《云数据中心网络与SDN：技术架构与实现》——2.2.4　机箱级开放

2.2.4　机箱级开放

芯片和软件都有了，白盒还得有ODM来完成组装。传统的网络厂商对自己硬件的设计都是秘而不宣的，SDN来了之后，各个ODM开始有机会进入网络设备领域。一个盒子里面都有什么呢？硬件方面主板上的主要部件有BIOS、CPU、交换芯片、主板管理芯片（BMC），以及SFP、电源、LED、风扇、USB这些外围器件；软件方面是操作系统以及众多的交换机应用程序。

在硬件方面，交换机是不需要服务器中的显卡和声卡的，对于内存、硬盘的要求也远远低于服务器。交换机相比服务器主要多的就是交换芯片，白盒交换机的设计多把交换芯片看作PCIe设备，CPU和交换芯片间往往通过PCIe通道进行通信。一块交换芯片能够连接的端口数量是有限的，核心交换机通常需要很大的端口密度，因此在设计盒子的时候可能需要对多块交换芯片进行互联，芯片互联架构的设计会导致影响时延、信号串扰和散热等诸多问题，将直接决定交换机整体的性能。另外，交换机的端口除了密度高，速率上通常也要比服务器上的网卡高，白盒的诞生伴随着的光模块成本的下降以及40GE/100GE的推广，大量SFP/SFP+/QSFP的使用也会对硬件的设计造成很大的影响。ODM的任务就是做好主板的PCB设计，把交换机中的芯片和外围器件有效地“攒”在一起。目前主流的几家白盒交换机ODM包括Accton、Quanta和EdgeCore等。OCP中很多ODM都开源了自己的设计规范，Facebook也把自家的Wedge（ToR）和6 Pack（Spine）开放了出来。

光有硬件肯定是不行的。白盒出厂的时候是裸机，怎么才能装上操作系统呢？当然，可以把USB启动盘插在交换机上，然后像给服务器装系统一样安装交换机的OS。不过，这种方法对于数据中心管理员来说可就不是什么好事情了，他们要面对的是成百上千的交换机，一台一台插USB手动装系统是不现实的。好一点的办法应该是类似于服务器的PXE启动，交换机插上电之后，自己到远端下载操作系统然后再自动装上。这一技术对于白盒来说很重要，其实现依赖于Cumulus为OCP贡献的ONIE（Open Network Installing Environment）。ONIE是一个集成了Busybox的小型Linux，裸机第一次上电时BIOS从Flash中加载ONIE，ONIE会自动到远端去下载对应的白盒操作系统，将该系统存放在硬盘中，并进行系统的安装，如图2-13所示。第二次上电时，BIOS就会跳过ONIE，直接从硬盘中加载已经下载好的白盒操作系统。Cumulus还向OCP贡献了APD（ACPI Platform Description），以适配不同的BIOS。ODM在完成组装后，都会在裸机的Flash里面预装ONIE，然后交付的才是一个名副其实的“白盒交换机”。

图2-13　白盒交换机通过ONIE自动加载操作系统