通訊設(shè)備ASIC兩年內(nèi)將迎來(lái)一輪革命

關(guān)鍵字：  交換器，芯片，執(zhí)行單元

美國(guó)史丹佛大學(xué)(Stanford University)工程教授Nick McKeown預(yù)期，未來(lái)十年將有一個(gè)新品種網(wǎng)絡(luò)處理器取代目前路由器與交換器中使用的ASIC;他表示他已經(jīng)深入研究過(guò)這種未來(lái)的通訊處理器：“而如果你努力瞇著眼睛看，它就像是網(wǎng)絡(luò)的RISC處理器?！?/P>

McKeown協(xié)助推動(dòng)以O(shè)penFlow通訊協(xié)議為基礎(chǔ)的軟件定義網(wǎng)絡(luò)，其目標(biāo)是催生一系列全新的軟件應(yīng)用程序，以管理各種簡(jiǎn)化的交換器與路由器。如果他的任務(wù)成功，將可讓運(yùn)營(yíng)大型數(shù)據(jù)中心與企業(yè)網(wǎng)絡(luò)更為簡(jiǎn)單且成本更低，并可望顛覆目前采用復(fù)雜ASIC與專屬程序碼、成本高昂的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備業(yè)務(wù)模式。

McKeown所預(yù)期的新品種商用芯片，將可取代目前包括Alcatel-Lucent、Cisco、Ericsson、Juniper等大廠的ASIC方案;他表示，首批該類新芯片將會(huì)在接下來(lái)2~3年問(wèn)世。

透過(guò)與TI等廠商的合作，McKeown以論文形式完成了新品種元件的原型制作;它基本上包含用以轉(zhuǎn)譯每個(gè)數(shù)據(jù)封包中不斷增加的各種標(biāo)頭(header)之解析引擎(parsing engine)，然后將封包推進(jìn)一個(gè)與標(biāo)頭內(nèi)圖形匹配的執(zhí)行單元(execution unit)流水線，并使其動(dòng)作(action)。

“這是一個(gè)強(qiáng)制性的匹配-動(dòng)作、匹配-動(dòng)作前饋流水線(feed-forward pipe);”McKeown表示，其相關(guān)研究論文正在進(jìn)行發(fā)表前的審查。

根據(jù)McKeown的論文，只要增加15%的芯片面積與功耗，該新型芯片就能以與目前僅支持特定通訊協(xié)議的ASIC之相同性能水準(zhǔn)，處理今日或未來(lái)的任何一種通訊協(xié)議。他預(yù)期，那些大型路由器與交換器業(yè)者，在十年之內(nèi)就會(huì)以該類芯片取代他們的ASIC，并轉(zhuǎn)型為軟件公司。

“我們?cè)谑陜?nèi)就能看到成果，那些廠商將會(huì)在最上層提供控制平面軟件(control plane software)與應(yīng)用程序。”他指出，已經(jīng)有兩、三家業(yè)者在研究開發(fā)該類芯片，包括新創(chuàng)公司xPliant，以及TI或可能Cavium、Mellanox這類老牌公司。

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“商用芯片會(huì)是OpenFlow計(jì)劃的主要推動(dòng)力之一;”McKeown表示：“現(xiàn)有芯片供應(yīng)商包括Broadcom與Marvell的交換器芯片都已經(jīng)準(zhǔn)備加入對(duì)OpenFlow的支持──這是他們應(yīng)該做的，而且他們從一開始就有參與。”

隨著新一代軟件與硬件的誕生，技術(shù)的演進(jìn)將會(huì)推動(dòng)產(chǎn)業(yè)的革命。目前1.x版本的OpenFlow代表著一種妥協(xié)，McKeown指出：“理想上我們將讓它以一種通用的匹配-動(dòng)作工作流程來(lái)開始，但也得讓它映射(map)到現(xiàn)有的芯片上──下一代的技術(shù)將會(huì)是更不仰賴特定協(xié)議。”

去年，負(fù)責(zé)監(jiān)管OpenFlow協(xié)定的開放網(wǎng)絡(luò)基金會(huì)(Open Networking Foundation，ONF)，忙著邀集ASIC供應(yīng)商成立Forwarding Abstractions工作小組;該工作小組的宗旨是將OpenFlow希望達(dá)成的目標(biāo)與現(xiàn)有、計(jì)劃中ASIC的目標(biāo)之間的鴻溝縮小。

現(xiàn)在，ONF正展開“芯片顧問(wèn)委員會(huì)(chip advisory board)”的成立工作;McKeown表示：“我們將向他們學(xué)習(xí)芯片技術(shù)的可能性，從那里可以衍伸出下一代OpenFlow的可能性。”

OpenFlow已開始采用內(nèi)容可定址存儲(chǔ)器(content-addressable memories)作為路由器與交換器ASIC的中間媒介，不過(guò)這種方法的功能有限制;因此最近該標(biāo)準(zhǔn)開始使用一種匹配多重表單(matching multiple tables)技術(shù)。McKeown表示：“不過(guò)支持單一種協(xié)議的OpenFlow版本還要好一段時(shí)間才會(huì)誕生。”

在軟件部分，催生軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)的程序碼也陸續(xù)誕生中;新創(chuàng)公司包括Big Switch Networks與已經(jīng)被VMWare收購(gòu)的Nicira，都已經(jīng)有它們的OpenFlow控制器軟件。在本月稍早，有18家大型通訊設(shè)備業(yè)者與軟件供應(yīng)商宣布合作推動(dòng)一項(xiàng)Open Daylight計(jì)劃，旨在為SDN控制器、相關(guān)應(yīng)用程序界面(API)等建立開放源碼環(huán)境。

產(chǎn)業(yè)觀察家預(yù)期，各大廠將爭(zhēng)相讓自家程序碼成為Open Daylight計(jì)劃的一部分;一旦市場(chǎng)上出現(xiàn)夠可靠的產(chǎn)品，IBM等將會(huì)愿意花錢采用，借以提供整合型服務(wù)──不過(guò)恐怕要等到兩三年之后。

McKeown以一種后來(lái)變成Linux的API標(biāo)準(zhǔn)集Posix為比喻;他指出，該種有不同版本的操作系統(tǒng)花了十年的時(shí)間才安定下來(lái)到某個(gè)讓Posix應(yīng)用程序界面能被撰寫出來(lái)的階段，同樣的情況可能也會(huì)發(fā)生在SDN的應(yīng)用程序界面上。