Aspetti da tenere presente sul sistema operativo degli switch white box

Cosa è uno switch white box?

A differenza degli switch tradizionali, l'hardware e il software degli switch white box sono disaggregati. Negli ultimi anni, gli switch white box sono diventati la prima scelta dei cloud provider grazie alle loro elevate prestazioni, alla semplicità, alla libertà di scelta per gli utenti, alla rapida innovazione e al basso costo.

Tuttavia, gli switch white box non possono funzionare efficacemente senza software. Ecco perché il sistema operativo è così importante nel loro caso. Cosa è dunque un sistema operativo per switch white box? E quali sono i fornitori di switch white box più comuni. Continuate a leggere per scoprirne di più.

Cosa è il sistema operativo di uno switch white box?

Per capire cos'è il sistema operativo degli switch white box, è necessario guardare al suo predecessore, il sistema operativo di rete (NOS).

Sistema operativo di rete (NOS)

Un sistema operativo di rete (NOS) è un sistema operativo per computer che gestisce le risorse di rete, collegando computer e dispositivi a una rete locale (LAN). In generale, un NOS è in grado di gestire diverse richieste di input contemporaneamente e di garantire la sicurezza in un ambiente multiutente. Il NOS è composto da un modulo di infrastruttura e da tre moduli funzionali principali, ovvero l'interfaccia di gestione, l'interfaccia hardware e il modulo applicativo di protocollo.

Open Network Operating System (ONOS)

Un sistema operativo per switch white box integra tutto l'hardware e collega il software per gestire l'hardware e il software di uno switch. Di solito può essere preinstallato su switch o router o acquistato separatamente, consentendo alle organizzazioni di personalizzare le soluzioni. A differenza di NOS, le funzioni principali di ONOS comprendono principalmente il nucleo distribuito, l'API northbound, l'API southbound e la modularizzazione del software.

• Core distribuito: Il core distribuito è la chiave dell'architettura ONOS, che garantisce a ONOS elevata scalabilità, disponibilità e flessibilità ed eleva le funzionalità del controller SDN a livello carrier. Inoltre, grazie al nucleo distribuito, ONOS può creare un ambiente altamente affidabile, proteggendo efficacemente le applicazioni dalle interruzioni della connettività di rete.

• Nourthbound API: Nell'architettura ONOS sono presenti due potenti livelli di astrazione northbound: il framework Intent e la vista globale della rete. Il primo semplifica la complessità delle applicazioni di servizio, mentre il secondo può fornire alle applicazioni una visione della rete. Nel complesso, questa funzione separa i sistemi operativi di rete dalle applicazioni, consentendo modifiche alla rete senza tempi di inattività delle applicazioni.

• Southbound API: Il livello di astrazione southbound è costituito da componenti di rete, come switch, host o link. Consente l'aggiunta di nuovi dispositivi e protocolli e supporta estensioni in forma plug-in, il che garantisce che ONOS possa gestire più dispositivi diversi con protocolli diversi. Inoltre, l'API southbound può facilmente realizzare il trasferimento da dispositivi legacy a dispositivi OpenFlow.

• Modularizzazione del software: Come caratteristica principale di ONOS, la modularizzazione del software consente agli sviluppatori e ai fornitori della comunità di sviluppare, debuggare, mantenere e aggiornare facilmente ONOS. Può garantire l'integrità dell'architettura di ONOS e ridurre l'impatto negativo dei cambiamenti in alcune parti del sistema, minimizzando così le difficoltà di manutenzione.

Sviluppo ed evoluzione di ONOS

L'architettura di ONOS non è sempre stata completa fin dall'inizio. Infatti, ha subito due importanti evoluzioni.

• Fase Ⅰ: Durante la prima fase, le tecnologie di base sono state centralizzate nelle mani dei fornitori di apparecchiature e le aziende leader come Juniper e Arista sono altamente competitive. In questo periodo, l'infrastruttura di NOS è relativamente primitiva e l'interfaccia di gestione e il modulo applicativo di protocollo sono combinati insieme. Successivamente, in JunOS OS for Dummies è stato introdotto il concetto di architettura modulare, separando l'interfaccia di gestione dagli altri moduli.

• Fase Ⅱ: Con lo sviluppo del Software-defined Networking (SDN), è emersa una nuova generazione di sistemi operativi di rete aperti e indipendenti. Questi ONOS emergenti si basano su architetture di database. Tuttavia, affidarsi alla sola architettura di database non può soddisfare le esigenze delle imprese di connessioni più veloci e flessibili. Pertanto, molti fornitori di cloud scelgono di integrare l'architettura di database con l'architettura containerizzata. Il grafico seguente mostra chiaramente come si sono sviluppati ed evoluti i sistemi operativi di rete.

Grazie al basso costo e alla semplicità del sistema operativo white box switch, sempre più fornitori di cloud hyperscale hanno adottato questo sistema nei loro data center. Inoltre, con l'aiuto di ONOS, il personale IT delle aziende può gestire facilmente i problemi di rete senza avere troppe conoscenze di base. Un numero sempre maggiore di cloud provider fornisce un ricco servizio di assistenza tecnica, aumentando la richiesta di ONOS da parte delle aziende.

Fornitori di switch white box

Come già accennato, un numero sempre maggiore di grandi aziende e fornitori di cloud optano oggi per gli switch white box per i data center. Di seguito una breve descrizione dei principali fornitori di white box presenti sul mercato.

Fornitori di hardware

I fornitori di hardware per switch white box includono principalmente Dell, Accton, Celestica, EdgeCore, Quanta, Foxconn, Asterfusion, ecc. Tutti utilizzano gli stessi chipset Broadcom.

• Dell: In quanto grande azienda di rete, Dell ha fornito alcuni dei suoi prodotti come switch aperti. Inoltre, supporta anche i NOS dei fornitori di cloud, come Big Switch e Cumulus.

• Asterfusion:Asterfusion è un fornitore di white box switch in grado di fornire non solo soluzioni di rete aperte per white box switch, ma anche una distribuzione aziendale SONiC sviluppata in proprio per data center e service provider di nuova generazione.

• EdgeCore: EdgeCore Network è uno dei principali fornitori di hardware per switch white box. Per assicurarsi che il software open-source funzioni correttamente sul proprio hardware, questa azienda sta rafforzando la partnership con la Open Networking Foundation (ONF).

Fornitori di software

I principali fornitori di software di rete white box sono Big Switch, Pica8, Arrcus, Pluribus, Kaloom, Cumulus e Snaproute.

• Big Switch: Big switch forniscono principalmente il NOS Switch Light. Invece di interagire con gli operatori, questo tipo di NOS è un proxy per le applicazioni in esecuzione sul controller SDN. Inoltre, Switch Light NOS può liberare l'utente dall'architettura di rete storicamente chiusa e fornire funzioni di fornitura e configurazione centralizzate e automatizzate, che possono ridurre i costi in larga misura.

• Pica8: Con PicaOS, Pica8 è in grado di eseguire switch bare-metal di diversi fornitori e di supportare l'uso dei protocolli L2/L3 e OpenFlow per controllare ogni porta dello switch nella rete. Inoltre, Pica8 offre switch white box che possono essere configurati sia attraverso la CLI tradizionale che con i moderni strumenti di automazione.

• Cumulus: Essendo una vera distribuzione Linux, Cumulus Linux è dotata di un livello di astrazione hardware e funziona su una varietà di hardware di base. Con l'aiuto di questo sistema, gli utenti possono automatizzare le reti dei data center e liberarsi del costoso hardware proprietario. Inoltre, Cumulus Linux utilizza anche strumenti di automazione per gestire l'infrastruttura di rete e spera di automatizzare la configurazione degli switch di rete con questi strumenti esistenti.

Conclusioni

In conclusione, con lo sviluppo del NOS, gli switch white box possono ottenere prestazioni molto migliori a un prezzo relativamente basso, portando molti vantaggi ai cloud provider. Pertanto, sempre più fornitori di cloud stanno passando dagli switch tradizionali a quelli white box per soddisfare meglio le esigenze delle imprese e dei data center.