Источник: Станция Альянса сетевых технологий.

Здравствуйте, это сайт Альянса сетевых технологий.

Когда вы включаете свое электронное устройство, просматриваете ли вы Интернет дома или работаете в офисе, кажущаяся незаметной технология незаметно соединяет вас с миром. Эта технология представляет собой сетевой коммутатор, который подобен пересечению миллионов дорог, передающий информацию из одного места в другое, делая цифровой мир более тесно связанным. Но теперь представьте себе коммутатор, который мог бы, как волшебник, создать бесконечные возможности на полотне сети. Это коммутация белого ящика, динамичная и увлекательная технология, которая меняет наше представление о сетях и делает наш цифровой мир более захватывающим и захватывающим.

Выключатели «белого ящика» привлекли широкое внимание как инновационная технология. В этой статье подробно представлены концепция, характеристики и роль коммутаторов белого ящика в современной сетевой архитектуре.

1. Предыстория появления переключателей «белого ящика»

Появление коммутаторов «белого ящика» можно объяснить необходимостью постоянного развития и инноваций в сетевой архитектуре.

1.1 Взрывной рост объема сетевых данных

С ростом популярности Интернета и диверсификацией приложений объем данных в сети вырос в геометрической прогрессии. Традиционное сетевое оборудование может столкнуться с проблемами производительности при обработке такой огромной нагрузки данных. Поэтому для удовлетворения растущего спроса на данные необходимо более высокопроизводительное и более гибкое сетевое оборудование.

Традиционные сети слишком сложны

1.2 Рост облачных вычислений и больших данных

Развитие облачных вычислений и технологий больших данных привело к быстрому расширению центров обработки данных. Традиционное сетевое оборудование сложно адаптировать к потребностям крупных центров обработки данных, поэтому необходимы более масштабируемые и индивидуальные решения. Коммутаторы «белого ящика» обеспечивают лучшую поддержку центров обработки данных благодаря возможности программирования и настройки.

1.3 Требования к программированию сети

Традиционное сетевое оборудование обычно основано на закрытом оборудовании и операционных системах, что затрудняет удовлетворение меняющихся потребностей сети. Современные сети требуют более высокой программируемости, чтобы адаптироваться к новым потребностям бизнеса и технологическим разработкам. Программируемость переключателей «белого ящика» позволяет гибко настраивать их и управлять ими в соответствии с реальными потребностями.

1.4 Развитие программно-конфигурируемых сетей (SDN)

Технология SDN делает упор на программируемость сети и централизованное управление, а также обеспечивает более гибкое управление и оптимизацию сети за счет разделения плоскостей управления и плоскостей данных. Сочетание коммутаторов «белого ящика» и технологии SDN позволяет сетевым администраторам лучше контролировать поведение сети, что способствует дальнейшему развитию коммутаторов «белого ящика».

1.5 Влияние открытого исходного кода

Рост движения за открытый исходный код стимулировал инновации в различных областях, и сетевые технологии не являются исключением. Развитие операционных систем и программных библиотек с открытым исходным кодом создало благоприятные условия для появления коммутаторов «белого ящика». Программное обеспечение с открытым исходным кодом предоставляет настраиваемые решения, которые упрощают производителям создание коммутаторов «белого ящика».

1.6 Сокращение затрат на оборудование и диверсификация цепочек поставок

Традиционное сетевое оборудование часто производится несколькими производителями, что приводит к относительно высоким затратам на оборудование и централизованной цепочке поставок. В коммутаторах «белого ящика» используется коммерческое оборудование, которое может снизить затраты на оборудование и способствовать разнообразию цепочки поставок, позволяя большему количеству производителей участвовать в производстве сетевого оборудования.

2. История переключателей «белого ящика»

Историю коммутаторов «белого ящика» можно проследить до развития и эволюции сетевых технологий.

2.1 Раннее сетевое коммутационное оборудование

В ранних компьютерных сетях использовалась сетевая архитектура на основе концентратора, которая была неэффективна при широковещательной передаче пакетов данных. По мере увеличения количества устройств и трафика данных в сети люди начинают искать более эффективные технологии сетевой коммутации.

2.2 Традиционные коммерческие коммутаторы

Коммерческие коммутаторы начали широко использоваться в сетях, и эти коммутаторы обычно производятся некоторыми крупными производителями. Аппаратное и программное обеспечение этих коммутаторов закрыто, и сетевые администраторы часто ограничиваются функциями и возможностями конфигурации, предоставляемыми производителем.

2.3 Влияние открытого исходного кода и SDN

С ростом движения за открытый исходный код люди ищут более гибкие и настраиваемые сетевые решения. В то же время концепция программно-определяемых сетей (SDN) также начала привлекать внимание, пропагандируя программируемость и централизованное управление сетью.

2.4. Популярность переключателей «белого ящика»

С развитием операционных систем с открытым исходным кодом, аппаратного обеспечения общего назначения и SDN начали расти коммутаторы «белого ящика». Коммутаторы «белого ящика» используют стандартное оборудование, но работают под управлением операционной системы с открытым исходным кодом, что дает сетевым администраторам большую гибкость в настройке и управлении коммутатором.

2.5 Расширение применения переключателей белого ящика

Коммутаторы белого ящика используются не только в центрах обработки данных, но и постепенно проникают в другие области, такие как периферийные вычисления, Интернет вещей и т. д. Эти области имеют разные потребности в гибкости и производительности сети, а программируемость коммутаторов «белого ящика» позволяет им адаптироваться к этим потребностям.

3. Знакомство с переключателями белого ящика

Концепция коммутаторов «белого ящика» была впервые предложена поставщиком сетевого оборудования Big Switch Networks. В 2012 году компания запустила архитектуру открытой коммутации сети, которая сочетает в себе стандартное оборудование с операционной системой с открытым исходным кодом, что обеспечивает более гибкую настройку сети и управление ею. Они предложили концепцию коммутаторов «белого ящика» в рамках этой архитектуры, намереваясь разделить аппаратное и программное обеспечение, позволяя сетевым администраторам настраивать конфигурации в соответствии с фактическими потребностями и достигать более высокого уровня управления и оптимизации сети.

Со временем концепция выключателей «белого ящика» постепенно получила более широкое признание и применение. Другие производители и сообщества открытого исходного кода также начали обращать внимание и инвестировать в разработку и применение технологии переключателей «белого ящика». Таким образом, хотя разработка коммутаторов «белого ящика» впервые была предложена Big Switch Networks, это процесс, требующий усилий многих сторон.

3.1 Обзор переключателей белого ящика

White Box Switch, также известный как White Label Switch, представляет собой инновационное сетевое коммутационное устройство с характеристиками аппаратного и программного разделения, открытости и настраиваемости. Он играет важную роль в современной сетевой архитектуре, предоставляя предприятиям и центрам обработки данных более гибкие, программируемые и высокопроизводительные сетевые решения.

3.1.1 Разделение аппаратного и программного обеспечения

Традиционные сетевые коммутаторы часто тесно интегрируют аппаратное и программное обеспечение, что ограничивает возможности сетевых администраторов настраивать устройства и управлять ими. Коммутаторы «белого ящика» имеют разделенную конструкцию аппаратного и программного обеспечения, что позволяет сетевым администраторам независимо настраивать и обновлять аппаратное и программное обеспечение для лучшего удовлетворения различных потребностей сети.

3.1.2 Открытость и настраиваемость

Коммутаторы белого ящика обычно основаны на операционных системах с открытым исходным кодом, таких как Linux, и оборудовании с открытыми стандартами. Это позволяет пользователям настраивать систему в соответствии со своими потребностями, добавляя или удаляя определенные функции и модули для адаптации к различным сетевым архитектурам и потребностям бизнеса. Открытость также способствует развитию экосистем, которые предоставляют пользователям больше выбора и инноваций.

3.1.3 На основе коммерческого оборудования

В коммутаторах «белого ящика» обычно используется стандартное оборудование, такое как обычные микросхемы и компоненты. Это снижает затраты на оборудование и предоставляет пользователям более доступное решение. Кроме того, конструкция, основанная на общем оборудовании, также способствует разнообразию цепочек поставок и снижает зависимость от конкретных поставщиков.

3.1.4 Крупные корпоративные приложения

Крупные предприятия и поставщики облачных услуг, такие как Google, Microsoft, Facebook и т. д., широко используют коммутаторы «белого ящика» в своих крупных центрах обработки данных. Этим предприятиям требуется высокопроизводительное, программируемое и настраиваемое сетевое оборудование для поддержки сложных сетевых архитектур и потребностей бизнеса. Открытость и гибкость переключателей «белого ящика» делают их идеальными для удовлетворения этих потребностей.

3.2 Принцип работы переключателя белого ящика

Представьте себе, что коммутатор «белого ящика» подобен умному диспетчеру дорожного движения, который находится на перекрестке сети и точно направляет поток данных, чтобы гарантировать, что информация достигнет места назначения быстро и точно. Это похоже на тонкий танец, в котором аппаратное и программное обеспечение работают вместе, обеспечивая бесперебойную работу онлайн-мира.

Во-первых, коммутатор «белого ящика» наблюдает за пакетами данных, поступающими от разных устройств, через набор высокоинтеллектуальных «глаз», называемых портами. Каждый пакет подобен машине, а порт — въезду на дорогу. Коммутатор определяет, на какой выход следует отправить пакет, проверяя «адрес назначения» в пакете, например номерной знак. Этот процесс очень быстрый, почти мгновенный.

Коммутатор белого ящика действует как сортировщик почты, сортируя пакеты по соответствующим «почтовым ящикам» (то есть портам). Каждый порт подключен к отдельному устройству, точно так же, как каждый почтовый ящик принадлежит другому получателю. Пакет данных точно доставляется в правильный почтовый ящик, чтобы обеспечить его бесперебойную доставку на целевое устройство.

И этот «сортировщик почты» также имеет собственную память. Он запомнит предыдущий маршрут, чтобы в следующий раз, когда он встретит тот же «адрес назначения», он сможет быстрее сортировать пакеты данных, как и опытный сортировщик. быстро определить получателей.

Принцип работы коммутатора «белого ящика» таков: опираясь на сложные порты, интеллектуальное суждение и высокоскоростную работу, он собирает и классифицирует пакеты данных от разных устройств, а затем эффективно отправляет их в правильный пункт назначения, тем самым создавая бесперебойную беспрепятственную сеть. Транспортная система позволяет быстро передавать информацию и делает наш цифровой мир более тесно связанным.

На схеме выше показаны два устройства (Устройство 1 и Устройство 2), соединенные вместе через переключатель «белого ящика» (Switch). Коммутатор «белый ящик» имеет два порта (порт 1 и порт 2), которые соединяют два устройства соответственно.

Когда Устройство 1 хочет отправить данные на Устройство 2, оно отправляет пакет на Порт 1 Коммутатора. Коммутатор проверяет адрес назначения в пакете и определяет, что пакет следует отправить на Устройство 2 через Порт 2. Это как на перекрёстке, ГИБДД (Переключатель) направляет транспортное средство (пакет данных) на движение в нужном направлении на основании госномера (адреса назначения).

Благодаря этому процессу коммутаторы «белого ящика» могут эффективно передавать пакеты данных с одного устройства на другое, гарантируя, что данные дойдут до места назначения точно и быстро. Эта простая диаграмма помогает проиллюстрировать основные принципы того, как коммутатор белого ящика пересылает данные на основе адреса назначения в пакете.

3.3 Сравнение переключателей белого ящика и традиционных переключателей

4. Основные характеристики переключателей белого ящика

4.1 Построен на обычном оборудовании

переключатель белого Отличительной особенностью контейнеров является то, что они изготовлены из коммерческого аппаратного обеспечения. обеспечение как основа. По сравнению с традиционным специализированным выключателем, это коммерческое аппаратное обеспечение Использованиепереключатель белого ящик более экономичен. Коммерческое аппаратное обеспечение обычно базируется на процессорной Архитектуре общего назначения, что означает аппаратное Программное обеспечение дешевле в производстве и более доступно.

переключатель белого Эта особенность ящика позволяет администраторам сети выбирать то оборудование, которое соответствует их потребностям. конфигурация программного обеспечения для достижения индивидуальной сетевой архитектуры. В то же время он также продвигает аппаратное обеспечение Диверсификация цепочки поставок, сокращение аппаратного обеспечение Закупочная стоимость оборудования.

4.2 Использование специализированных интегральных схем (ASIC)

переключатель белого ящик использует специализированные интегральные схемы (ASIC) от проверенных поставщиков. ASIC — это специализированная интегральная микросхема, предназначенная для выполнения конкретных вычислительных задач. В переключателе белого ящикасередина,ASIC используется для реализации пересылки и обработки пакетов данных.,А также различные протоколы и функции, необходимые для сетевого обмена.

Используя ASIC, включите белого ящика может достичь высоких производительность обработки и пересылки пакетов для удовлетворения потребностей крупномасштабных центров обработки данные и потребности сети. Возможность настройки ASIC также позволяет администраторам сети оптимизировать ее в соответствии с фактическими потребностями для повышения производительности и эффективности сети.

4.3 Запуск открытой сетевой операционной системы (ONOS)

Еще одной важной особенностью является то, что переключатель белого ящика Запустите открытую сетевую операционную систему (ОНОС). Операционная система открытой сети — это программная система для управления и контроля сетевых устройств, которая подчеркивает программируемость и гибкость сети. Запустив ONOS, включите белого ящика обеспечивает централизованный контроль и управление.

ONOS позволяет сетевым администраторам настраивать сеть и управлять ею через централизованный контроллер, тем самым автоматизируя и оптимизируя сеть. Эта возможность программирования позволяет сетевым администраторам формулировать сетевые политики на основе фактических потребностей и динамически корректировать поведение сети для достижения более эффективного управления трафиком данных и использования ресурсов.

4.4 Коммутаторы «белого ящика» и программно-определяемые сети (SDN)

переключатель белого ящик часто используется в сочетании с программно-определяемой сетью (SDN), которая аналогична Традиционному. Одно из наиболее существенных отличий переключателя. SDN — это сетевая архитектура, в которой упор делается на программируемость сети, централизованное управление и разделение плоскостей данных и плоскостей управления. переключатель белого Программируемость и открытость ящика делают его идеальным для SDN Архитектуры.

В СДН,переключатель белого ящика как часть плоскости передачи данных,поведение сети можно регулировать и оптимизировать посредством связи с централизованным контроллером. Эта архитектура позволяет администраторам сети управлять всей сетью из одного централизованного места.,Тем самым достигается более высокий уровень автоматизации и оптимизации сети.

5. Преимущества переключателей белого ящика

Переключатель белого ящика дает много преимуществ.

Во-первых, благодаря открытой операционной системе пользователи могут выбрать сетевую операционную систему, которая соответствует их потребностям, тем самым максимизируя производительность сети. Например, вы можете выбрать операционные системы, поддерживающие различные протоколы, исходя из реальных потребностей, чтобы добиться лучшей производительности и совместимости.

Во-вторых,переключатель белого ящикаизаппаратное обеспечение имеет относительно низкую стоимость, что обеспечивает доступное сетевое решение для малого и среднего бизнеса. По сравнению с традиционным запатентованным выключателем, переключатель белого ящик принял стандартизированное аппаратное обеспечение компонентов, снижение затрат на закупки и обслуживание.

также,Его простота и программируемость также позволяют администраторам сети лучше адаптироваться к меняющимся потребностям бизнеса. Будь то добавление новых устройств или корректировка сетевых стратегий.,переключатель белого ящика можно реализовать посредством настройки программного обеспечения.,Значительно упрощает процесс управления сетью.

Подведем итог преимуществам переключателя белого ящика:

• Простой
• гибкость
• надежность
• Масштабируемость
• Настраиваемость
• автоматизация
• высокая производительность
• Высокая стоимость исполнения

6. Случаи применения переключателей белого ящика

6.1 Применение в среде облачных вычислений

переключатель белого ящик играет важную роль в среде облачных вычислений. облачныйцентр обработки данных необходимо для поддержки крупномасштабной виртуализации и мультитенантных сервисов, в то время как переключатель белого Программируемость ящика обеспечивает гибкую настройку в соответствии с различными потребностями виртуальной сети, обеспечивая эффективное использование ресурсов и оптимизацию сети.

6.2 Периферийная вычислительная сеть

С развитием периферийных вычислений,Необходимо построить сеть с низкой задержкой и высокой пропускной способностью.,Для поддержки связи и обработки данных между периферийными устройствами. Переключатель белого ящика можно настроить и настроить в соответствии с различными периферийными сценариями.,Обеспечьте эффективное соединение между периферийными устройствами.

6.3 Объединение крупномасштабных центров обработки данных

В огромных масштабахцентр обработки данныхсередина,Несколько центров обработки Между данными требуется высокоскоростное соединение с малой задержкой. переключатель белого ящикачерез еговысокая производительностьизаппаратное программное обеспечение и программируемые функции, которые могут удовлетворить потребности центра обработки Необходимость быстрой передачи больших объемов данных между опорами данных обработки Интернет и совместное использование ресурсов в данных.

7. Производители, занимающиеся выключателями белого ящика

7.1 Международные производители

1. Big Switch Networks：какпереключатель белого Один из создателей концепции ящика, Биг Switch Networks занимается исследованием и продвижением переключателей с 2010 года. белого Развитие технологии ящика. Их инновации привели к прогрессу в таких областях, как программно-определяемые сети (SDN) и сетевые операционные системы с открытым исходным кодом.
2. Cumulus Networks：Cumulus Networks была основана в 2010 году и специализируется на предоставлении услуг для коммутаторов. белого ящик предоставляет сетевую операционную систему. Они запустили сетевую операционную систему на базе Linux, предоставляющую сетевым администраторам большую программируемость и гибкость.
3. Pica8：Pica8Основан в2012Год,Предоставляется на основепереключатель белого Сетевая операционная система ящика. Их продукты разработаны с учетом открытости и программируемости.

7.2 Отечественные производители

1. Хуавей：каксерединаведущий в странеизсеть Производитель оборудования,Huawei впереключатель белого Также задействовано поле ящика. Их продукция в основном используется в облачных центрах. обработки данных и корпоративной сети для поддержки обработки крупномасштабного трафика данных.
2. ЗТЕ (ЗТЕ)：серединаXingtong также является важной отечественной компанией.изсеть Поставщик оборудования,ввязалсяпереключатель белого поле ящика. Их продукция удовлетворяет потребности сетей разного масштаба.
3. УНИСОК：УНИСОКсуществовать Область чипов богатаизопыт,они также могут бытьпереключатель белого Сыграл определенную роль в исследованиях и разработках ящика.
4. Жуйцзе Сети：какодомашненныйсеть Производитель оборудования№1,Жуйцзесетьсуществоватьпереключатель белого Он также занимается производством ящиков.

8. Тенденции развития и проблемы переключателей «белого ящика»

Крупные поставщики облачных услуг, такие как Google и Amazon, широко обработки данныхсетьсерединаразвертыватьпереключатель белого ящик. Этим поставщикам необходимы высокие производительность, легко программируемые сетевые устройства для поддержки крупномасштабных облачных сервисов. переключатель белого ящик обеспечивает настраиваемую конфигурацию и более гибкое управление, что позволяет поставщикам облачных услуг лучше адаптироваться к быстро меняющимся потребностям бизнеса.

Поскольку рынок крупных облачных провайдеров становится все более конкурентным, переключатель белого ящика Поставщики начинают концентрироваться на таких сегментах рынка, как поставщики вторичного облака, крупные предприятия и поставщики телекоммуникационных услуг. Это помогает расширить переключатель белого Сфера применения ящика в различных отраслях еще больше способствует развитию рынка.

переключатель белого Рост популярности ящиков в определенной степени повлиял на рыночную долю производителей традиционного сетевого оборудования, особенно в центрах. обработки поле выключателя. Этим производителям необходимо адаптироваться к новой динамике рынка и внедрять инновации, чтобы оставаться конкурентоспособными.

как Сиско в центре обработки Доля рынка данныхвыключателей снизилась, что также отражает снижение продаж переключателей. белого ящикаиз Влияние。Cisco и другие традиционныесеть Производитель оборудованиятакжесуществовать Постоянно корректировать свою продуктовую стратегию,адаптироваться к изменениям рынка,Включает устройства, которые обеспечивают большую программируемость и простоту использования.

Суммируя,переключатель белого ящик Как инновационное сетевое устройство, в центре обработки Быстрый рост объема данных и его влияние на долю рынка демонстрируют его важную роль в развитии сетевых технологий. Эта тенденция указывает на то, что сетевая сфера будет продолжать сталкиваться с изменениями и инновациями.

Ниже мы перечисляем проблемы, с которыми сталкивается переключатель белого ящика:

1. Ограниченная сфера применения:

в настоящий момент,переключатель белого ящикв основном в больших облакахцентр обработки Он широко используется в конкретных сценариях, таких как данные. В других сценариях, например, в крупномасштабных сетях, таких как городские сети и глобальные сети, переключатель белого Применение ящика все еще находится на ранней стадии. Это ограничивает возможности его широкого применения.

2. Низкая доля рынка:

Хотяпереключатель белого Рынок ящиков растёт, но с Традиционным Его рыночная доля по-прежнему мала по сравнению с переключателем. Большую часть времени переключатель белого ящикаи Традиционный переключатель развернут вместе, что может ограничить его преимущества в производительности.

3. Совместимость и стабильность:

Некоторыйпереключатель белого ящик может продаваться в аппаратном от разных производителей. программное обеспечение, операционная система или контроллер при интеграции. Кроме того, программное обеспечение с открытым исходным кодом и аппаратное Использование программного обеспечения может вызвать некоторые проблемы со стабильностью и потребовать дополнительного тестирования и оптимизации.

4. Техническая поддержка и обучение:

Для некоторых предприятий и администраторов сетей переход от традиционных закрытых решений к переключателям белого ящика требует определенного процесса обучения и адаптации. Отсутствие обучения и технической поддержки может помешать некоторым учреждениям использовать переключатель. белого ящика занимает выжидательную позицию.

5. Безопасность и управление:

Открытость и программируемость могут создать некоторые проблемы безопасности.,Например,Неправильная настройка может привести к уязвимостям. также,Управление переключателем белого ящика может потребовать более высоких технических навыков от администратора сети.,реализовать весь свой потенциал.

6. Развитие экосистемы:

переключателю белого ящика нужна здоровая экосистема,Включая операционную систему, контроллер, приложение и т. д. Создание этой экосистемы может занять время,Чтобы предоставить пользователям комплексные решения.

9. Резюме

На сцене сети,переключатель белого Ящик возглавляет сетевую революцию в эпоху цифровых технологий благодаря своей открытости, индивидуальности и инновациям. это будет аппаратное Программное обеспечение отделено от программного обеспечения, что позволяет администраторам сети настраивать его в соответствии со своими потребностями, переопределяя наше понимание сети. как аппаратное программное обеспечение с программным обеспечением, переключатель белого ящикасуществоватьцентр обработки Быстро развиваются такие сектора, как данные, предприятия и крупные поставщики облачных услуг. Однако, хотя переключатель белого ящик открывает безграничные возможности, но он также сталкивается с проблемами, такими как Применяемые сценарииизограничения идоля Продвижение рынка. Поскольку технология продолжает развиваться, переключатель белого Ожидается, что ящик сыграет роль в более широкой сетевой среде и станет движущей силой цифровой трансформации. Будь то с точки зрения открытых инноваций или индивидуального опыта, переключатель белого ящика открывают новую главу в сети, позволяя нам исследовать больше возможностей в цифровом мире. Как бы ни изменилось будущее, переключатель белого ящика продолжит демонстрировать свой ослепительный свет на сцене сети,Ведя нас в более захватывающую сетевую эру.