數據大爆炸的“救命稻草”

SDN成為 “救命稻草”

“節(jié)物風光不相待，桑田碧海須臾改。昔時金階白玉堂，即今唯見青松在。”用這首唐代詩人盧照鄰的詩句來描述當今日新月異的網絡時代一點也不為過。網絡基礎架構在過去的10年經歷了眼花繚亂的演進過程：標準在快速演變，不斷出現新的連接方式，新的服務層出不窮，這些須以統(tǒng)一的形式靈活提供。

軟件定義網絡(SDN)承諾可以釋放網絡的力量，將其轉變?yōu)橐粋€真正高效率的信息高速網絡，讓應用以最佳方式運行且不需要在網絡基礎設施上追加投資。SDN正在成為動態(tài)數據中心和移動企業(yè)的救命稻草，以幫助他們應對“數據大爆炸”帶來的煩惱，并抓住其中的機遇。SDN和與之關系密切的網絡功能虛擬化(NFV)技術將導致電信網絡設計、運營、工程、安全、支持和人員以及其他領域的重大改革。

SDN與飛思卡爾的淵源

飛思卡爾是開放網絡基金會(ONF)的活躍成員，幫助推動了OpenFlow協(xié)議的開發(fā)。該協(xié)議可供NFV、OpenStack和Open Daylight等開放計劃利用。飛思卡爾的SDN技術擺脫了當前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)等網絡服務嵌入到數據轉發(fā)平面中。這些前沿的SDN解決方案已借助VortiQa網絡軟件在廣泛的QorIQ多核SoC產品組合中進行了優(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(tǒng)(SoC)就是SDN應用中的最佳選擇。

圖1 SDN交換機/路由器架構圖

Layerscape架構+ARM技術

基于Layerscape架構的全新QorIQ LS2085A和LS2045A專為網絡應用進行優(yōu)化，它們分別具有 8個和4個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10 Gb/s接口和8個帶有L2交換機功能的1Gb/s接口。這些產品的先進數據路徑引擎能夠采用加速技術進行40 Gb/s復雜分組處理。QorIQ LS系列專為SDN/OpenFlow交換、NFV解決方案、無線接入、企業(yè)路由和數據中心處理應用而設計。 全新的產品系列計劃在2014年下半年推出基于整個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 技術并由這些技術提供支持，包括系統(tǒng)IP、物理IP和開發(fā)工具。在此強調一個不太為人熟知的技術——新型的 ARM CoreLink CCN-504 cache 一致性網絡，它提供了最大系統(tǒng)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 Cortex-A 系列處理器之間實現完全一致，可以更好地利用 cache 并簡化軟件開發(fā)。

QorIQ LS2分組處理器還具有龐大的交鑰匙工具包、基于C語言庫的通用網絡協(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。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，實現互聯(lián)并使外設能夠提供一個完整的片上系統(tǒng)，從而降低功耗和成本、減小規(guī)格及減少部件數量。通過提取建立、初始化和拆卸等具體任務可大大簡化整個多核SoC的設定，憑借此設定，用戶可以采用標準API和Linux對象調用資源和加速度傳感器。

圖2 QorIQ LS2085A框圖

簡單與高效不再矛盾

其實實施網絡虛擬化的目的很純粹：需要一個新的軟件定義方式，既能讓性能進步又能讓架構和管理簡單化，且不需要大量的專業(yè)軟件團隊。作為中國最大的移動運營商，中國移動就把SDN引入PTN，實現網絡集中管理與虛擬化。由于LTE網絡正逐步承載越來越多類型的業(yè)務，承載越來越大的流量,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網絡融合，保護配置調整也存在問題。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帶來網絡松散、邊緣節(jié)點負載不均衡、可靠性差等問題。SDN則可以從全網視角調度資源實現全局最優(yōu)。同時，采用SDN可以自動靈活地對LTE網絡流量、流向變化作出及時調整。此外，SDN還可以實現多點故障的保護恢復。

以上這些SDN應用只是網絡虛擬化的冰山一角，采用QorIQ LS2架構可以完全滿足用戶對于網絡虛擬化的需求。QorIQ LS2架構采用基于業(yè)界領先的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，其中包括一個開創(chuàng)性的分組處理引擎，該引擎專為易用性和高性能而設計，可降低硬件復雜性，不但為客戶提供了向SDN、NFV和虛擬化網絡轉型的機會，而且能夠讓他們集中資源開發(fā)創(chuàng)新應用。這個靈活的數據平面引擎是C語言編程的，可大大加快開發(fā)周期，為更多的嵌入式開發(fā)人員開放此架構。

有人評價QorIQ LS2系列代表了全球網絡向前邁進了一大步，不管它在網絡發(fā)展長河中最終代表什么，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的：其將滿足全球網絡日益虛擬化的需求，也將有力地支撐物聯(lián)網(IoT)和早期定義的5G技術所增加的網絡節(jié)點數，以及必須被安全分析和傳輸的全球數據洪流。