行业 | 交换机与路由器大战已结束,超大规模计算公司胜出

很难说会先发生什么：交换和路由将合并，还是说会出现两种功能兼具的独立网络操作系统。Arrcus去年7月推出了一种可在商用芯片上同时提供交换功能和路由功能的全新网络操作系统，因此进入公众视线。如果说Arrcus对此有什么要说的，那就是两者会同时发生。而哪个是首要原因并不重要。

早在20世纪20年代，最先发明了用于电话网络的交换技术，而我们今天所知的数据中心交换技术始于1969年的ARPANET，用于将多台计算机连接起来以便共享数据。路由器于1981年在斯坦福大学和麻省理工学院（MIT）独立发明，用于将多个网络连接起来­——可以说是一种面向交换机的交换机，但它在网络协议栈的第3层运行，而不是在交换进行的第2层运行。

从那时起，交换和路由一直处于彼此交战的状态，近年来路由器功能已并入到交换机ASIC及其操作系统中，主要是由于超大规模计算公司和云构建商的数据流比典型的企业要复杂得多，而且它们厌倦了这一点：拥有第2层功能以及第3层路由功能的交换机明明可以用少得多的钱就能完成任务，却为路由器骨干网支付高昂的费用。

实际上，在连接方面，数据中心开始看起来更像是我们的房子：有一条很粗的管道接入互联网，我们使用有线和无线路由器直接将设备连接至互联网。面对新兴网络架构，“尽可能使用交换，仅在必要时才用路由”这句老语可能被彻底颠覆。或者更准确地说，尽可能使用浅ASIC缓冲器，仅在必要时才用深度缓冲器，因为应用程序的延迟要求（无论应用程序在边缘还是在数据中心）都将决定架构决策和ASIC选择。交换机和路由器供应商的选择将放在第三位。

由于商用交换芯片中路由功能的发展，网络架构的这种根本性变化成为可能，超大规模计算公司和云构建商绝对要求这样，它们不会投入巨额资金购买连接庞大的计算和存储集群的路由器。它们想要更宽广更扁平的Clos网络，以更动态的方式混合第2层交换和第3层路由，并在必要时横跨多个ASIC。

如果可以选择，它们宁可只有一套交换和路由软件在多家原始设备制造（OEM）或原始设计制造（ODM）厂商的硬件上运行。这是Arrcus的基本原则，也是其ArcOS网络操作系统的设计目标，年初它移植到了博通的“Tomahawk 3”以太网交换机ASIC，该ASIC是为超大规模计算公司和云构建商设计的，用来提供较便宜的100 Gbs端口，分配给服务器就只有25 Gbs。ArcOS最初支持博通的企业级“Trident 3”芯片，该芯片有更纵深的协议集和低延迟，去年10月增加了支持博通的“Jericho +”深度缓冲器ASIC的功能。而现在即本周，ArcOS被添加到了“Jericho 2”深度缓冲器交换机，这种交换机可能有大量的HBM内存相连接用于非常深的缓冲器，并支持100 Gbs端口和400 Gbs端口。我们认为，过不了多久，即将推出的“Trident 4”ASIC（已于6月份推出）也将出现在Arrcus支持它们的产品中。

Arrcus的产品管理副总裁Murali Gandluru告诉IT外媒The Next Platform：“企业和服务提供商都有一整套工具包可供挑选，为它们所要支持的特定的使用场景选择合适的组合工具，这可是有史以来头一次。如果需要高保真存储——无论在传统数据中心还是在靠近用户的边缘，那不重要，它们就会需要基于Jericho的平台。它们可能会使用高密度交换ASIC来构建主干交换机（spine）以互连那些系统，就像我们的客户实际所做的那样，或者它们可能需要深度缓冲器、直到该站点的边缘，因为它们将对等互联功能合并到该主干交换机上。将来会有很多有趣的事发生，通过商用硅片工具包，你头一次实际拥有全面的可能性和灵活性。而ArcOS的独特之处在于它可以涵盖这一切。比如说，你实际上可以用ArcOS构建一个完整的端到端标准化边缘站点——从超主干到主干再到分支，无需通过多个操作系统。”

正如我们之前指出的那样，数据中心网络出现的变化不仅仅是将网络操作系统与底层硬件分解，并将该操作系统中的API暴露给外界。这是很重要的一部分，有人认为数据中心未来的网络操作系统应该是开源的，建立商用硬件基础，可能由单单一家大牌供应商来支持该开源网络软件堆栈。Arrcus当然也认为应该有一个NOS可以横跨所有重要硬件。所以到头来，关键不是切换vs路由，而是将适当的路由支持（就硅片功能和软件利用硅片的功能而言）做入到交换机ASIC中。

那么，为何那么久才走到今天这一步？为何思科和瞻博网络称霸路由领域这么久？

Gandluru解释道：原因就在于之前别无选择。我们现处于一个拐点，使用主干和分支的Clos架构如今在交换和路由领域都被模仿，结合ArcOS的商用硅片大有希望与思科、瞻博及其他厂商的定制ASIC一较高下。因此，现在我们可以采取进攻的姿态，为客户提供成本可能只有思科或瞻博十分之一的路由平台。之前做不到这样。上一代路由芯片没有很多路由功能，比如线速流建模，互联网和骨干网中绝对需要这类功能。现在你拥有这些功能。同时出现了其他事件。首先，路由控制平面从主干或边缘进入到数据中心，使应用程序交互变得容易。然后，商用硅片方面的芯片组赶上并超过了定制硅片。现在你有了控制平面以及更好的ASIC，可以满足所有这些边缘环境的需要。这是降低网络拥有成本的重要因素。”

下面列出了已添加到ArcOS以充分利用Jericho 2芯片中路由功能的一些路由功能：

ODM厂商在迅速追赶这股潮流，正在采用ArcOS，作为基于Arrcus支持的博通芯片的交换机（和交换机/路由器混合产品）上的一个选项。Celistica、Edgecore和Delta支持博通芯片上的ArcOS，由于广达电脑已经支持Trident 3 ASIC，会希望增加其他产品，我们预计它很快会跟进。

一直在为Arrcus提供资金的风险资本家也已看到了这种模式，刚刚参与了另注资3000万美元的B轮融资。这一轮由Lightspeed Venture Partners领投（去年A轮融资也由它领投），融资总额达到4900万美元。General Catalyst和Clear Ventures也投入了一些资金。这次B轮融资超额认购，所有首次注资的投资者都希望再次注资，这总归是个好兆头。这些资金将用于扩大工程、销售和营销团队，以加强ArcOS的功能，并使ArcOS出现在博通ASIC之外的ASIC上。来自Barefoot Networks（很快将隶属英特尔）的Tofino芯片组和来自Innovium的Teralynx芯片组是明显的选择，但还有其他选择。

据Arrcus的联合创始人兼首席执行官Devesh Garg声称，该公司现有员工约50名人，到年底规模将会翻番。一名新聘的重要人物是Arthi Ayyangar，他之前效力于瞻博，最近担任Arista Networks的工程副总裁，负责其交换机的可扩展操作系统（EOS）。

ArcOS现用于少数几家服务提供商的生产环境中，目前总客户数量是“两位数”。

本周该公司宣布了一款独立的附加工具：ArcIQ，这个基于AI的网络操作中心（NOS）平台类似超大规模计算公司、云构建商和服务提供商自行编写的那种平台，因此完善了Arrcus的交换和路由软件堆栈。ArcIQ可以完成各种更高级别的管理和监控任务，包括跨边缘、云和数据中心网络设备查看网络运行状况，以及跟踪这些设施中的资产。AI在拿来从网络获取的遥测数据用于流量整形方面发挥了作用。ArcIQ还可以使用超大规模计算公司和云构建商广泛部署的BGP协议的FlowSpec功能，帮助对付分布式拒绝服务攻击（DDoS）。顺便说一下，你需要线速流执行此操作，只有最新的博通ASIC才能实现该功能。

更新版ArcOS将于本季度投产，本季度ArcIQ将开始向早期采用者发布，第四季度将推出正式版。