近日，中國中國電信天翼云成功發布了自研交換機操作系統TeleNOS，電信完成首款自研白盒交換機（48端口25G+ 8端口100G）研發適配，天翼并已在部分云業務上進行了灰度測試，云成研交成為首個將自研白盒交換機接入云網數據中心的布自運營商。
白盒交換機是換機一種開放式網絡設備，與傳統的操作封閉式交換機相比，它具有更高的系統靈活性和可定制性，可以根據業務的中國需求進行定制開發，從而提供更加個性化的電信網絡解決方案。中國電信天翼云首款自研交換機的天翼發布，標志著天翼云在網絡部署方面的云成研交自主可控能力取得了重要突破。
隨著互聯網和云計算的布自快速發展，大規模數據中心的換機不斷建立，網絡和應用對交換機的操作需求也發生了巨大的變化。開源、二次開發、快速迭代、統一運管、降成本已成為用戶的強烈訴求，如何實現自主可控、如何鎖定技術路線、如何快速將新的高端芯片納入技術棧并變現紅利，都是用戶非常關心的問題。
在這樣的背景下，中國電信天翼云決定自研白盒交換機，以滿足網絡技術自主可控的需求。天翼云自研了交換機軟件系統TeleNOS，該系統使用docker技術和數據庫技術，實現軟件松之間耦合，保證應用的獨立性；架構上采用軟硬分離技術，通過SAI接口屏蔽硬件差異，可快速適配不同類型的硬件產品。首款交換機硬件采用業界通用25G白盒設備，經過不斷打磨鍛造，TeleNOS已在白盒交換機上穩定運行，并具備支持網絡業務的能力。
01
TeleNOS軟件技術能力
TeleNOS支持的軟件特性取決于天翼云數據中心網絡需求，主要包括BGP、MC-LAG、去堆疊、RDMA、二三層轉發、端口聚合、ACL、CLI等。軟件規格也充分考慮天翼云網絡架構當前參數要求和未來擴展情況，比如，MAC地址表規格為16K、VLAN規格為4K、 ARP表項規格為4K、IPV4路由規格大于32K、ECMP GROUP規格為256，滿足當前和未來的規格要求。
此外，TeleNOS針對管控能力、無損網絡和可靠性等方面也進行了深度打磨。
＞管控能力
TeleNOS提供多種通用北向接口，包括CLI人機接口、REST/RESTCONF接口、gNMI接口和SNMP接口。其Data Model用YANG語言來描述，同時支持標準的YANG模型和自定義的YANG模型。TeleNOS向下屏蔽產品差異，對運維提供統一的管理接口，減少運維適配不同類型交換機的工作量，為實現網絡自動化、智能化的運維管理方案提供支撐。TeleNOS具有以下優勢特點：
1）按運維需求開發的交互式命令行，操作方便，符合網絡運營的操作習慣；
2）支持本地認證、AAA等多種認證方式；
3）覆蓋業務應用所需的功能點；
4）實現了前端配置參數檢查、后端基于YANG的配置依賴檢查，多維度提高了系統安全性。
＞擁塞控制
TeleNOS具備構建RDMA無損網絡的能力，支持PFC(Priority-based Flow Control，基于優先級的流量控制)、ECN(Explicit Congestion Notification，顯示擁塞通知)以及PFC死鎖檢測等功能。通常交換機上進行緩存buffer相關的配置，比較復雜，相比較而言TeleNOS有如下的優勢：
1）交換機預設配置文件，buffer配置會在開機時自動下發，無須用戶進行緩存buffer相關的復雜配置；
2）開啟PFC功能時，用戶只需在端口下開啟相應優先級隊列的PFC即可， 無需進行PFC各個buffer水線的設置，優先級隊列會自動配置相應的buffer水線，默認的buffer水線是一般組網下效果較好的參數組合，同時也提供的了相應命令行可進行PFC buffer水線的修改；
3）當端口speed發生變化時，PFC相應buffer水線也無需用戶額外調整，系統會自動調整；
4）支持PFC死鎖檢測功能，PFC死鎖功能開啟后有默認的檢測和自恢復時間以及報文轉發行為，也支持配置修改檢測和自恢復時間以及報文轉發行為。
＞可靠性
TeleNOS還支持了MC-LAG（MultiChassis Link Aggregation Group，跨設備鏈路聚合組）功能和去堆疊相關特性。從被接入設備來看，兩臺交換機被虛擬成一臺交換機，從而把可靠性從鏈路級別提高到設備級別。針對MC-LAG功能， TeleNOS還開發了MAD（Multiple Active Detection）檢測能力，減少設備分裂對業務造成的影響，進一步提升網絡的可靠性。
02
應用場景
TeleNOS適配的首款自研25G交換機目標場景定位在天翼云數據中心CLOS架構網絡的接入交換機，作為Leaf角色，對接下聯服務器實現數據流量匯聚和轉發，對接上聯Spine交換機實現南北向數據流量的轉發。
目前，已經在天翼云內蒙資源池部署自研交換機，下聯彈性裸金屬服務器和存儲網關，支撐彈性裸金屬計算和存儲業務測試。已完成彈性裸金屬和交換機之間全部功能測試、性能測試、RoCE測試、穩定性測試和長穩測試，各項指標均能滿足業務的需要。組網如下圖所示。
| 自研交換機和彈性裸金屬組網圖
彈性裸金屬業務對交換機能力的要求基本覆蓋了天翼云數據中心其他計算和存儲相關業務對交換機的需求，未來天翼云數據中心物理網絡涉及計算和存儲業務的場景均可由自研交換機來支持。
后續，TeleNOS會開發更多特性，來滿足云網絡全業務的需求。
03
未來計劃
TeleNOS軟件系統的能力已初步建立，憑借該系統軟硬分離的架構設計，后續適配開發新的網絡設備將會容易很多。
下一步，自研交換機團隊將根據產線業務需求繼續開發100G、200G和400G等交換機產品，支持百G存儲能力，適配智算網絡業務，實現數據中心網絡spine和leaf全角色支持。
同時，自研交換機團隊也將適配開發***的網絡設備產品，探索***能力，實現軟硬協同自主可控。
未來TeleNOS將針對網絡各業務需求持續打磨完善，提供更加自動化智能化的網絡能力，優化端網協同解決方案，為電信天翼云網絡發展提供有力的平臺支撐。
04
總 結
中國電信天翼云自研交換機的發布具有重要意義。首先，它實現了天翼云物理網絡接入交換機的自主可控。其次，自研交換機的靈活、開放、快速迭代能力，為天翼云乃至電信網絡提供更加個性化的解決方案。最后，也標志著中國電信在交換機和網絡設備的自主研發和端網結合做出了積極的探索和實踐，深度的經驗積累也為后續其他角色的網絡設備研發提供技術支持。
首款自研交換機的問世，也彰顯了中國電信在網絡設備領域的卓越實力。這一成果不僅為云計算和數據中心領域注入了新的活力，更是為云網絡業務邁向更高層次的發展開啟了新的篇章。它的成功研發與發布，充分展示了中國電信在網絡設備領域的深厚積累與技術優勢，為電信網絡的發展提供了強大的推動力。
展望未來， 我們將繼續深耕自研交換機領域，配合網絡架構優化實現單芯，單棧，單協議，完整覆蓋DCN網絡場景，打造統一的交換設備底座以更加卓越的技術和產品，推動中國電信在網絡設備領域實現更加輝煌的成就。
審核編輯：劉清
