飞思卡尔SDN解决方案QorIQ LS2

SDN成为 “救命稻草”

“节物风光不相待，桑田碧海须臾改。昔时金阶白玉堂，即今唯见青松在。”用这首唐代诗人卢照邻的诗句来描述当今日新月异的网络时代一点也不为过。网络基础架构在过去的10年经历了眼花缭乱的演进过程：标准在快速演变，不断出现新的连接方式，新的服务层出不穷，这些须以统一的形式灵活提供。

软件定义网络（SDN）承诺可以释放网络的力量，将其转变为一个真正高效率的信息高速网络，让应用以最佳方式运行且不需要在网络基础设施上追加投资。SDN正在成为动态数据中心和移动企业的救命稻草，以帮助他们应对“数据大爆炸”带来的烦恼，并抓住其中的机遇。SDN和与之关系密切的网络功能虚拟化（NFV）技术将导致电信网络设计、运营、工程、安全、支持和人员以及其他领域的重大改革。

SDN与飞思卡尔的渊源

飞思卡尔是开放网络基金会（ONF）的活跃成员，帮助推动了OpenFlow协议的开发。该协议可供NFV、OpenStack和Open Daylight等开放计划利用。飞思卡尔的SDN技术摆脱了当前OpenFlow L3的局限，扩展到了L4~L7 OSI层，支持将防火墙和深度数据包检测（DPI）等网络服务嵌入到数据转发平面中。这些前沿的SDN解决方案已借助VortiQa网络软件在广泛的QorIQ多核SoC产品组合中进行了优化。日前，飞思卡尔推出的基于Layerscape架构的QorIQ LS2085A和LS2045A 片上系统（SoC）就是SDN应用中的最佳选择。

图1 SDN交换机/路由器架构图

Layerscape架构+ARM技术

基于Layerscape架构的全新QorIQ LS2085A和LS2045A专为网络应用进行优化，它们分别具有 8个和4个64位ARM Cortex-A57内核，运行频率都高达2 GHz；存储器控制器为DDR4，有8个10 Gb/s接口和8个带有L2交换机功能的1Gb/s接口。这些产品的先进数据路径引擎能够采用加速技术进行40 Gb/s复杂分组处理。QorIQ LS系列专为SDN/OpenFlow交换、NFV解决方案、无线接入、企业路由和数据中心处理应用而设计。 全新的产品系列计划在2014年下半年推出基于整个ARMv8-A系列的多核处理器，以此提升行业标准。

ARM Cortex-A57凭借极高的性能、更宽的寻址空间和低功耗的特性在业界颇受追捧。其融合了各种各样的ARM 技术并由这些技术提供支持，包括系统IP、物理IP和开发工具。在此强调一个不太为人熟知的技术——新型的 ARM CoreLink CCN-504 cache 一致性网络，它提供了最大系统带宽和最短延迟。CCN-504 提供符合 AMBA 4 AXI 一致性扩展（ACE）的端口，以在多个 Cortex-A 系列处理器之间实现完全一致，可以更好地利用 cache 并简化软件开发。

QorIQ LS2分组处理器还具有庞大的交钥匙工具包、基于C语言库的通用网络协议和功能，这些协议和功能还将灵活性和性能联系起来。集成的L2交换机也包含在此架构内，旨在与数据路径引擎紧密合作，实现互联并使外设能够提供一个完整的片上系统，从而降低功耗和成本、减小规格及减少部件数量。通过提取建立、初始化和拆卸等具体任务可大大简化整个多核SoC的设定，凭借此设定，用户可以采用标准API和Linux对象调用资源和加速度传感器。

图2 QorIQ LS2085A框图

简单与高效不再矛盾

其实实施网络虚拟化的目的很纯粹：需要一个新的软件定义方式，既能让性能进步又能让架构和管理简单化，且不需要大量的专业软件团队。作为中国最大的移动运营商，中国移动就把SDN引入PTN，实现网络集中管理与虚拟化。由于LTE网络正逐步承载越来越多类型的业务，承载越来越大的流量,这就造成了L3 PTN因需求增加，需要频繁调整；此外，L3 PTN与L2 PTN网络融合，保护配置调整也存在问题。由于在静态L3 VPN需要手工配置，而引入分布式控制平面会带来网络松散、边缘节点负载不均衡、可靠性差等问题。SDN则可以从全网视角调度资源实现全局最优。同时，采用SDN可以自动灵活地对LTE网络流量、流向变化作出及时调整。此外，SDN还可以实现多点故障的保护恢复。

以上这些SDN应用只是网络虚拟化的冰山一角，采用QorIQ LS2架构可以完全满足用户对于网络虚拟化的需求。QorIQ LS2架构采用基于业界领先的64位ARM Cortex-A57内核的处理域。与此域紧密连接的是一套调试、输入/输出和加速技术，其中包括一个开创性的分组处理引擎，该引擎专为易用性和高性能而设计，可降低硬件复杂性，不但为客户提供了向SDN、NFV和虚拟化网络转型的机会，而且能够让他们集中资源开发创新应用。这个灵活的数据平面引擎是C语言编程的，可大大加快开发周期，为更多的嵌入式开发人员开放此架构。