剖析交换机市场大变动：白盒、裸机交换机蚕食传统市场 & 交换机路由器大融合

过去，网络交换设备需要搭配专有软件或操作系统。2011年，随着Facebook主导的Open Compute Project（OCP）的开展，网络设备绑定专属软件的情况开始发生变化。今天，通过OCP认证的裸机交换已崭露头角，在市场中占据了重要地位。

据调查机构IHS 的数据中心网络设备市场2019年第二季度报告显示，裸机交换机（即不带有预加载/硬编码网络操作系统的交换机）是一个快速增长的细分市场。IHS 预测，到2023年，裸机数据中心交换机端口出货量将占端口出货量的34％，高于2018年报告的20％。

其中，通过OCP认证的交换机推动了裸机交换市场的发展。据悉，通过OCP认证的交换机在裸机数据中心交换机总收入中占比55％，为2.21亿美元。与2018年第二季度的34％的份额相比，这是一个巨大的收益。

OCP（Open Compute Project，开放计算项目）是Facebook于8年前启动的一个项目，这是一项开源硬件计划，旨在推动网络规模的运营和服务的部署。如今，OCP拥有来自近200个成员组织的数千名工程师，他们致力于为大型数据中心和大型服务提供商等提供更节能的硬件设备。

根据IHS Markit的说法，裸机交换机市场的增长归因于多种因素，包括数据中心资本支出的削减，软件定义网络（SDN）部署的增加以及基于商用和可编程交换机芯片的采用率的上升。这些因素促使OCP认证的交换机成为网络关注的焦点，同时促进了它们在数据中心网络中的部署。

总体而言，随着数据中心运营商越来越多地采用成本更低、商品化的硬件，与传统交换机相比，裸机交换机将在数据中心网络市场蓬勃发展。

传统交换机vs裸机交换机vs白盒交换机

上述报告内容中提到了两个词，传统交换机和裸机交换机，不过，传统交换机之外可不只是裸机交换机，很多人更熟悉、听说频次更高的可能是白盒交换机，那么传统交换机、裸机交换机以及白盒交换机有何异同之处呢？

传统交换机

交换机可以说是电信网络的心脏，通常一个好的交换机应同时具备良好的硬件性能和软件性能。但是，现在市场上大多数交换机的硬件和软件都是绑定使用，也就是说，如果你选择了某一品牌的交换机，你就必须使用该品牌的交换机软件。举个例子，如果您购买了Juniper EX或MX，那么您也必须购买JUNOS；如果您购买了Cisco Catalyst交换机，那么您也必须购买IOS。这在某种程度上来说是一种垄断，造成了交换机的价格十分昂贵。

裸机交换机

裸机交换机只包含硬件，由用户自主购买或者选择软件操作系统。多年来，构建服务器一直是采用的这种方式（有时是PC和笔记本电脑）。用户自己选择需要运行的应用程序，然后选择最能支持该应用程序或最适合的操作系统，然后选择可以在其上运行所有程序的硬件。

裸机制造商主要是台湾企业，包括Accton，Quanta QCT，Alpha Networks和Delta Computer等公司，这些公司还是许多主流交换机供应商的原始设计制造商（ODM）。实际上，用户购买的某些裸机交换机与从主流供应商处购买的交换机相同，只是没有标签和没有操作系统，且成本也很低。

目前，市场上可用的操作系统都是商业软件。OCP的开放网络Linux（ONL）是一个开源开发平台，用户可根据自身需求在该平台上构建实际的操作系统，开发人员可以在其基础上进行二次开发，但是不能将其直接部署到生产网络中。

白盒交换机

白盒交换机和裸机交换机的概念常常会让人混淆，两者不同之处在于，白盒交换机安装了操作系统。它仍然是一个开放式交换机，因为操作系统和硬件没有像传统交换机那样集成在一起，相当于你是打包购买了一个裸机交换机和一个操作系统。

例如，如果你从Accton的子公司Edge-Core Networks购买交换机，你可能会选择裸机或者是安装了DCSS SwitchOS的白盒或安装了Cumulus Linux的白盒。Juniper提供了一个白盒解决方案OCX1100，与JUNOS打包销售。Pica8也是提供的白盒解决方案，你可以将其PicOS与交换机一起购买。Big Switch Networks也是白盒供应商，用户可以打包购买他们的SDN软件和裸机交换机。

自从软件定义网络（SDN）出现以后，市场对白盒交换机的需求越来越大，SDN通过软件控制器和直接流表转发的白盒交换机就可以完成数据中心网络的部署，而且这种网络部署快、成本低、便于维护，是现有数据中心网络望尘莫及的。总的来说，白盒交换机的市场发展空间很大，特别是超大规模云服务提供商的出现，其自建云数据中心将需要大量的白盒交换机。

从正反两面看白盒交换机市场

白盒交换机最大的优势是购置成本，它比思科、Arista或Juniper的品牌交换机和路由器价格上要低50％，其他优势还包括网络操作系统提供的开放API，可以为对此功能感兴趣的特定客户群定制交换机部署。

除了降低购买成本外，白盒网络还具有以下优势（与流行的品牌交换机相比）：

• 易于部署
• 改进的网络管理和自动化
• 开放API和到流行的DevOps工具的链接，以支持定制

成熟的技术和开源组织的支持使白盒交换机正在成为传统交换机的强大替代品，可用于正在部署和升级的基础设施，以提高数据中心、园区和分支机构的性能。白盒交换机带有独立的网络操作系统（NOS），能够驱动第2层和第3层网络智能。NOS可以预先安装在交换机上，也可以单独购买。

基于Broadcom芯片的白盒网络硬件供应商包括Accton，DELL，Celestica，EdgeCore，富士康，Lanner和Quanta。白盒硬件网络操作系统供应商包括Arrcus，Kaloom，Cumulus，Big Switch，Pica 8，Pluribus和Snaproute。开源NOS包括FBOSS（来自Facebook和OCP）和Sonic（来自微软）。

带有开放NOS的白盒交换机已广泛部署在领先的超大规模云提供商的数据中心中，例如谷歌、Facebook和微软。其他部署了品牌NOS软件的白盒交换机的企业包括大型通信服务提供商（CSP）和Tier 2云提供商。

既然白盒交换机具有众多优势，为什么还没有实现普及？

尽管具备明显的成本优势，但是配备独立NOS解决方案的白盒交换机在企业IT部门的采用还是受到了限制。原因有很多，首先白盒市场缺乏明确的领导者，在具体实施方面面临着挑战。此外，企业更关注厂商能够提供的服务质量以及后续的维护和支持，这使得IT专业人员依旧倾向于选择传统的品牌以太网交换机。

来自企业的多方面考量：
1）企业IT组织或许能够从NOS功能中受益，但是很大概率下，他们可能也不会获得实质上的好处，特别是当他们将白盒交换机和传统的以太网交换机混合使用的时候。白盒交换机的部署相对比较简单，每个NOS都有其独特的管理界面，这与品牌交换机的传统CLI管理界面有很大不同。

2）由于不同的业务需求，企业可能需要同时部署多种交换机，每个交换机都有自己独特的操作系统，不同系统之间的集成对于企业来说挑战非常大。例如，在两个非常不同的操作环境中，将白盒交换机引入具有思科以太网交换机的环境可能很复杂，白盒交换机也必须集成到企业管理和安全系统中。

3）许多IT组织希望依靠渠道合作伙伴来部署白盒交换机并将其集成到其数据中心或园区中，通常情况下，对于企业来说，获得24小时服务和支持的能力以实现不间断的运营至关重要，许多白盒解决方案缺乏传统以太网交换机所具有的信道深度和支持。

4）目前，白盒交换机市场并没有明显的赢家，并且许多供应商的规模很小，企业IT部门面临的挑战是在大量的NOS产品中选择具有独立NOS并能够长期生存下来的白盒。由于缺乏支持，利用开源NOS更具挑战性。

交换机与路由器融合？

交换机除自身存在品牌交换机、裸机交换机、白盒交换机之间的混战外，与路由器间也正进行着一场“没有硝烟的战役”。

业界有一种言论，交换机未来会取代路由器。未来交换机将与路由器合并，还是会出现兼具两者功能的独立网络操作系统，目前还未有统一的定论。

早在20世纪20年代，用于电话网络的交换技术就已经诞生了，而我们今天所知的数据中心交换技术始于1969年的ARPANET，用于将多台计算机连接起来以便共享数据。路由器于1981年在斯坦福大学和麻省理工学院（MIT）独立发明，用于将多个网络连接起来——可以说是一种面向交换机的交换机，但它在网络协议栈的第3层运行，而不是在交换进行的第2层运行。

从那时起，交换和路由一直处于彼此交战的状态，近年来路由器功能已并入到交换机ASIC及其操作系统中，主要是由于超大规模计算公司和云构建商的数据流比典型的企业要复杂得多，而且它们厌倦了这一点：拥有第2层功能以及第3层路由功能的交换机明明可以用少得多的钱就能完成任务，却为路由器骨干网支付高昂的费用。Arrcus去年7月推出了一种可在商用芯片上同时提供交换功能和路由功能的全新网络操作系统，或许可以一窥未来趋势。

总结

在5G的浪潮下，由于大量数据需要进行分析、处理和传输，网络架构设计必定会发生改变。再加上物联网、人工智能、VR/AR 等新一代信息技术的快速演进，数据中心将面临电信级和企业级的市场需求，一大批以太网交换机、路由器和无线网络设备将在新的网络架构和网络基础设施建设潮流中展现新生机。尽管这几年白盒交换机并没有像想象般高速发展，而是依然“聚焦”于有较强技术能力的互联网大公司。但是，从全球来看，网络软件化和硬件白盒化将成为趋势，未来老牌网络设备厂商将面临更大的竞争压力。

参考：
1、https://www.feisu.com/bbs/t-777.html
2、https://www.networkworld.com/article/2919599/clearing-the-fog-around-open-switching-terminology.html
3、https://www.fiercetelecom.com/telecom/open-compute-project-switches-rule-bare-metal-roost-report
4、https://mp.weixin.qq.com/s/TjOo3fKzeHUO3nY8CmEiaw
5、https://www.feisu.com/bbs/e-2012.html