數(shù)據(jù)中心vs企業(yè)邊緣：SONiC與DENT的不同使命

近日，ONF宣布其涵蓋接入、邊緣和云解決方案的開(kāi)源網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目將成為Linux基金會(huì)（LF）下的獨(dú)立項(xiàng)目，自此，誕生10余年的ONF正式解散。但以O(shè)NF和OCP為代表的由用戶(hù)單位支持的組織和社區(qū)效應(yīng)徹底重塑了數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)，這種影響也延伸至電信行業(yè)催生TIP（電信基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目），讓開(kāi)源開(kāi)放在電信業(yè)開(kāi)始生根發(fā)芽。

此前，網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新主要由大型設(shè)備制造商推動(dòng)，企業(yè)和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商等消費(fèi)者提出問(wèn)題和挑戰(zhàn)，再由設(shè)備商提出解決方案。隨著開(kāi)放組織的陸續(xù)成立，這一情況發(fā)生了很大變化，許多項(xiàng)目開(kāi)始由微軟、Meta等數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商以及電信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商等網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品消費(fèi)者推動(dòng)。這一演變的基石是白盒和開(kāi)源技術(shù)的出現(xiàn)，前者改變了漫長(zhǎng)的硬件研發(fā)周期，后者解決了軟件研發(fā)周期的問(wèn)題。

用于數(shù)據(jù)中心的 SONiC、電信的Stratum，以及企業(yè)、園區(qū)和零售業(yè)的DENT等都是開(kāi)源項(xiàng)目，本文將深入研究和比較SONiC和DENT的技術(shù)特征、行業(yè)重點(diǎn)、未來(lái)潛力以及背后的社區(qū)支持，探究這兩個(gè)開(kāi)源網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)在當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)生態(tài)中的地位和影響。

01

SONiC和DENT：兩大開(kāi)源NOS

此前，多家科技公司曾著手開(kāi)發(fā)開(kāi)源NOS，例如Meta的FBOSS、HP的OpenSwitch、國(guó)際計(jì)算機(jī)科學(xué)研究所與XORP以及戴爾的OPX。然而，除了最初的開(kāi)發(fā)社區(qū)之外，這些解決方案并沒(méi)有獲得廣泛采用，因此未能成功實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)轉(zhuǎn)型。與之不同的是，SONiC和DENT這兩大開(kāi)源NOS在開(kāi)源網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展長(zhǎng)河中留下了濃墨重彩的一筆。

SONiC——云中開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)軟件，由微軟為其Azure數(shù)據(jù)中心創(chuàng)建，并于 2017 年贈(zèng)送給OCP。SONiC基于Linux發(fā)行版Debian，由內(nèi)核補(bǔ)丁、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、實(shí)用程序和用戶(hù)空間應(yīng)用程序組成。SONiC采用Docker容器成功地解決了NOS組件封裝問(wèn)題。2022年4月，SONiC宣布成為L(zhǎng)inux基金會(huì)正式項(xiàng)目，這標(biāo)志著SONiC加入了全球最大的開(kāi)源生態(tài)系統(tǒng)。

DentOS基于Linux內(nèi)核網(wǎng)絡(luò)，以 Switchdev 為核心。它的核心理念是將Linux內(nèi)核網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)路徑卸載到交換芯片，并使用現(xiàn)有的用戶(hù)空間應(yīng)用程序或守護(hù)進(jìn)程作為控制平面。DentOS項(xiàng)目由亞馬遜發(fā)起，于2019年12月啟動(dòng)，一年后以開(kāi)源形式發(fā)布。DENT旨在創(chuàng)建一個(gè)簡(jiǎn)化企業(yè)邊緣網(wǎng)絡(luò)軟件的NOS。

02

SONiC：數(shù)據(jù)中心之星

SONiC生態(tài)系統(tǒng)不斷壯大，支持SONiC的社區(qū)也是如此，其中包括Broadcom在內(nèi)的芯片制造商，思科、Dell、NVIDIA、Marvell等設(shè)備供應(yīng)商，以及Meta、LinkedIn和阿里等行業(yè)巨頭。

SONiC的設(shè)計(jì)

SONiC基于Linux，構(gòu)建在交換機(jī)抽象接口（SAI）上，能夠在各種交換機(jī)和ASIC上運(yùn)行。微軟于 2015 年開(kāi)源該接口，并再次贈(zèng)送給OCP。SONiC將SAI作為南北向互聯(lián)的中間件，屏蔽不同ASIC之間的驅(qū)動(dòng)差異，也正是由于SAI的存在，SONiC的網(wǎng)絡(luò)功能應(yīng)用才能夠支持多個(gè)廠(chǎng)家的ASIC。

在過(guò)去的幾年里，將 NOS 與ASIC的集成非常耗時(shí)。像Broadcom（大約占 90% 的市場(chǎng)）等芯片供應(yīng)商為 NOS 供應(yīng)商提供 SDK，然后將其與 NOS 集成。而SAI 通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)路徑的 API 極大地簡(jiǎn)化了這一過(guò)程。因此，開(kāi)發(fā)人員可以在很短的時(shí)間內(nèi)將商用芯片與 SONiC 或任何其他開(kāi)源 NOS 集成。這實(shí)現(xiàn)了硬件和軟件之間真正的解耦。

SONiC不斷增長(zhǎng)的功能包括：

Layer 2（LAG、LLDP、VLAN）；

Layer 3（BGP、NAT、EVPN）；

QoS（ECN、COS、PFC）；

安全（ACL，TACACS+）；

系統(tǒng)管理（SNMP、CLI、RESTCONf、升級(jí)）。

SONiC的行業(yè)采用

根據(jù)IDC的數(shù)據(jù)，到2024年，SONiC數(shù)據(jù)中心交換機(jī)市場(chǎng)預(yù)計(jì)將達(dá)到20億美元。企業(yè)可以自行選擇硬件來(lái)運(yùn)行SONiC。微軟、Target、LinkedIn、eBay、阿里、百度等多家大公司都加入了SONiC浪潮，將其作為最新的操作系統(tǒng)。此外，SONiC也在進(jìn)軍企業(yè)網(wǎng)絡(luò)和部署領(lǐng)域。

許多供應(yīng)商，如Dell、Arista、NVIDIA和Edgecore，均推出了適用于各自平臺(tái)的SONiC版本。例如，思科已將SONiC集成到其網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品中，戴爾于2020年推出SONiC企業(yè)級(jí)發(fā)行版，為下一階段的業(yè)務(wù)擴(kuò)張奠定了基礎(chǔ)。NVIDIA在其平臺(tái)上支持純SONiC和社區(qū)版本。Edgecore和Broadcom也提供自家的發(fā)行版。雖然這有助于擴(kuò)大SONiC在行業(yè)中的影響力，但也導(dǎo)致了SONiC生態(tài)系統(tǒng)的極度碎片化。

供應(yīng)商的SONiC發(fā)行版雖然帶來(lái)了一系列優(yōu)勢(shì)，如供應(yīng)商支持和強(qiáng)化等，但同時(shí)也存在著嚴(yán)重限制，比如供應(yīng)商鎖定，導(dǎo)致OPEX不斷增長(zhǎng)，并與SONiC社區(qū)版存在重大差異。這些SONiC企業(yè)級(jí)發(fā)行版并不提供多供應(yīng)商互操作性支持，迫使客戶(hù)在網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)方面依賴(lài)單一供應(yīng)商設(shè)備。這與網(wǎng)絡(luò)解耦的理念本身是矛盾的。

SONiC向企業(yè)轉(zhuǎn)型

目前，超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的以太網(wǎng)交換機(jī)是SONiC的重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域，在未來(lái)幾年，SONiC將在邊緣、IoT和5G等蓬勃發(fā)展的市場(chǎng)中推動(dòng)下一代網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)。

SONiC有望成為網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域里類(lèi)似Linux的存在，使企業(yè)能夠在所有硬件制造商支持的開(kāi)放NOS上進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。

由于社區(qū)和平臺(tái)的廣泛支持，SONiC正定期添加新功能，并每六個(gè)月發(fā)布一次新版本。這些更新是用戶(hù)反饋和社區(qū)貢獻(xiàn)的綜合成果，為網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)帶來(lái)持續(xù)發(fā)展和不斷改進(jìn)的動(dòng)力。如今，SONiC在數(shù)據(jù)中心中得到了廣泛的應(yīng)用，并且得到了二級(jí)云運(yùn)營(yíng)商、通信服務(wù)提供商、電信服務(wù)提供商和大型企業(yè)的日益關(guān)注。

當(dāng)前，SONiC面臨的挑戰(zhàn)之一是其不斷發(fā)展所帶來(lái)的適應(yīng)性需求，這種快速變化引發(fā)了許多架構(gòu)問(wèn)題。這也解釋了為何SONiC吸引了大量云巨頭的關(guān)注，卻未能吸引到小企業(yè)，因?yàn)楹笳唠y以承擔(dān)定制SONiC版本的成本。

03

DENT：Linux內(nèi)核革命

過(guò)去十年來(lái)，除了零售和園區(qū)網(wǎng)絡(luò)之外，開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)已在各網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。相較于數(shù)據(jù)通信和電信市場(chǎng)，零售和園區(qū)網(wǎng)絡(luò)面臨著更大的挑戰(zhàn)。而DentOS的出現(xiàn)，給這些領(lǐng)域帶來(lái)了變革。DentOS旨在幫助簡(jiǎn)化企業(yè)邊緣網(wǎng)絡(luò)。DENT生態(tài)系統(tǒng)匯聚了亞馬遜（該項(xiàng)目的主要驅(qū)動(dòng)力）、Marvell、Edgecore、Delta Electronics、Keysight Technologies、Wistron等領(lǐng)先的市場(chǎng)參與者。

DENT致力于解決分布式企業(yè)邊緣網(wǎng)絡(luò)所面臨的挑戰(zhàn)。長(zhǎng)期以來(lái)，解耦一直有利于電信基礎(chǔ)設(shè)施和數(shù)據(jù)中心，但傳統(tǒng)公有云之外的企業(yè)邊緣用例仍未得到解決，DENT的成立就是為了彌合這一差距。

DENT操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)

DENT的設(shè)計(jì)使其可以像 Linux 一樣輕松安裝。與數(shù)據(jù)中心供應(yīng)商的解決方案不同，它不需要許可費(fèi)用，不需要特殊的SDK，也不需要集成工具集。由于所有硬件都通過(guò)相同的接口尋址，因此DENT不僅與交換機(jī)無(wú)關(guān)，而且與底層硬件也無(wú)關(guān)。

DentOS的一些優(yōu)勢(shì)包括：

支持現(xiàn)有的Linux工具集：采用標(biāo)準(zhǔn)Linux實(shí)用程序進(jìn)行配置；

降低COG（商品成本）：消除了開(kāi)源許可成本，提高了成本效率和解決方案的可負(fù)擔(dān)性；

減少集成時(shí)間：提供服務(wù)器管理的自動(dòng)化工具；

占地面積?。号cSONiC相比，DentOS在CPU和RAM資源方面的需求少得多。

DentOS受益于現(xiàn)有Linux生態(tài)系統(tǒng)的貢獻(xiàn)者和用戶(hù)，同時(shí)促進(jìn)開(kāi)發(fā)人員、提供商、供應(yīng)商和用戶(hù)之間的協(xié)作。2020 年 12 月，Linux 基金會(huì)宣布了DentOS第一個(gè)代碼版本“Arthur”。2022年3月，發(fā)布了2.0版本“Beeblebrox”，2023年第1季度推出了第三個(gè)版本Cynthia（v3.0）。Cynthia為網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)提供了一個(gè)小而有效的功能集：

L2協(xié)議（如VLAN、LLDP、STP、LAG、IGMP Snooping）；

L3協(xié)議（如IPv4/v6路由、VRF、ECMP、NAT）；

QoS（服務(wù)質(zhì)量）；

管理協(xié)議（如DHCP、SSH）；

安全功能（802.1x、BPDU保護(hù)、端口隔離）。

目前，雖然DENT的平臺(tái)支持有限（DNI、Edgecore、WNC平臺(tái)），但社區(qū)正在努力發(fā)展，它們的種類(lèi)正在擴(kuò)大。

DentOS采用

與專(zhuān)有NOS相比，DentOS的功能集較為精簡(jiǎn)，但足以滿(mǎn)足企業(yè)邊緣的基本要求，包括支持廣泛的硬件平臺(tái)、集中式網(wǎng)絡(luò)管理、強(qiáng)大的安全功能和可擴(kuò)展性。亞馬遜已成功地將DentOS部署為其Just Walk Out Technology的一部分，以簡(jiǎn)化客戶(hù)體驗(yàn)和拓展店內(nèi)運(yùn)營(yíng)。

鑒于其性能特點(diǎn)，DentOS特別適用于零售店、酒店、醫(yī)院等擁有大量分支機(jī)構(gòu)或者遠(yuǎn)程辦公等需求的場(chǎng)景。

DentOS遷移到SAI

DENT社區(qū)已經(jīng)宣布計(jì)劃引入對(duì)SAI作為硬件配置接口的支持。這一舉措將消除DENT生態(tài)系統(tǒng)在支持平臺(tái)數(shù)量上的主要限制，未來(lái)任何支持SAI的平臺(tái)在技術(shù)上都可以運(yùn)行DENT。

| DentOS向SAI過(guò)渡

04 誰(shuí)將在開(kāi)放式NOS之戰(zhàn)中獲勝？

無(wú)論是數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)、電信還是園區(qū)網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)組織都需要一個(gè)軟件產(chǎn)品來(lái)幫助運(yùn)行其網(wǎng)絡(luò)。為了能從白盒中受益，他們需要一個(gè)滿(mǎn)足其特定要求的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。因此，在選擇系統(tǒng)時(shí)，必須考慮特定于業(yè)務(wù)的目標(biāo)和限制?？梢酝ㄟ^(guò)評(píng)估可用的管理協(xié)議、功能集、集成過(guò)程的難度以及所支持的硬件平臺(tái)的特征來(lái)選擇最適合的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。

這些年來(lái)，SONiC發(fā)展和成熟度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了DENT。自SONiC發(fā)布以來(lái)，許多超大規(guī)模企業(yè)和云服務(wù)提供商已經(jīng)廣泛采用，將其應(yīng)用于自身的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施中。SONiC已經(jīng)擴(kuò)展到支持?jǐn)?shù)百個(gè)平臺(tái)，并且提供了多種的功能。然而，大型企業(yè)和云巨頭的支持并不一定代表著SONiC是一個(gè)普遍適用的解決方案。

DentOS基于Linux內(nèi)核的特性，具備更高的成本效益。它允許在沒(méi)有任何更改的情況下使用現(xiàn)有的Linux網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序，從而消除了集成和管理上的挑戰(zhàn)。隨著5G、物聯(lián)網(wǎng)、邊緣和人工智能的興起，對(duì)DENT的采用將繼續(xù)增長(zhǎng)。而對(duì)SAI的支持可能是加速企業(yè)采用DENT的突破口。

各家企業(yè)都需要根據(jù)其特定需求和使用案例定制網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)。因此，沒(méi)有一個(gè)單獨(dú)的NOS適用于所有業(yè)務(wù)。

SONiC和DENT特性對(duì)比：