軟硬分離技術(shù)，通過SAI接口屏蔽硬件差異，可快速適配不同類型的硬件產(chǎn)品。首款交換機(jī)硬件采用業(yè)界通用25G白盒設(shè)備，經(jīng)過不斷打磨鍛造，TeleNOS已在白盒交換機(jī)上穩(wěn)定運(yùn)行，并具備支持網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的能力。

01

TeleNOS軟件技術(shù)能力

TeleNOS支持的軟件特性取決于天翼云數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)需求，主要包括BGP、MC-LAG、去堆疊、RDMA、二三層轉(zhuǎn)發(fā)、端口聚合、ACL、CLI等。軟件規(guī)格也充分考慮天翼云網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)當(dāng)前參數(shù)要求和未來擴(kuò)展情況，比如，MAC地址表規(guī)格為16K、VLAN規(guī)格為4K、 ARP表項(xiàng)規(guī)格為4K、IPV4路由規(guī)格大于32K、ECMP GROUP規(guī)格為256，滿足當(dāng)前和未來的規(guī)格要求。

此外，TeleNOS針對(duì)管控能力、無損網(wǎng)絡(luò)和可靠性等方面也進(jìn)行了深度打磨。

＞管控能力

TeleNOS提供多種通用北向接口，包括CLI人機(jī)接口、REST/RESTCONF接口、gNMI接口和SNMP接口。其Data Model用YANG語言來描述，同時(shí)支持標(biāo)準(zhǔn)的YANG模型和自定義的YANG模型。TeleNOS向下屏蔽產(chǎn)品差異，對(duì)運(yùn)維提供統(tǒng)一的管理接口，減少運(yùn)維適配不同類型交換機(jī)的工作量，為實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化、智能化的運(yùn)維管理方案提供支撐。TeleNOS具有以下優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)：

1）按運(yùn)維需求開發(fā)的交互式命令行，操作方便，符合網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營的操作習(xí)慣；

2）支持本地認(rèn)證、AAA等多種認(rèn)證方式；

3）覆蓋業(yè)務(wù)應(yīng)用所需的功能點(diǎn)；

4）實(shí)現(xiàn)了前端配置參數(shù)檢查、后端基于YANG的配置依賴檢查，多維度提高了系統(tǒng)安全性。

＞擁塞控制

TeleNOS具備構(gòu)建RDMA無損網(wǎng)絡(luò)的能力，支持PFC(Priority-based Flow Control，基于優(yōu)先級(jí)的流量控制)、ECN(Explicit Congestion Notification，顯示擁塞通知)以及PFC死鎖檢測(cè)等功能。通常交換機(jī)上進(jìn)行緩存buffer相關(guān)的配置，比較復(fù)雜，相比較而言TeleNOS有如下的優(yōu)勢(shì)：

1）交換機(jī)預(yù)設(shè)配置文件，buffer配置會(huì)在開機(jī)時(shí)自動(dòng)下發(fā)，無須用戶進(jìn)行緩存buffer相關(guān)的復(fù)雜配置；

2）開啟PFC功能時(shí)，用戶只需在端口下開啟相應(yīng)優(yōu)先級(jí)隊(duì)列的PFC即可， 無需進(jìn)行PFC各個(gè)buffer水線的設(shè)置，優(yōu)先級(jí)隊(duì)列會(huì)自動(dòng)配置相應(yīng)的buffer水線，默認(rèn)的buffer水線是一般組網(wǎng)下效果較好的參數(shù)組合，同時(shí)也提供的了相應(yīng)命令行可進(jìn)行PFC buffer水線的修改；
3）當(dāng)端口speed發(fā)生變化時(shí)，PFC相應(yīng)buffer水線也無需用戶額外調(diào)整，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)調(diào)整；
4）支持PFC死鎖檢測(cè)功能，PFC死鎖功能開啟后有默認(rèn)的檢測(cè)和自恢復(fù)時(shí)間以及報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)行為，也支持配置修改檢測(cè)和自恢復(fù)時(shí)間以及報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)行為。

＞可靠性

TeleNOS還支持了MC-LAG（MultiChassis Link Aggregation Group，跨設(shè)備鏈路聚合組）功能和去堆疊相關(guān)特性。從被接入設(shè)備來看，兩臺(tái)交換機(jī)被虛擬成一臺(tái)交換機(jī)，從而把可靠性從鏈路級(jí)別提高到設(shè)備級(jí)別。針對(duì)MC-LAG功能， TeleNOS還開發(fā)了MAD（Multiple Active Detection）檢測(cè)能力，減少設(shè)備分裂對(duì)業(yè)務(wù)造成的影響，進(jìn)一步提升網(wǎng)絡(luò)的可靠性。

02

應(yīng)用場景

TeleNOS適配的首款自研25G交換機(jī)目標(biāo)場景定位在天翼云數(shù)據(jù)中心CLOS架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的接入交換機(jī)，作為Leaf角色，對(duì)接下聯(lián)服務(wù)器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流量匯聚和轉(zhuǎn)發(fā)，對(duì)接上聯(lián)Spine交換機(jī)實(shí)現(xiàn)南北向數(shù)據(jù)流量的轉(zhuǎn)發(fā)。

目前，已經(jīng)在天翼云內(nèi)蒙資源池部署自研交換機(jī)，下聯(lián)彈性裸金屬服務(wù)器和存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)，支撐彈性裸金屬計(jì)算和存儲(chǔ)業(yè)務(wù)測(cè)試。已完成彈性裸金屬和交換機(jī)之間全部功能測(cè)試、性能測(cè)試、RoCE測(cè)試、穩(wěn)定性測(cè)試和長穩(wěn)測(cè)試，各項(xiàng)指標(biāo)均能滿足業(yè)務(wù)的需要。組網(wǎng)如下圖所示。

| 自研交換機(jī)和彈性裸金屬組網(wǎng)圖

彈性裸金屬業(yè)務(wù)對(duì)交換機(jī)能力的要求基本覆蓋了天翼云數(shù)據(jù)中心其他計(jì)算和存儲(chǔ)相關(guān)業(yè)務(wù)對(duì)交換機(jī)的需求，未來天翼云數(shù)據(jù)中心物理網(wǎng)絡(luò)涉及計(jì)算和存儲(chǔ)業(yè)務(wù)的場景均可由自研交換機(jī)來支持。

后續(xù)，TeleNOS會(huì)開發(fā)更多特性，來滿足云網(wǎng)絡(luò)全業(yè)務(wù)的需求。

03

未來計(jì)劃

TeleNOS軟件系統(tǒng)的能力已初步建立，憑借該系統(tǒng)軟硬分離的架構(gòu)設(shè)計(jì)，后續(xù)適配開發(fā)新的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備將會(huì)容易很多。

下一步，自研交換機(jī)團(tuán)隊(duì)將根據(jù)產(chǎn)線業(yè)務(wù)需求繼續(xù)開發(fā)100G、200G和400G等交換機(jī)產(chǎn)品，支持百G存儲(chǔ)能力，適配智算網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)spine和leaf全角色支持。

同時(shí)，自研交換機(jī)團(tuán)隊(duì)也將適配開發(fā)***的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備產(chǎn)品，探索***能力，實(shí)現(xiàn)軟硬協(xié)同自主可控。

未來TeleNOS將針對(duì)網(wǎng)絡(luò)各業(yè)務(wù)需求持續(xù)打磨完善，提供更加自動(dòng)化智能化的網(wǎng)絡(luò)能力，優(yōu)化端網(wǎng)協(xié)同解決方案，為電信天翼云網(wǎng)絡(luò)發(fā)展提供有力的平臺(tái)支撐。

04

總 結(jié)

中國電信天翼云自研交換機(jī)的發(fā)布具有重要意義。首先，它實(shí)現(xiàn)了天翼云物理網(wǎng)絡(luò)接入交換機(jī)的自主可控。其次，自研交換機(jī)的靈活、開放、快速迭代能力，為天翼云乃至電信網(wǎng)絡(luò)提供更加個(gè)性化的解決方案。最后，也標(biāo)志著中國電信在交換機(jī)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的自主研發(fā)和端網(wǎng)結(jié)合做出了積極的探索和實(shí)踐，深度的經(jīng)驗(yàn)積累也為后續(xù)其他角色的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備研發(fā)提供技術(shù)支持。

首款自研交換機(jī)的問世，也彰顯了中國電信在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備領(lǐng)域的卓越實(shí)力。這一成果不僅為云計(jì)算和數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域注入了新的活力，更是為云網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)邁向更高層次的發(fā)展開啟了新的篇章。它的成功研發(fā)與發(fā)布，充分展示了中國電信在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備領(lǐng)域的深厚積累與技術(shù)優(yōu)勢(shì)，為電信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展提供了強(qiáng)大的推動(dòng)力。

展望未來， 我們將繼續(xù)深耕自研交換機(jī)領(lǐng)域，配合網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)優(yōu)化實(shí)現(xiàn)單芯，單棧，單協(xié)議，完整覆蓋DCN網(wǎng)絡(luò)場景，打造統(tǒng)一的交換設(shè)備底座以更加卓越的技術(shù)和產(chǎn)品，推動(dòng)中國電信在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)更加輝煌的成就。







審核編輯：劉清