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这可能是唯一一个谷歌、阿里、腾讯都投资了的公司 | 密探专访

2017-05-06 14:10 潜伏中的



Barefoot Networks可能是目前唯一一个谷歌、阿里、腾讯都投资了的公司。


Barefoot Networks去年11月宣布获得2300万美元C轮融资,由阿里巴巴和腾讯领投。在去年6月,Barefoot 还获得了由谷歌和丹华资本等投资的5700万美元融资。


硅谷密探独家专访了Barefoot Networks CEO Craig Barratt, Craig此前是Google高级副总裁,Access部门的CEO,领导整个Google Fiber业务,他于今年2月份加入Barefoot Networks担任CEO,而这家成立3年的SDN(软件定义网络)芯片公司目前已经筹集了1.53亿美元。



软件定义网络(SDN)到底是什么鬼?


好吧,探长就来冒充一次SDN布道师。


近几十年来,计算机网络发展飞速,但底层创新不足,特别是网络硬件架构还是一如以往的封闭,缺少灵活性,难以适应日益变化的应用需求。


SDN技术的产生,尤其是SDN将网络系统的控制层和数据层进行分离和可编程性的特点,为网络的开放性和适应性吹来一股劲风,网络芯片和设备巨头已经意识到这一颠覆技术的价值。


用个不太恰当的比喻,传统的网络系统的数据层就如同现在的道路,而控制层如同红绿灯和交通指示牌。传统网络里每个路口红绿灯、交通指示牌的规则都是固定,也是自控制的。


而SDN技术就是把红绿灯、交通指示牌与道路分离,而且给红绿灯等控制进行全局可编程化。这样,就可以根据每个时段和每个路段的交通情况,设置红绿灯、交通指示牌的规则。



SDN的本质定义可以理解为软件定义网络,也就是说希望应用软件可以参与对网络的控制管理,满足灵活多变的业务需求,简化网络运维管理,毕竟传统的网络部署方式想要改变组网对于运维而言是个头疼的事情。


SDN的应用


SDN的应用已逐步被工业界应用,比较典型的例子是谷歌将SDN技术用来解决数据中心之间流量问题。


(图片来源sdnlab.com)


网络流量总有高峰和低谷,高峰流量可达平均流量的 2~3 倍。为了保证高峰期的带宽需求,只好预先购买大量的带宽和价格高昂的路由设备,而平均用量只有 30%~40%。


这种浪费是必然的吗?有一篇论文不这么认为!


Google发表的SIGCOMM《B4: Experience with a Globally-Deployed Software Defined WAN》指出,Google数据中心中的流量是有不同优先级的,比如大规模数据同步的流量虽然很大,但是对延迟不敏感,Google 发现高优先级流量仅占总流量的 10%~15%。只要能区分出高优先级和低优先级流量,保证高优先级流量以低延迟到达,让低优先级流量把空余流量挤满,数据中心的广域网连接(WAN link)就能达到接近 100% 的利用率。


这样可以省下一大笔钱,要知道Google的很多网络链接都经过昂贵的跨国链路和海缆!


Google B4这个基于SDN的网络改造项目影响非常大,对SDN的推广有着良好的示范作用,而Amazon、Facebook等公司也都紧跟其后,采用SDN改造现有的网络。


SDN被业界广泛应用


SDN不只是停留在少数互联网公司的专有骨干网或数据中心网络中,运营商网络也开始拥抱SDN。


Craig Barratt在与硅谷密探的采访中表示,Barefoot Networks 已经和美国最大的电信运营商AT&T开展合作了。AT&T将在其网络中使用来自Barefoot的可编程交换机,这是北美首个在通信网络中宣布使用可编程交换机的电信运营商。



AT&T已经在其现有的基于MPLS的网络部分安装了基于Tofino的白牌机,运行SnapRoute的网络操作系统,AT&T利用Tofino芯片的可编程性来添加带内网络遥测(INT)。


过去想要添加类似带内网络遥测的需求都必须与芯片公司合作,将其设计到下一代芯片中,而集成芯片开发周期要延长到数年时间,而如今Barefoot的芯片可以让迅速用编程实现。


不仅仅是AT&T,在今年的Open Networking Summit上,中国联通等电信运行商的也介绍了他们在SDN上的进展。


SDN发展史


SDN最初是随着2006年Nick McKeown教授提出的Openflow的概念的提出应运而生,而Nick McKeown也是Barefoot Networks的创始人。



SDN源于2006年斯坦福大学Nick McKeown教授带领的科研项目。它提出基于OpenFlow的可编程网络架构,SDN概念应运而生。此后,Nick团队随后创办了第一家SDN初创公司Nicira(后被VMware以12.6亿美金的天价收购)。


2008年,Nick McKeown带领的斯坦福大学研究团队发布了首个开源SDN控制器NOX,2009年又发布了Python版的SDN控制器POX,以及OpenFlow1.0协议和开源网络虚拟化软件FlowVisor,2010年Nick的团队发布了Mininet。迄今为止,Nick团队发布的这些软件依然被业界广泛使用。


此外,Nick McKeown极其团队还成立了开放网络基金会ONF,成功举办第一届开放网络峰会Open Networkting Summit,为SDN的发展做出了突出贡献。


P4语言:彻底地编程交换机


由Nick McKeown教授和普林斯顿大学的Jennifer Rexford两位教授主导并创立的可编程语言P4,则打开了SDN的另一扇门。


P4自2014年诞生以来就引起了工业界和学术界的极大关注。业内专家和主要学术团队受其启发组建了P4语言联盟,并正在推广该语言,以期形成全行业通用的数据平面编程框架。


P4是一种对底层设备数据处理行为进行编程的高级语言,用户可以直接使用P4语言编写网络应用,之后经编译对底层设备进行配置使其完成用户的功能需求。


Barefoot Networks是P4语言的主力支持者之一,他们的CEO Craig也在采访中表示,Barefoot Networks希望成为网络领域领导者,就像英伟达在图形处理器领域的地位,而P4语言就是他们的秘密武器,类似于CUDA之于英伟达。


但是不同的CUDA的是,P4语言是一个开源的语言,而且P4社区是一个开放的社区,拥有几十个企业成员和十几个高校成员。


Tofino芯片


传统SDN可以对网络控制层进行有效的定制化,但是无法深入到数据层,对于运营商、公有云提供商、大型数据中心来说,网络数据层依旧是一个黑盒,连简单的丢包问题都无法有效解决。所以往往我们看到出现了任何网络拥塞,或者系统性流量问题的时候,网络工程师能做的事情非常有限。


另一方面由于应用层的变化越来越快且越来越垂直化,不同核心应用对于网络数据传输也有截然不同的要求(譬如视频网站和电商网站对网络的架构完全不同),类似谷歌、Amazon、Facebook这类流量大户需要在网络架构中获得控制权,这类大公司就产生了自主开发交换机的想法。但是由于现有交换机芯片的限制,这些芯片无法真正地支持网络按照指定的方向传输数据,或者自定义交换协议,而这也是Barefoot Tofino芯片诞生的原因


SDN控制器中最核心的部分是芯片,Barefoot便是一家提供SDN芯片的公司,某种意义上,Barefoot Networks是一家软件驱动的硬件公司,从这一点上的确和英伟达相似。


Barefoot的产品是Tofino,Tofino是一种可编程芯片,可实现高达6.5 Tbps的线速率处理。用户或网络供应商可以利用P4编程语言来定制白盒解决方案或固定配置产品,提供类似x86的灵活性,同时还能提供类似ASIC的性能,竞争对手是就像Broadcom的“战斧”(Tomahawk),但Barefoot声称Tofino将是市场上最快的芯片。


Barefoot可编程的网络芯片基于PISA (Protocol Independent Switch Architecture),给大型数据中心,公有云提供商,和网络供应商提供了新型交换器软件的开发自主权,大大减少了对传统思科,Juniper network这类传统网络设备提供商的依赖,一方面降低了设备的采购成本,另一方面使用Barefoot提供的软件平台,有计划的更新他们的设备,而不需要升级硬件。更无需在数据带宽快速增长的未来,频繁的更新其设备,置换其芯片,带来无形的成本增加。



Tofino完全支持P4,不仅在性能和可编程性远超传统网络芯片,Craig表示,得益于Tofino优秀的系统设计,它在价格上也很有竞争力。


软件在吞噬网络


Craig表示,Barefoot的愿景是:网络应该是快速,完全可编程的。在他们的愿景里,一个可编程网络将远胜固定功能网络,而对网络进行编程应该像对服务器进行编程一样简单, Barefoot已经发明了技术来实现所有这些目标。


套用一句流行的话,“Software is eating the network”,怪不得现在网络工程师都转码农了!




 
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