數(shù)據(jù)大爆炸的“救命稻草”

 SDN成為 “救命稻草”

“節(jié)物風光不相待，桑田碧海須臾改。昔時金階白玉堂，即今唯見青松在。”用這首唐代詩人盧照鄰的詩句來描述當今日新月異的網(wǎng)絡時代一點也不為過。網(wǎng)絡基礎架構(gòu)在過去的10年經(jīng)歷了眼花繚亂的演進過程：標準在快速演變，不斷出現(xiàn)新的連接方式，新的服務層出不窮，這些須以統(tǒng)一的形式靈活提供。

軟件定義網(wǎng)絡(SDN)承諾可以釋放網(wǎng)絡的力量，將其轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€真正高效率的信息高速網(wǎng)絡，讓應用以最佳方式運行且不需要在網(wǎng)絡基礎設施上追加投資。SDN正在成為動態(tài)數(shù)據(jù)中心和移動企業(yè)的救命稻草，以幫助他們應對“數(shù)據(jù)大爆炸”帶來的煩惱，并抓住其中的機遇。SDN和與之關(guān)系密切的網(wǎng)絡功能虛擬化(NFV)技術(shù)將導致電信網(wǎng)絡設計、運營、工程、安全、支持和人員以及其他領域的重大改革。

SDN與飛思卡爾的淵源

飛思卡爾是開放網(wǎng)絡基金會(ONF)的活躍成員，幫助推動了OpenFlow協(xié)議的開發(fā)。該協(xié)議可供NFV、OpenStack和Open Daylight等開放計劃利用。飛思卡爾的SDN技術(shù)擺脫了當前OpenFlow L3的局限，擴展到了L4~L7 OSI層，支持將防火墻和深度數(shù)據(jù)包檢測(DPI)等網(wǎng)絡服務嵌入到數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)平面中。這些前沿的SDN解決方案已借助VortiQa網(wǎng)絡軟件在廣泛的QorIQ多核SoC產(chǎn)品組合中進行了優(yōu)化。日前，飛思卡爾推出的基于Layerscape架構(gòu)的QorIQ LS2085A和LS2045A 片上系統(tǒng)(SoC)就是SDN應用中的最佳選擇。

圖1 SDN交換機/路由器架構(gòu)圖

Layerscape架構(gòu)+ARM技術(shù)

基于Layerscape架構(gòu)的全新QorIQ LS2085A和LS2045A專為網(wǎng)絡應用進行優(yōu)化，它們分別具有 8個和4個64位ARM Cortex-A57內(nèi)核，運行頻率都高達2 GHz;存儲器控制器為DDR4，有8個10 Gb/s接口和8個帶有L2交換機功能的1Gb/s接口。這些產(chǎn)品的先進數(shù)據(jù)路徑引擎能夠采用加速技術(shù)進行40 Gb/s復雜分組處理。QorIQ LS系列專為SDN/OpenFlow交換、NFV解決方案、無線接入、企業(yè)路由和數(shù)據(jù)中心處理應用而設計。 全新的產(chǎn)品系列計劃在2014年下半年推出基于整個ARMv8-A系列的多核處理器，以此提升行業(yè)標準。

ARM Cortex-A57憑借極高的性能、更寬的尋址空間和低功耗的特性在業(yè)界頗受追捧。其融合了各種各樣的ARM 技術(shù)并由這些技術(shù)提供支持，包括系統(tǒng)IP、物理IP和開發(fā)工具。在此強調(diào)一個不太為人熟知的技術(shù)——新型的 ARM CoreLink CCN-504 cache 一致性網(wǎng)絡，它提供了最大系統(tǒng)帶寬和最短延遲。CCN-504 提供符合 AMBA 4 AXI 一致性擴展(ACE)的端口，以在多個 Cortex-A 系列處理器之間實現(xiàn)完全一致，可以更好地利用 cache 并簡化軟件開發(fā)。

QorIQ LS2分組處理器還具有龐大的交鑰匙工具包、基于C語言庫的通用網(wǎng)絡協(xié)議和功能，這些協(xié)議和功能還將靈活性和性能聯(lián)系起來。集成的L2交換機也包含在此架構(gòu)內(nèi)，旨在與數(shù)據(jù)路徑引擎緊密合作，實現(xiàn)互聯(lián)并使外設能夠提供一個完整的片上系統(tǒng)，從而降低功耗和成本、減小規(guī)格及減少部件數(shù)量。通過提取建立、初始化和拆卸等具體任務可大大簡化整個多核SoC的設定，憑借此設定，用戶可以采用標準API和Linux對象調(diào)用資源和加速度傳感器。

圖2 QorIQ LS2085A框圖

簡單與高效不再矛盾

其實實施網(wǎng)絡虛擬化的目的很純粹：需要一個新的軟件定義方式，既能讓性能進步又能讓架構(gòu)和管理簡單化，且不需要大量的專業(yè)軟件團隊。作為中國最大的移動運營商，中國移動就把SDN引入PTN，實現(xiàn)網(wǎng)絡集中管理與虛擬化。由于LTE網(wǎng)絡正逐步承載越來越多類型的業(yè)務，承載越來越大的流量,這就造成了L3 PTN因需求增加，需要頻繁調(diào)整;此外，L3 PTN與L2 PTN網(wǎng)絡融合，保護配置調(diào)整也存在問題。由于在靜態(tài)L3 VPN需要手工配置，而引入分布式控制平面會帶來網(wǎng)絡松散、邊緣節(jié)點負載不均衡、可靠性差等問題。SDN則可以從全網(wǎng)視角調(diào)度資源實現(xiàn)全局最優(yōu)。同時，采用SDN可以自動靈活地對LTE網(wǎng)絡流量、流向變化作出及時調(diào)整。此外，SDN還可以實現(xiàn)多點故障的保護恢復。

以上這些SDN應用只是網(wǎng)絡虛擬化的冰山一角，采用QorIQ LS2架構(gòu)可以完全滿足用戶對于網(wǎng)絡虛擬化的需求。QorIQ LS2架構(gòu)采用基于業(yè)界領先的64位ARM Cortex-A57內(nèi)核的處理域。與此域緊密連接的是一套調(diào)試、輸入/輸出和加速技術(shù)，其中包括一個開創(chuàng)性的分組處理引擎，該引擎專為易用性和高性能而設計，可降低硬件復雜性，不但為客戶提供了向SDN、NFV和虛擬化網(wǎng)絡轉(zhuǎn)型的機會，而且能夠讓他們集中資源開發(fā)創(chuàng)新應用。這個靈活的數(shù)據(jù)平面引擎是C語言編程的，可大大加快開發(fā)周期，為更多的嵌入式開發(fā)人員開放此架構(gòu)。

有人評價QorIQ LS2系列代表了全球網(wǎng)絡向前邁進了一大步，不管它在網(wǎng)絡發(fā)展長河中最終代表什么，但高性能64位ARM Cortex-A57處理器與飛思卡爾QorIQ LS2系列獨特架構(gòu)相結(jié)合所催生的機遇是可以預見的：其將滿足全球網(wǎng)絡日益虛擬化的需求，也將有力地支撐物聯(lián)網(wǎng)(IoT)和早期定義的5G技術(shù)所增加的網(wǎng)絡節(jié)點數(shù)，以及必須被安全分析和傳輸?shù)娜驍?shù)據(jù)洪流。