數據大爆炸的“救命稻草”

　　SDN成為 “救命稻草”

　　“節物風(fēng)光不相待，桑田碧海須臾改。昔時(shí)金階白玉堂，即今唯見(jiàn)青松在。”用這首唐代詩(shī)人盧照鄰的詩(shī)句來(lái)描述當今日新月異的網(wǎng)絡(luò )時(shí)代一點(diǎn)也不為過(guò)。網(wǎng)絡(luò )基礎架構在過(guò)去的10年經(jīng)歷了眼花繚亂的演進(jìn)過(guò)程：標準在快速演變，不斷出現新的連接方式，新的服務(wù)層出不窮，這些須以統一的形式靈活提供。

　　軟件定義網(wǎng)絡(luò )(SDN)承諾可以釋放網(wǎng)絡(luò )的力量，將其轉變?yōu)橐粋€(gè)真正高效率的信息高速網(wǎng)絡(luò )，讓?xiě)靡宰罴逊绞竭\行且不需要在網(wǎng)絡(luò )基礎設施上追加投資。SDN正在成為動(dòng)態(tài)數據中心和移動(dòng)企業(yè)的救命稻草，以幫助他們應對“數據大爆炸”帶來(lái)的煩惱，并抓住其中的機遇。SDN和與之關(guān)系密切的網(wǎng)絡(luò )功能虛擬化(NFV)技術(shù)將導致電信網(wǎng)絡(luò )設計、運營(yíng)、工程、安全、支持和人員以及其他領(lǐng)域的重大改革。

　　SDN與飛思卡爾的淵源

　　飛思卡爾是開(kāi)放網(wǎng)絡(luò )基金會(huì )(ONF)的活躍成員，幫助推動(dòng)了OpenFlow協(xié)議的開(kāi)發(fā)。該協(xié)議可供NFV、OpenStack和Open Daylight等開(kāi)放計劃利用。飛思卡爾的SDN技術(shù)擺脫了當前OpenFlow L3的局限，擴展到了L4~L7 OSI層，支持將防火墻和深度數據包檢測(DPI)等網(wǎng)絡(luò )服務(wù)嵌入到數據轉發(fā)平面中。這些前沿的SDN解決方案已借助VortiQa網(wǎng)絡(luò )軟件在廣泛的QorIQ多核SoC產(chǎn)品組合中進(jìn)行了優(yōu)化。日前，飛思卡爾推出的基于Layerscape架構的QorIQ LS2085A和LS2045A 片上系統(SoC)就是SDN應用中的最佳選擇。

　　Layerscape架構+ARM技術(shù)

　　基于Layerscape架構的全新QorIQ LS2085A和LS2045A專(zhuān)為網(wǎng)絡(luò )應用進(jìn)行優(yōu)化，它們分別具有 8個(gè)和4個(gè)64位ARM Cortex-A57內核，運行頻率都高達2 GHz;存儲器控制器為DDR4，有8個(gè)10 Gb/s接口和8個(gè)帶有L2交換機功能的1Gb/s接口。這些產(chǎn)品的先進(jìn)數據路徑引擎能夠采用加速技術(shù)進(jìn)行40 Gb/s復雜分組處理。QorIQ LS系列專(zhuān)為SDN/OpenFlow交換、NFV解決方案、無(wú)線(xiàn)接入、企業(yè)路由和數據中心處理應用而設計。 全新的產(chǎn)品系列計劃在2014年下半年推出基于整個(gè)ARMv8-A系列的多核處理器，以此提升行業(yè)標準。

　　ARM Cortex-A57憑借極高的性能、更寬的尋址空間和低功耗的特性在業(yè)界頗受追捧。其融合了各種各樣的ARM 技術(shù)并由這些技術(shù)提供支持，包括系統IP、物理IP和開(kāi)發(fā)工具。在此強調一個(gè)不太為人熟知的技術(shù)——新型的 ARM CoreLink CCN-504 cache 一致性網(wǎng)絡(luò )，它提供了最大系統帶寬和最短延遲。CCN-504 提供符合 AMBA 4 AXI 一致性擴展(ACE)的端口，以在多個(gè) Cortex-A 系列處理器之間實(shí)現完全一致，可以更好地利用 cache 并簡(jiǎn)化軟件開(kāi)發(fā)。

　　QorIQ LS2分組處理器還具有龐大的交鑰匙工具包、基于C語(yǔ)言庫的通用網(wǎng)絡(luò )協(xié)議和功能，這些協(xié)議和功能還將靈活性和性能聯(lián)系起來(lái)。集成的L2交換機也包含在此架構內，旨在與數據路徑引擎緊密合作，實(shí)現互聯(lián)并使外設能夠提供一個(gè)完整的片上系統，從而降低功耗和成本、減小規格及減少部件數量。通過(guò)提取建立、初始化和拆卸等具體任務(wù)可大大簡(jiǎn)化整個(gè)多核SoC的設定，憑借此設定，用戶(hù)可以采用標準API和Linux對象調用資源和加速度傳感器。

　　簡(jiǎn)單與高效不再矛盾

　　其實(shí)實(shí)施網(wǎng)絡(luò )虛擬化的目的很純粹：需要一個(gè)新的軟件定義方式，既能讓性能進(jìn)步又能讓架構和管理簡(jiǎn)單化，且不需要大量的專(zhuān)業(yè)軟件團隊。作為中國最大的移動(dòng)運營(yíng)商，中國移動(dòng)就把SDN引入PTN，實(shí)現網(wǎng)絡(luò )集中管理與虛擬化。由于LTE網(wǎng)絡(luò )正逐步承載越來(lái)越多類(lèi)型的業(yè)務(wù)，承載越來(lái)越大的流量,這就造成了L3 PTN因需求增加，需要頻繁調整;此外，L3 PTN與L2 PTN網(wǎng)絡(luò )融合，保護配置調整也存在問(wèn)題。由于在靜態(tài)L3 VPN需要手工配置，而引入分布式控制平面會(huì )帶來(lái)網(wǎng)絡(luò )松散、邊緣節點(diǎn)負載不均衡、可靠性差等問(wèn)題。SDN則可以從全網(wǎng)視角調度資源實(shí)現全局最優(yōu)。同時(shí)，采用SDN可以自動(dòng)靈活地對LTE網(wǎng)絡(luò )流量、流向變化作出及時(shí)調整。此外，SDN還可以實(shí)現多點(diǎn)故障的保護恢復。

　　以上這些SDN應用只是網(wǎng)絡(luò )虛擬化的冰山一角，采用QorIQ LS2架構可以完全滿(mǎn)足用戶(hù)對于網(wǎng)絡(luò )虛擬化的需求。QorIQ LS2架構采用基于業(yè)界領(lǐng)先的64位ARM Cortex-A57內核的處理域。與此域緊密連接的是一套調試、輸入/輸出和加速技術(shù)，其中包括一個(gè)開(kāi)創(chuàng )性的分組處理引擎，該引擎專(zhuān)為易用性和高性能而設計，可降低硬件復雜性，不但為客戶(hù)提供了向SDN、NFV和虛擬化網(wǎng)絡(luò )轉型的機會(huì )，而且能夠讓他們集中資源開(kāi)發(fā)創(chuàng )新應用。這個(gè)靈活的數據平面引擎是C語(yǔ)言編程的，可大大加快開(kāi)發(fā)周期，為更多的嵌入式開(kāi)發(fā)人員開(kāi)放此架構。

　　有人評價(jià)QorIQ LS2系列代表了全球網(wǎng)絡(luò )向前邁進(jìn)了一大步，不管它在網(wǎng)絡(luò )發(fā)展長(cháng)河中最終代表什么，但高性能64位ARM Cortex-A57處理器與飛思卡爾QorIQ LS2系列獨特架構相結合所催生的機遇是可以預見(jiàn)的：其將滿(mǎn)足全球網(wǎng)絡(luò )日益虛擬化的需求，也將有力地支撐物聯(lián)網(wǎng)(IoT)和早期定義的5G技術(shù)所增加的網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)數，以及必須被安全分析和傳輸的全球數據洪流。