今年的開放計算項目(OCP)峰會帶來很多非常令人振奮的消息:谷歌加入OCP;微軟開源化其云交換網絡操作系統軟件SONiC以及Mellanox推出開放可組合網絡愿景。
在電信基礎設施項目(TIP)成立后,今年OCP峰會有很多電信提供商參加:AT&T、德國電信和SK電信等通信服務供應商(CSP)都希望吸引更多供應商為其下一代網絡構建設備。
當我們談到電信技術,我們必然要談到NFV。NFV是CSP社區的重要舉措,它旨在帶來更靈活和高效的基礎設施,降低成本、提高效率以及提升服務創新。CSP希望基礎設施可提供快速的服務,就像OTT網絡服務和云服務提供商那樣快。
但在NFV出現的三年半后,我們還沒有看到其廣泛部署。NFV可從OCP以及超大規模供應商中學習一些教訓,因為他們已經將OCP解決方案組件投入到大規模部署中。
1.硬件很重要
超大規模網絡和云服務巨頭創建了OCP舉措,他們也在努力推動OCP向前發展。在2011年Marc Andreessen宣稱軟件正在吃掉這個世界,Andreesen認為我們正處于技術和經濟轉變過程中,軟件企業將搶占大部分市場。為了在這個數字轉型中存活,現代企業正轉變成軟件驅動、軟件管理甚至軟件定義。現在每個企業都是軟件企業,每個企業都有網絡為中心的業務。
快進到2015年,這個趨勢進一步發展成:如果軟件正在吃掉這個世界,那么開源將會吞掉這個世界。軟件驅動企業正越來越多地使用開源模塊作為組件化功能來利用軟件規模經濟,避免不必要的實驗,在更短的時間內將服務推向市場。在OCP峰會中,微軟宣布將開源化其Azure Cloud交換機軟件,并將其稱為SONiC。
其結果是,專有交換機系統供應商Arista的股票下跌。
這些Web服務軟件巨頭的做法并不是巧合。OCP的使命是關于重新構建硬件,讓其更有效、更靈活以及可擴展性,以帶來更多選擇、自定義和節約成本。對于超大規模供應商而言,白盒的概念并不只是帶來便宜的硬件,而且它可靈活地分解和重新組裝,為Web服務行業帶來優化的硬件。電信行業也開始行動,在世界移動大會宣布成立的OCP電信基礎設施項目的目的就是為設計和構建電信網絡基礎設施帶來新的方法。
NFV社區已經明確選擇了軟件的路線,并擁抱了開源和其他開源舉措。下一步是什么?肯定是對硬件的重新關注。適用于web服務的不一定適用于網絡服務,它們有對數據包性能(特別是小數據包性能)、延遲性和數據包分類、排列及加密/解密等功能的獨特要求。NFV必須想辦法鼓勵硬件創新。
2. API極其重要
非常明確的一點是,軟件開發人員不想寫針對硬件的代碼,在現實中,他們應該不需要這樣做。在理想世界中,最有效的解決方案是軟件獨立于硬件,硬件為即插即用。
在NFV中,我們經常聽到的是,由于虛擬網絡功能(VNF)想要獨立于硬件,它們通常會在軟件中完成一切工作,包括常規數據包轉發。實際上,軟件一直在定義數據包如何轉發,但軟件并不能實際移動數據包。
在軟件中轉發數據包意味著在x86硬件中進行數據包轉發,盡快x86硬件性能增強且有所優化,但對于數據轉發和處理,仍然無法與網絡處理器或多核ARM處理器相媲美。那么,CSP如何使用不同的硬件來構建用于通信應用的基礎設施,同時避免管理多種類型硬件的麻煩?
這里的關鍵是API,在OCP網絡社區,這個問題通過交換機抽象接口(SAI)完美解決,這個標準C語言API可編程各種類型的交換機ASIC。
3.不要忽視存儲
在OCP峰會中,Facebook公司基礎設施工程副總裁Jay Parikh強調存儲的重要性,并探討了利用固定存儲器(NVM)的新型技術。我們都知道,如果沒有快速I/O訪問你的存儲介質,超快存儲將沒有任何意義。快速存儲需要快速的網絡,對于通信行業最熱門的技術趨勢尤其是如此:移動邊緣計算(MEC)和NFV。
MEC讓移動運營商感到興奮,因為它可為他們提供顯著的差異化,與現有云服務提供商(例如亞馬遜云計算服務和微軟Azure)相競爭,后者構建了大規模區域數據中心來支持其運營以及差異化云產品。展望未來,新一代應用(物聯網、自動駕駛汽車、虛擬現實等)通常需要訪問本地內容以及有關本地接入網絡情況的實時信息。這為移動運營商提供了很好的機會來利用他們已有的分布式基礎設施,包括基站。通過這種已經部署到位的基礎設施,移動運營商可在移動網絡邊緣實現低延遲性和實時處理,而不需要遍歷主干網絡--這會增加不必要的延遲性。
另一個熱門話題是云計算本地NFV。實現NFV云本地的關鍵步驟包括:將單片VNF分成微服務,并從交易處理解耦狀態(即無狀態應用)。無狀態意味著你需要在持久存儲中存儲狀態,并能夠獲取狀態,即使你的虛擬機或容器實例不在運行。
這是云本地應用的關鍵屬性之一,當工作負載增加以及擴展時,你可以啟動盡可能多的VM或容器實例,并可始終確保可靠性,當一個或多個虛擬機或容器實例終止,其他實例可從持久存儲獲取狀態,并繼續運作。
為了實現MEC和云本地NFV的低延遲性目標,重要的是研究整體基礎設施設計以盡量減小訪問數據和執行數據分析的延遲性。當我們從傳統硬盤驅動器(HDD)轉移到固態硬盤(SSD)以及現在的固定存儲器,存儲介質訪問帶來的延遲性已經顯著縮短。
▲來源: Mellanox
通過快速存儲,你的物理網絡和網絡協議帶來的延遲性變得更加明顯,甚至可能遇到瓶頸。例如,NVMe設備可支持2-3 Gbit/s,延遲性低于50 us(0.05毫秒),而傳統硬盤驅動器是7-10毫秒。如果你在網絡架構中訪問NVM驅動器,你需要確保該架構足夠快,否則你就是在浪費錢。現代以太網支持100 Gbit/s,延遲性為數微妙,結合硬件加速iSCSI Extension for RDMA(iSER)以及NVMe Over Fabric塊協議,這非常適合在固定存儲器支持最高性能,無論是現在的閃存還是未來的下一代固態存儲。