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白盒化项目管理

电信运营商传统网络中网元封闭、资源难以共享，网络建设周期

长，随着SDN、NFV以及云计算技术的出现和发展，电信运营商开始

寻求网络转型甚至重构。白盒设备的出现对电信运营商网络转型至关

重要，但，白盒化这条路，运营商到底怎么走？

当前运营商网络朝着云化、SDN化、NFV化发展，在ICT融合的

今天，云数据中心网络面临着越来越多的挑战。

面临的挑战：

首先，全球数据中心数量减体量增，呈现出大型化、集约化的发

展趋势。超大规模的数据中心往往拥有数以百万级别的物理机和虚拟

机节点，这些节点会产生海量的网络信息和数据，同时业务的频繁更

新也使得网络要不断发生变化。

其次，云数据中心的网络设备存在着诸多差异性，比如不同厂商

设备、同一厂商不同型号、同一型号不同系统版本之间的差异等。网

络设备的差异性，最直接的体现就是网络设备的配置方式难以统一，

设备的运维成本高，网络排障定位时间长，网络难以实现自动化。

最后，承载业务的变化尤其是虚拟化技术的发展对数据中心网络

提出了更高的要求。传统数据中心中接入、汇聚、核心划分三层网络

架构不再适用于东西向流量大幅增加的场景。同时5G、8K视频等新

业务对网络设备的高带宽、低时延、高可用、低成本提出了超高要求。

云数据中心面临挑战

白盒交换机应运而生

面对云数据中心网络的诸多挑战，在探索网络演进的过程中，

SDN/NFV等技术相继出现，白盒交换机（WhiteBox）也进入人们的

视线，白盒交换机与传统交换机的不同是白盒交换机采用开放的架构

实现了交换机软件与硬件的解耦，提高网络开放性，灵活性以及可编

程能力。白盒交换机通常由ODM提供硬件，由用户选择自研或者第

三方提供网络操作系统（NOS）。通过白盒交换机可以对网络控制应

用快速迭代，使用SDN的方式对网络进行深度优化。

白盒交换机主要可分为支持OpenFlow协议的OpenFlow白盒交

换机和裸白盒交换机。其中，OpenFlow白盒交换硬件开放程度并不

高，其网络操作系统往往也被厂商绑定，相对比较封闭，该类交换机

通过支持主流的OpenFlow协议如OpenFlow1.3版本，连接控制器实

现SDN网络的转发与控制分离。OpenFlow交换机只负责根据

OpenFlow流表进行匹配转发，本身没有控制功能，所以也可以被称

为白盒。

另外一种则是基于开放硬件架构的裸白盒交换机，该类交换机符

合OCP技术规范，提供基于ONIE的网络操作系统安装环境，可以部

署各类开源或者闭源的NOS。通常情况下该类交换机的硬件由ODM

提供，软件则可以根据具体场景需求在自研NOS、商业NOS以及开

源NOS中进行灵活选择。

白盒交换机硬件通过符合OCP（OpenComputerProject）标准避

免被少数厂家所垄断。OCP是Facebook于2011年发起并主导的一个

硬件开源组织，致力于数据中心硬件设备的开放标准，目前OCP拥

有超过200多家会员单位。OCP定义了交换机的硬件、芯片SAI以及

开放网络安装环境(ONIE)标准。ONIE类似于PC中的BIOS在白盒中用

来加载NOS，芯片厂商如Barefoot、Broadcom等提供支持SAI接口的

芯片，ODM厂商如广达、智邦等通过加工支持ONIE标准的硬件交换

机。软件厂商或者交换机厂商开发的交换机系统软件能够适配OCP

硬件，就可以通过ONIE启动。

白盒交换机可以打破传统NOS受到设备厂商绑定，比较封闭的

局面。ODM厂商遵循了OCP硬件标准，涌现出多种商业NOS和开源

NOS。网络管理员通过NOS可以采用类似管理标准服务器一样的方式

管理白盒交换机。随着SDN的高速发展，互联网与运营商巨头公司

通过自研NOS并将其贡献到开源社区打造白盒生态圈，促进整个产

业的发展，比如微软的SONiC、ATT的DANOS等。

开源与标准协同

自研NOS是关键

ATT全球IP/MPLS网络具有超过10万台专有交换设备且流量

仍然在不断增长，年增长率接近50%，面向5GATT计划在宏网络中

部署超过6