数据中心交换

云计算时代的网络操作系统

AsterNOS简介

传统的网络操作系统在云计算时代面临挑战

网络操作系统(Network Operating System)是指运行在网络设备上的操作系统,为网络设备提供路由控制、数据转发、人机交互、集中管理等功能;就好像Windows/Linux是PC/Server的灵魂一样,网络操作系统也直接决定了网络设备的功能、性能、可用性和易用性。但是,在传统时代的网络操作系统中:

  • 人机交互一般通过命令行和/或WebUI进行,虽然能够提供脚本执行能力,但是范围非常有限,这在很大程度上限制了运维与管理的自动化;
  • 网络设备的业务能力、运行状态全部以黑盒的方式被禁锢在设备中,第三方系统或软件没有手段获得系统的运行状态信息,也不可能以编程的方式去部署业务、配置设备;
  • 一般运行在私有的操作系统内核之上,封闭的架构导致任何第三方软件、工具很难在其上集成、运行,将其自身与各种丰富、强大的运维管理工具隔离开来;
  • 封闭的架构设计也使其只能运行在专有的硬件平台之上。

显而易见,以锁定、封闭为主旨设计的传统网络操作系统并不能够适应云计算时代对网络提出的需求:开放接口、自动调度、统一管理、软硬分离。

AsterNOS——面向云计算时代设计的新一代云网络操作系统

AsterNOS(Aster Network Operating System)是Asterfusion基于纯粹的SDN(Software Defined Network,软件定义网络)理念为云计算时代设计开发的一款开放、智能、易用、高性能的网络操作系统。

  • 先进的架构理念为云计算提供一个纯粹的SDN环境,将云网络的业务承载能力、内部运行状态全部以软件可定义、可编程的形式提供给云计算平台;
  • 全面开放的系统为云计算的网络世界提供标准的Linux运行环境,任何DevOps工具都能够轻松便捷地运行在AsterNOS之上,将云网络的运维效率提升到前所未有的高度;
  • 智能的人机交互设计在保留传统命令行和WebUI的基础上全面支持RESTful API,同时支持业界主流的自动化配置管理工具,为云计算平台提供全面融入、统一管理、自动调度、智能运维的云网络;
  • 将网络操作系统、操作系统内核和底层硬件三者之间彻底解锁,使得云网络运行在开放的硬件架构之上,并且通过可编程的底层交换系统,为云计算提供高性能的网络平台。

基于AsterNOS构建的Asterfusion云网络将帮助云计算全面突破传统网络带来的限制,同步云网络与云计算的进化步伐,使云网络真正融入到云计算的统一世界中,而不再成为云计算进一步发展与演进的禁锢与瓶颈。

AsterNOS架构简介

依托于Asterfusion在网络与云计算方面的核心架构与开发能力,AsterNOS基于业界最主流、生命力最旺盛的开放系统构建,使其自诞生起就具备先进的架构与开放的基因。

整体架构遵从SDN,通过API开放能力

AsterNOS的整体架构设计遵从纯粹的SDN理念,将系统的核心能力与运行状态通过RESTful API开放出来,使基于AsterNOS的云网络能够完全融入到云计算按需创建、动态调配、自动操作、统一调度的软件定义世界中去。标准化的RESTful API层是操作系统的能力开放外壳,在向Cloud OS、SDN控制器、WebUI/命令行、控制管理面板、第三方软件工具提供软件定义接口的同时,为外部世界屏蔽操作系统复杂的内部结构。

面向云的业务编排能力,兼容主流Cloud OS

基于对主流的DevOps自动化管理工具的集成与支持,在提供各种运营管理能力的同时,AsterNOS为云计算平台提供面向业务的云网络编排能力。在部署AsterNOS的云中,Cloud OS对云网络的管理完全从业务的视角、以资源池调度的方式进行,不用再关注任何网络配置、操作维度的细节。AsterNOS兼容目前市场上主流的Cloud OS,并且以容器的方式向兼容Linux的第三方软件/系统/工具提供标准的Linux运行环境,这些软件/系统/工具以容器的方式直接运行在AsterNOS中,极大限度地提升了云网络的自动化运维程度。

Linux/SONiC内核,支持主流的可编程芯片

AsterNOS采用标准的Linux内核构建完全开放、高效稳定的底层操作系统内核,Linux自身的开放性、稳定性、安全性,以及来自于Linux社区的强大支撑,都让AsterNOS的生命力、可持续性、可发展性处于全面领先的位置。AsterNOS的网络内核则采用微软发布的SONiC(Software for Open Networking in the Cloud),并且通过SAI(Switch Abstraction Interface)屏蔽底层硬件的差异性来构建可编程的云网络交换平台,从而为网络操作系统提供可跨平台轻松移植的高性能转发平面。Asterfusion本着“来源于社区、回馈于社区”的理念积极参与SONiC/SAI的建设,通过自身的努力弥合开源软件与生产环境之间的鸿沟,推动云网络与云计算的真正融合。

全面支持虚拟网络卸载,硬件加速NFV

在基于AsterNOS构建的云网络中,云中租户的虚拟网络能够完全从计算空间卸载出来,直接承载在由Asterfusion的系列云交换机构建的底层物理网络上,同时,基于可编程硬件超强的流量处理能力和灵活的业务编程能力,AsterNOS将诸如四层SLB(Server Load Balancing,服务器负载均衡)、NAT(Network Address Translation,网络地址转换)、DDoS(Distributed Denial of Service,分布式拒绝服务)攻击流量识别与统计等NFV(Network Function Virtualization,网络功能虚拟化)功能也从计算空间卸载到底层物理网络上。在基于AsterNOS构建的云网络之上,原本被软件模拟网络所占用的大量计算资源被彻底释放出来,从而为云计算的运营者在大幅降低TCO(Total Cost of Ownership,总拥有成本)的同时,获得更高的ROI(Return Of Investment,投资回报)。

全面创新的PICFATM,将云网络的容量提升至千万级

Asterfusion更是全面创新地提出了PICFATM(Protocol Infinity Cloud Fabric Architecture,协议无限云网架构)。PICFATM采用独创的分布式路由算法和与之相配合的转发逻辑,完全重构了云网络的控制平面与数据平面,彻底抛弃了传统网络中低效的集中式存储结构与转发逻辑,将云网络对云中虚拟计算节点的容量支持一举提升100倍至千万量级,同时大幅提升转发性能,使网络不再成为云计算容量的限制因素,从而为云网络从计算空间向底层物理网络的迁移打下坚实的基础。

AsterNOS帮助云网络真正融入云计算

基于AsterNOS和AsterController构建的Asterfusion云网络被真正融入到云计算平台中,成为严格意义上的的云基础设施资源,而不再是游离于云之外的孤立网络。(AsterController是Asterfusion基于云时代的SDN理念、为云计算环境设计开发的Cloud SDN Controller)

在Asterfusion云网络中,网络与计算、存储一样,完全遵循了开放、解耦、标准、软件定义的理念,并且运行在同样开放和可编程的高性能硬件平台上,将自身完全融入到云计算统一管理、自动调度、按需部署、弹性伸缩的架构中。