Cisco нацеливается на гипермасштабируемые системы
Компания представила проект Silicon One и маршрутизаторы класса телекоммуникационных операторов 8000-й серии, ориентируясь на разработчиков немарочных продуктов и гипермасштабируемых систем
Вынашивая планы построения Интернета будущего, компания Cisco представила новое оборудование, программное обеспечение и микрокомпонентную базу, призванные помочь в продвижении к этой цели.
Центральным звеном стратегии Cisco является технология ASIC-микросхем Silicon One и новые маршрутизаторы 8000-й серии класса телекоммуникационных операторов. Компания разрабатывала их более пяти лет, потратив свыше миллиарда долларов. Маршрутизаторы 8000-й серии работают под управлением новой операционной системы IOS XR7, обеспечивающей дополнительную безопасность.
Чип оптической маршрутизации Cisco Silicon One Q100 в своей первой версии позволяет довести пропускную способность сети до 10 Тбит/с (в дальнейшем она должна вырасти до 25 Тбит/с) и поддерживает масштабные неблокирующие распределенные маршрутизаторы с глубокой буферизацией, заданным качеством обслуживания и программируемой переадресацией.
Будучи программируемым, чип Cisco Silicon One Q100 можно настроить на любое количество приложений в рамках единого чипсета. Это исключает необходимость развертывания многочисленных специфических чипсетов для автономных процессоров, процессоров линейных плат и элементов коммутационной структуры. Решаются такие задачи с помощью унифицированного программного кода переадресации, написанного на языке P4, и SDK.
«В то время как развитие отрасли притормозилось, мы открываем в инновациях все новые и новые измерения, – заметил генеральный менеджер подразделения Cisco Service Provider Networking Джонатан Дэвидсон. – Полностью переосмысливая архитектуру чипов, наша компания стремится к тому, чтобы достичь наивысшей производительности в отрасли и проложить скоростную магистраль в будущее. В прошлом в сети и даже в одном устройстве использовались разные типы чипов. Развитие разного функционала осуществлялось непоследовательно. Телеметрия резко менялась. Операторам приходилось слишком много времени и сил тратить на координацию и тестирование согласованной работы новых функций в сети. Сегодня единая базовая архитектура может обслуживать разные рыночные сегменты, разные функции и оборудование разных типоразмеров. Получение унифицированного опыта позволит существенно снизить стоимость операций и затраты времени на создание новых услуг».
Еще одной особенностью Silicon One станет доступность для производителей сетевого оборудования категории white-box и разработчиков гипермасштабируемых сетевых систем. Это один из немногих случаев, когда Cisco выступает в роли поставщика микроэлектронных компонентов. Как правило, компания использует производимые ею чипы в своем собственном оборудовании.
Такой шаг делает ее прямым конкурентом Broadcom, Intel и прочих поставщиков электронных компонентов. Кроме того, это может оказать влияние и на других ее конкурентов, таких как Juniper и Arista, прокладывающих путь к технологиям с пропускной способностью 400 Гбит/с и нацеленных на клиентов гипермасштаба.
«Cisco работает над моделью более доступного и практичного транспорта в сетях IP и оптических сетях, которые в большей степени можно отнести к IP-сетям, нежели к оптическим, – заметил Том Нолль, анализируя анонс Cisco. – Думаю, что на начальном этапе цель здесь заключается в объединении в общую инфраструктуру множества сервисов IP в области бизнеса, телефонии и видео как в конкретных помещениях, так и в Интернете. В дальнейшем планируется сделать так, чтобы в этой инфраструктуре преобладали маршрутизаторы, причем главным образом маршрутизаторы Cisco. Я всегда критически отношусь к анонсам Cisco, поскольку там слишком коротко говорят о главном и долго о несущественном, однако в фундаментальном плане сеть нужно упрощать, а предлагаемый Cisco подход хотя и не совершает (на мой взгляд) революции в Интернете, но тем не менее улучшает экономику IP-сети в условиях, когда операторы отчаянно нуждаются в улучшении».
«Что касается нашего решения предлагать компонентную технологию и продавать электронные компоненты, оно позволяет расширить экосистему и разнообразить выбор тем, кому системы подобного рода нужны в больших объемах, – пояснил технический директор Cisco Service Provider Networking Майкл Бисли. – Мы рады предоставить свою технологию поставщикам оборудования white-box и снабжать новым программным обеспечением независимых разработчиков, выстраивающих свои системы на основе наших или каких-то иных компонентов. И чувствуем себя в такой ситуации вполне комфортно».
С аппаратной точки зрения новая 8000-я серия включает в свой состав пять моделей, которые призваны сократить операционные затраты сервис-провайдеров и интернет-компаний. Оборудование оптимизировано с учетом обеспечения пропускной способности в 400 Гбит/с на порт и выше, при этом минимальная производительность устройства, монтируемого в стойке, составит 10,8 Тбит/с. Все сделано таким образом, чтобы достичь терабитного уровня даже в местах с ограниченным пространством и энергоснабжением. Устройства 8000-й серии отличаются сверхнизким энергопотреблением (11 ватт в пересчете на 1 Гбит/с).
Серия 8000 поддерживает программное обеспечение с открытым кодом Software for Open Networking in the Cloud (SONiC), которое было представлено Microsoft в 2016 году для управления тысячами сетевых устройств с поддержкой Switch Abstraction Interface (SAI) – стандартного интерфейса программирования ASIC.
«Благодаря этому уровню абстракции поставщики сетевого оборудования при разработке высокодифференцированных аппаратных платформ могут предложить согласованный программный интерфейс со своими микросхемами ASIC, – указал вице-президент подразделения Cisco Service Provider Network Systems по управлению продуктами Кевин Волленвебер. – Создатели гипермасштабируемых систем в свою очередь могут получить выигрыш благодаря инновациям в электронных компонентах, обеспечивающим более высокую пропускную способность и плотность размещения портов». Cisco поддерживает SONiC на платформах Nexus 9200/9300.
В основе проекта Silicon One лежат оптические технологии. За последние несколько лет Cisco приобрела целый ряд компаний – Luxtera, Lightwire и Acacia (хотя с последней сделка еще не завершена) – которые должны помочь ей в проведении соответствующих преобразований. Luxterra, например, разрабатывает технологию кремниевой фотоники, которая позволяет преобразовывать информацию, закодированную в электронах, в фотоны и пересылать их по волоконно-оптическому кабелю непосредственно в полупроводниковые элементы, что значительно ускоряет передачу данных. В настоящее время для преобразования света, передаваемого по волоконно-оптическому кабелю, в электронные сигналы компьютеров обычно требуется другое оборудование. Luxtera пообещала наладить масштабное производство чипов для решения соответствующих задач, чего другим компаниям отрасли не удавалось сделать на протяжении многих лет.
Ожидаемая сделка стоимостью 3,7 млрд долл. с Acacia, клиентом которой Cisco является уже около пяти лет, также считается ключевой. Компания разрабатывает, производит и продает высокоскоростные когерентные продукты для оптических соединений, предназначенные для преобразования связей между сетями ЦОДов, облачными системами и сервис-провайдерами.
По мере увеличения пропускной способности портов коммутаторов и маршрутизаторов стоимость передачи одного бита неуклонно снижалась благодаря улучшению конструкции ASIC. «Стоимость передачи одного бита по оптическим каналам также снижалась, но не так быстро, как стоимость портов маршрутизаторов и коммутаторов, – указал генеральный менеджер Cisco Optical Systems and Optics Group Билл Гартнер. – В результате в условиях общего увеличения пропускной способности львиная доля расходов на оборудование приходится на подключаемые оптические устройства. К примеру, в сетях ЦОД с пропускной способностью 10 Гбит/с на оптические компоненты приходится лишь 10% от общих затрат на оборудование. При переходе же к скоростям 400 Гбит/с и выше это соотношение меняется, и доля затрат на оптические устройства составляет уже более половины от общей стоимости оборудования».
По оценке Gartner, функции, которые традиционно предоставлялись в виде отдельных транспондеров на базе шасси, теперь будут доступны и в подключаемом форм-факторе. Операторы сетей получат значительные преимущества с точки зрения простоты выполнения операций. Ключевой переломный момент для этого перехода заключается в том, что подключаемая когерентная оптика не накладывает никаких ограничений на маршрутизаторы и коммутаторы с точки зрения плотности. Со временем, с учетом постоянных улучшений кремниевых и оптических технологий, есть все основания полагать, что соответствующие тенденции распространятся и на более широкий круг приложений.