電信級(jí)開放網(wǎng)絡(luò)設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)研究與研發(fā)實(shí)踐

徐博華，龐 冉，張學(xué)茹，王澤林，曹 暢（中國(guó)聯(lián)通研究院，北京 100048）

1 概述

專用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的能力開放是軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）技術(shù)在專用設(shè)備層面的自然延伸，有別于網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化（NFV），網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能力開放并不追求將網(wǎng)絡(luò)功能部署在通用服務(wù)器上，而是強(qiáng)調(diào)通過一系列軟硬件解耦的技術(shù)手段，在提升軟件功能靈活性的同時(shí)兼顧專用硬件的高轉(zhuǎn)發(fā)性能，因此更加適用于交換機(jī)、路由器、傳輸設(shè)備等需要大吞吐量的應(yīng)用場(chǎng)景。推動(dòng)專用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能力開放的過程可分為灰盒和白盒2 個(gè)階段［1］?；液校?］是指網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)方對(duì)設(shè)備提出功能和性能要求，并定義統(tǒng)一接口規(guī)范，供應(yīng)商遵循網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)方提出的規(guī)范進(jìn)行設(shè)備開發(fā)和接口開放。白盒［3-4］則是一種更為徹底的解耦模式，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)方基于開源或商用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備操作系統(tǒng)（Network Operate System，NOS）構(gòu)建自己的系統(tǒng)平臺(tái)及上層應(yīng)用，并通過標(biāo)準(zhǔn)接口適配白盒設(shè)備硬件。白盒模式要求網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)方具有較強(qiáng)的自主研發(fā)能力，同時(shí)也依賴產(chǎn)業(yè)鏈各方的深度合作。

數(shù)據(jù)中心白盒交換機(jī)是開放式網(wǎng)絡(luò)設(shè)備成功應(yīng)用的典型案例，阿里巴巴基于開源Sonic操作系統(tǒng)增量開發(fā)了AliNOS，并實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)中心白盒交換機(jī)的規(guī)模部署。此外，隨著5G 網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模建設(shè)，開放式城域網(wǎng)絡(luò)接入路由器也逐漸成為近年來業(yè)界關(guān)注的熱點(diǎn)［5］。

目前電信運(yùn)營(yíng)商在網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的創(chuàng)新研發(fā)工作主要包含協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化、新技術(shù)研究的需求輸入等。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備研發(fā)是新技術(shù)研究的直接落地環(huán)節(jié)，是網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與運(yùn)營(yíng)管理的前置環(huán)節(jié)，而該環(huán)節(jié)目前完全依賴于設(shè)備供應(yīng)商，研發(fā)符合電信級(jí)高可靠性要求的開放的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備具有重要意義。國(guó)內(nèi)5G 承載網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)在城域接入層引入了每年10萬端級(jí)的設(shè)備新建需求，且相較于核心匯聚層設(shè)備而言，其性能指標(biāo)要求較低，有利于開展自研工作和生態(tài)合作。本文重點(diǎn)圍繞5G承載網(wǎng)絡(luò)接入層的場(chǎng)景，第2 章對(duì)開放網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的上中下游產(chǎn)業(yè)鏈和相關(guān)開源生態(tài)進(jìn)行了分析，第3 章總結(jié)了開放網(wǎng)絡(luò)設(shè)備所涉及的關(guān)鍵技術(shù)，第4 章介紹了中國(guó)聯(lián)通在5G 承載網(wǎng)絡(luò)接入層開展的開放網(wǎng)絡(luò)設(shè)備研發(fā)實(shí)踐，最后對(duì)下一步的工作方向進(jìn)行了展望。

2 開放網(wǎng)絡(luò)設(shè)備產(chǎn)業(yè)鏈分析

2.1 產(chǎn)業(yè)鏈上游

開放網(wǎng)絡(luò)設(shè)備產(chǎn)業(yè)鏈上游包含CPU、FPGA、CPLD、存儲(chǔ)器件、背板連接器、時(shí)鐘芯片、交換芯片、網(wǎng)絡(luò)處理器（Network Processor，NP）等元器件，以及電源、風(fēng)扇等外圍器件。其中交換芯片和NP 是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的核心元器件［6］，負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)流量進(jìn)行線速轉(zhuǎn)發(fā)，轉(zhuǎn)發(fā)過程中需要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)接收、轉(zhuǎn)發(fā)決策、報(bào)文存儲(chǔ)、報(bào)文編輯等操作，高速處理包括二層交換、三層路由、ACL、QoS 以及組播等在內(nèi)的多種業(yè)務(wù)。交換芯片和NP作為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的專用元器件，是其區(qū)別于通用設(shè)備的主要特征。

在交換芯片方面，高端交換芯片市場(chǎng)的主要供應(yīng)方為美國(guó)博通公司。博通的交換芯片產(chǎn)品分為StrataXGS Trident 系列、StrataXGS Tomahawk 系列和StrataDNX 系列，分別適用于企業(yè)園區(qū)網(wǎng)絡(luò)、超大型數(shù)據(jù)中心和電信運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)等不同場(chǎng)景。在StrataDNX系列下，BCM88480 產(chǎn)品［7］適用于5G 承載網(wǎng)絡(luò)接入層設(shè)備，其最大交換容量為800 Gbit/s，同時(shí)支持FlexE、Segment routing、1588v2等新一代承載網(wǎng)絡(luò)特性。此外BCM88280 同樣適用于5G 承載接入層設(shè)備，提供360 Gbit/s的交換容量，用戶可根據(jù)組網(wǎng)場(chǎng)景進(jìn)行選擇。

國(guó)內(nèi)方面，盛科網(wǎng)絡(luò)公司的CTC7132 產(chǎn)品也可滿足5G承載接入層對(duì)端口、表項(xiàng)、特性的需求，同時(shí)內(nèi)置ARM Dual Core A53 CPU，可以有效降低整機(jī)硬件成本，其新一代產(chǎn)品CTC8180 新增了對(duì)FlexE 和SRv6 特性的支持。

2.2 產(chǎn)業(yè)鏈中游

開放網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的產(chǎn)業(yè)鏈中游是整機(jī)硬件。由于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備屬于專用設(shè)備，沒有PC機(jī)和服務(wù)器等通用設(shè)備的開放性好，因此也更加需要開源生態(tài)的引導(dǎo)。OCP 社區(qū)為推動(dòng)數(shù)據(jù)中心白盒交換機(jī)的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)，通過制定OCP 規(guī)范，開放硬件的設(shè)計(jì)方案和驅(qū)動(dòng)程序，得到了眾多ODM 廠商的支持。TIP 是由電信運(yùn)營(yíng)商主導(dǎo)的開放網(wǎng)絡(luò)設(shè)備社區(qū)，其主導(dǎo)的分解式移動(dòng)蜂窩基站網(wǎng)關(guān)（Disaggregated Cell Site Gateway，DCSG）搭載開源或商用的NOS 系統(tǒng)，已在AT&T、Tele?fonica、BT 等國(guó)外運(yùn)營(yíng)商的移動(dòng)回傳網(wǎng)絡(luò)中得到了一定規(guī)模的部署。國(guó)內(nèi)方面，ODCC 先后成立了鳳凰項(xiàng)目、開放網(wǎng)絡(luò)硬件項(xiàng)目和S3IP項(xiàng)目［8］，有效推動(dòng)了國(guó)內(nèi)交換機(jī)白盒化的發(fā)展。

在5G承載接入層設(shè)備領(lǐng)域，目前國(guó)內(nèi)設(shè)備選型以插卡式設(shè)備為主，通常配備雙主控卡提高單臺(tái)設(shè)備的穩(wěn)定性，并配備不同類型的接口卡來提高組網(wǎng)的靈活性。然而插卡式設(shè)備的硬件復(fù)雜度相對(duì)較高，白盒化的產(chǎn)業(yè)生態(tài)還不成熟，有賴于國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商進(jìn)行積極引導(dǎo)。近期，CCSA 下設(shè)的云網(wǎng)智聯(lián)產(chǎn)業(yè)推進(jìn)委員會(huì)（TC610）成立了開放網(wǎng)絡(luò)設(shè)備工作組，將重點(diǎn)推進(jìn)運(yùn)營(yíng)商場(chǎng)景下網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的架構(gòu)開放和硬件標(biāo)準(zhǔn)化。

2.3 產(chǎn)業(yè)鏈下游

開放網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的產(chǎn)業(yè)鏈下游是網(wǎng)絡(luò)所有者，包含電信運(yùn)營(yíng)商、云商、政企用戶等，通過網(wǎng)絡(luò)設(shè)備操作系統(tǒng)的能力開放賦予最終用戶定制系統(tǒng)和上層網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的權(quán)利。開放網(wǎng)絡(luò)設(shè)備操作系統(tǒng)包含商業(yè)操作系統(tǒng)和開源操作系統(tǒng)2 類。商用操作系統(tǒng)主要以DriveNets、Cumulus network、Big Switch、IP Infusion 等國(guó)外廠商的產(chǎn)品為代表。

在全球市場(chǎng)，白盒交換機(jī)操作系統(tǒng)以Microsoft、Facebook 和Google 主導(dǎo)的開源項(xiàng)目為主。Sonic 是微軟在2016 年3 月的OCP 峰會(huì)上正式發(fā)布的一款開源網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)［9］。借助其2015年向OCP貢獻(xiàn)的SAI以及基于docker 的設(shè)計(jì)方式，Sonic 的生態(tài)逐漸明朗，吸引了眾多公司參與，大型互聯(lián)網(wǎng)公司以及傳統(tǒng)設(shè)備廠商如Alibaba、Tencent、Baidu、Cisco、Juniper、Docker 公司向開源社區(qū)貢獻(xiàn)代碼或提供合作支持，大型芯片廠商如Broadcom、Barefoot、Marvell、Centec 等提供了對(duì)ASIC 的支持。經(jīng)過多輪迭代，Sonic 已經(jīng)擁有了豐富的業(yè)務(wù)功能以及優(yōu)良的平臺(tái)特性，不僅滿足數(shù)據(jù)中心的部署要求，更是吞噬著部分傳統(tǒng)交換機(jī)的市場(chǎng)。

Stratum 是開源網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)操作系統(tǒng)，目前由開源社區(qū)ONF 負(fù)責(zé)運(yùn)營(yíng)，是一個(gè)實(shí)現(xiàn)了軟件定義的數(shù)據(jù)平面平臺(tái)，被定義為符合SDN2.0 概念的項(xiàng)目［10］。Google是Stratum 首個(gè)版本的貢獻(xiàn)者，也是首個(gè)在生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)中部署的企業(yè)。除了谷歌，包括騰訊、中國(guó)聯(lián)通在內(nèi)的許多運(yùn)營(yíng)商、CT 廠商、ODM 廠商和芯片廠商都加入到了該項(xiàng)目當(dāng)中。Stratum 為白盒交換機(jī)構(gòu)建一個(gè)開放的、最小化的、生產(chǎn)就緒的發(fā)行版。Stratum 公開了一組下一代SDN 接口，包括P4 Runtime 和OpenConfig，實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備的可互換性和轉(zhuǎn)發(fā)行為的可編程性。

2017 年11 月，AT&T 發(fā)布了致力于開發(fā)白盒交換機(jī)操作系統(tǒng)的分布式網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)dNOS 項(xiàng)目。2018年3 月在開放網(wǎng)絡(luò)峰會(huì)上AT&T 宣布將dNOS 正式托管給Linux 基金會(huì)，并且將項(xiàng)目名稱改為DANOS［11］。AT&T 已經(jīng)在自己的IPRAN 場(chǎng)景中部署了使用DANOS 的接入路由器，相較于Sonic 和Stratum 這2 種誕生于數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)而言，DANOS 更適合運(yùn)營(yíng)商承載網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用場(chǎng)景。2019年底，DANOS進(jìn)行了操作系統(tǒng)框架的開源，但功能模塊并未全部開源，且由于其商業(yè)模式并不清晰，產(chǎn)業(yè)引導(dǎo)的效果不理想，DANOS 項(xiàng)目的前景不甚明朗。表1 從產(chǎn)業(yè)生態(tài)的角度比較了Sonic和DANOS操作系統(tǒng)的現(xiàn)狀。

表1 Sonic和DANOS產(chǎn)業(yè)生態(tài)現(xiàn)狀對(duì)比

3 開放網(wǎng)絡(luò)設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)

3.1 統(tǒng)一北向接口

在黑盒網(wǎng)絡(luò)設(shè)備模式下，傳統(tǒng)設(shè)備供應(yīng)商提供的SDN 管控接口存在很多私有數(shù)據(jù)模型，導(dǎo)致運(yùn)營(yíng)商每引入一家新的設(shè)備供應(yīng)商均需與自研的SDN 管控系統(tǒng)進(jìn)行特異性適配，開發(fā)工作量大，設(shè)備上線周期長(zhǎng)。在開放網(wǎng)絡(luò)設(shè)備模式下，由網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商定義設(shè)備北向接口規(guī)范，設(shè)備操作系統(tǒng)集成標(biāo)準(zhǔn)的北向接口引擎與SDN管控系統(tǒng)對(duì)接，能有效避免接口重復(fù)適配問題。

3.2 操作系統(tǒng)架構(gòu)開放

操作系統(tǒng)架構(gòu)開放是指系統(tǒng)能夠以靈活的方式集成網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用本身與系統(tǒng)解耦。由于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的硬件資源是有限的，因此通過部署虛機(jī)的方式對(duì)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用進(jìn)行隔離并不適用。以Sonic 為代表的操作系統(tǒng)使用了輕量級(jí)虛擬化技術(shù)，不僅很好地解決了網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用在操作系統(tǒng)上的隔離和調(diào)度問題，同時(shí)能夠節(jié)省大量專門用于系統(tǒng)開銷的硬件資源。

如圖1 所示，Sonic 的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用能力基于docker 容器構(gòu)建，具備較好的擴(kuò)展性，無論是新增加功能，改變一個(gè)容器，還是開發(fā)新的特性，都只需要對(duì)局部做出改變，方便在生產(chǎn)環(huán)境實(shí)現(xiàn)不停機(jī)部署或升級(jí)應(yīng)用，而不需更換交換機(jī)鏡像，最大限度簡(jiǎn)化運(yùn)維人員的管理和配置工作量。Sonic 將每個(gè)模塊放置在獨(dú)立的docker 容器中，在一類功能組件內(nèi)保持了較高的內(nèi)聚性，減少了相互分離組件之間的耦合，因而這些組件中每一個(gè)都可以完全獨(dú)立編寫，而不需了解與底層平臺(tái)基礎(chǔ)系統(tǒng)的交互細(xì)節(jié)。

圖1 Sonic開源操作系統(tǒng)架構(gòu)

3.3 軟硬件解耦

為實(shí)現(xiàn)硬件標(biāo)準(zhǔn)化和軟硬件解耦，網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)軟件平臺(tái)層需要具備較好的可移植性，ONL 和ONIE 是具備較好硬件生態(tài)支持的基礎(chǔ)系統(tǒng)平臺(tái)。ONL 是一種用于裸機(jī)交換機(jī)的Linux 發(fā)行版，是Debian Linux 的分支，包括一些系統(tǒng)基礎(chǔ)的驅(qū)動(dòng)功能，如：USB、GPIO、Flash、PCIe、Serial、RTC、DMA 等，操作系統(tǒng)廠商可以基于ONL 來開發(fā)網(wǎng)絡(luò)功能的特性，不同白盒設(shè)備通過對(duì)ONLP API 的支持實(shí)現(xiàn)軟硬件的解耦。ONIE是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)安裝程序，實(shí)際是一個(gè)基于Linux 的小型操作系統(tǒng)，可以在交換機(jī)上啟動(dòng)并發(fā)現(xiàn)本地網(wǎng)絡(luò)上可用的安裝程序映像，同時(shí)能夠?qū)⒑线m的映像傳輸?shù)浇粨Q機(jī)，然后提供一個(gè)安裝環(huán)境，以便安裝程序可以將NOS 加載到交換機(jī)。ONL 操作系統(tǒng)為上層提供基礎(chǔ)性平臺(tái)，通過ONIE/bootloader 加載NOS軟件［12］。

3.4 數(shù)據(jù)平面可編程

由于長(zhǎng)久以來網(wǎng)絡(luò)行業(yè)一直被封閉的、專有的硬件和軟件所主導(dǎo)，同時(shí)標(biāo)準(zhǔn)化的需求導(dǎo)致協(xié)議設(shè)計(jì)的靈活性逐漸降低，網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的創(chuàng)新步伐相對(duì)緩慢［13］。數(shù)據(jù)平面可編程技術(shù)通過創(chuàng)新硬件載體和數(shù)據(jù)平面高級(jí)編程語言，使最終用戶能夠?qū)?shù)據(jù)包在交換芯片的轉(zhuǎn)發(fā)行為進(jìn)行自主定義。P4 是數(shù)據(jù)平面可編程語言的代表，其目標(biāo)為協(xié)議無關(guān)性、目標(biāo)無關(guān)性以及現(xiàn)場(chǎng)可重配置能力，它能夠解決OpenFlow 編程能力不足以及其設(shè)計(jì)本身所帶來的可拓展性差的難題［14］，通過P4編程定義數(shù)據(jù)包的處理流程，然后利用編譯器在不受限于具體協(xié)議的交換機(jī)或網(wǎng)卡上生成具體的配置，從而實(shí)現(xiàn)用P4表達(dá)的數(shù)據(jù)包處理邏輯［15］。

4 開放網(wǎng)絡(luò)設(shè)備研發(fā)實(shí)踐

目前的開源操作系統(tǒng)尚無適用于5G 承載網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景的方案，為推進(jìn)開放網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景下的部署，中國(guó)聯(lián)通研究院在開源社區(qū)成熟解決方案的基礎(chǔ)上，研發(fā)了主要面向電信運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景的開放網(wǎng)絡(luò)設(shè)備操作系統(tǒng)CUNOS。CUNOS 的軟件系統(tǒng)分層架構(gòu)如圖2所示。

圖2 CUNOS操作系統(tǒng)軟件分層架構(gòu)

CUNOS 系統(tǒng)應(yīng)用層提供了與外部OMC 系統(tǒng)進(jìn)行通信的接口，接受SDN 管控系統(tǒng)對(duì)開放網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的統(tǒng)一納管。應(yīng)用層子系統(tǒng)內(nèi)部主要包括DC 模塊、DB 模塊和NESVC 模塊。其中DC 模塊完成數(shù)據(jù)的接收處理，DB 模塊用于配置數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和狀態(tài)數(shù)據(jù)的組織，NESVC 模塊對(duì)于數(shù)據(jù)進(jìn)行表校驗(yàn)、表間校驗(yàn)、數(shù)據(jù)下發(fā)以及異常回滾等操作。同時(shí)，結(jié)合IETF 和Opencon?fig 的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，匹配5G 承載現(xiàn)網(wǎng)技術(shù)方案，制定了中國(guó)聯(lián)通白盒域Yang模型標(biāo)準(zhǔn)，并完成了與管控系統(tǒng)的對(duì)接測(cè)試。

在CUNOS系統(tǒng)業(yè)務(wù)層，需要根據(jù)應(yīng)用層需求完成相應(yīng)的業(yè)務(wù)邏輯功能，如模塊啟動(dòng)運(yùn)行、模塊參數(shù)設(shè)置、模塊資源分配、協(xié)議啟動(dòng)、協(xié)議參數(shù)設(shè)置、協(xié)議狀態(tài)運(yùn)行、模塊和協(xié)議數(shù)據(jù)維護(hù)等。業(yè)務(wù)層除了根據(jù)應(yīng)用層需求完成相應(yīng)的邏輯功能外，還會(huì)為應(yīng)用層提供多方面的數(shù)據(jù)信息，如告警、性能統(tǒng)計(jì)、各個(gè)模塊和協(xié)議的運(yùn)行狀態(tài)等。CUNOS 針對(duì)FRR 開源協(xié)議棧進(jìn)行了二次開發(fā)與集成，同時(shí)集成了部分商用協(xié)議棧模塊，使CUNOS能夠很好地滿足5G承載網(wǎng)絡(luò)特性需求。

CUNOS 系統(tǒng)的中間層包含中間適配層和硬件驅(qū)動(dòng)層。中間適配層完成上下層功能之間的轉(zhuǎn)換適配，將不兼容的參數(shù)、數(shù)據(jù)、行為動(dòng)作根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行融合拉通，使用戶的需求功能最終可以落到具體的硬件組件上完成執(zhí)行。中間適配層主要分為板卡適配、端口映射、業(yè)務(wù)層模塊適配、報(bào)文收發(fā)、中斷適配、SAI接口調(diào)用等。其中板卡適配主要完成對(duì)于白盒系統(tǒng)支持的硬件板卡進(jìn)行啟動(dòng)、初始化、運(yùn)行、卸載、復(fù)位、狀態(tài)獲取和板卡屬性檢測(cè)管理等工作。端口映射主要完成對(duì)上層邏輯端口與底層芯片物理接口之間的映射轉(zhuǎn)換。報(bào)文收發(fā)和中斷主要完成協(xié)議報(bào)文或者上下CPU的報(bào)文的接收與發(fā)送。

SAI 接口主要對(duì)硬件驅(qū)動(dòng)層芯片的SDK 進(jìn)行屏蔽抽象，使得中間適配層針對(duì)不同廠家的芯片都可以完成功能特性的下發(fā)適配工作。SAI本身是OCP 推出的開源項(xiàng)目，但其主要特性集是面向數(shù)據(jù)中心交換機(jī)的場(chǎng)景需求。為滿足5G 承載網(wǎng)絡(luò)特性需求，CUNOS 針對(duì)5G 承載需求新增SAI 開發(fā)模塊，如MPLS L2 VPN/L3 VPN、BFD、PTP/1588、TWAMP 等，同時(shí)對(duì)OCP 社區(qū)已有的SAI 模塊針對(duì)5G 承載需求進(jìn)行了增強(qiáng)，如ACL、HASH、ECMP、QoS、virtual route、routerinterface 等（見圖3）。

圖3 5G承載SAI接口特性集

硬件驅(qū)動(dòng)層主要是對(duì)硬件組件進(jìn)行軟件驅(qū)動(dòng)，使其可以按照指定需求完成功能動(dòng)作，包括對(duì)RAM、FLASH、FPGA、CPLD、RTC、ASIC 芯片、CPU 內(nèi)外部總線的驅(qū)動(dòng)軟件功能，以及OCP 的ONLP 軟件抽象功能（對(duì)SFP、LED、Sensor、Clock 等）。在基礎(chǔ)系統(tǒng)層，CUNOS 采用了ONL 作為Base OS，同時(shí)搭配ONIE 對(duì)上層NOS進(jìn)行加載，確保CUNOS在開放網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上的可移植性。

在硬件設(shè)計(jì)方面，國(guó)內(nèi)5G承載接入層設(shè)備形態(tài)通常為雙主控卡+多種類型接口卡的框式設(shè)備，而在白盒路由器生態(tài)中此類設(shè)備形態(tài)較少。為此，中國(guó)聯(lián)通研究院聯(lián)合國(guó)內(nèi)ODM 廠商設(shè)計(jì)了一款基于盛科網(wǎng)絡(luò)公司CTC7132 交換芯片的框式路由器。整機(jī)采用框式設(shè)計(jì)，主控、電源等功能模塊提供1+1 冗余保護(hù)，支持11 個(gè)業(yè)務(wù)線卡槽位，整機(jī)交換容量400G，IO 接口帶寬440G，可支持4路25G/10G，4路10G/GE，1路100G/2路50G 等多種接口板類型。該白盒路由器支持標(biāo)準(zhǔn)ONLP 接口功能，同時(shí)針對(duì)框式設(shè)備進(jìn)行了ONLP API的擴(kuò)展定義，主要包括物理層的時(shí)鐘同步以及主備同步相關(guān)功能的抽象。

5 總結(jié)與展望

目前，CUNOS 操作系統(tǒng)已與白盒框式路由器完成了軟硬件的系統(tǒng)集成，通過了實(shí)驗(yàn)室測(cè)試并進(jìn)行了試點(diǎn)驗(yàn)證測(cè)試。

在算網(wǎng)一體發(fā)展趨勢(shì)下，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備正快速向ICT 融合的方向演進(jìn)，對(duì)開放網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的需求愈發(fā)強(qiáng)烈。CUNOS 操作系統(tǒng)將進(jìn)一步開放系統(tǒng)上層架構(gòu)，以輕量級(jí)虛擬化的能力集成更多的第三方網(wǎng)絡(luò)上層應(yīng)用。同時(shí)，在白盒框式路由器上可集成算力增強(qiáng)型的接口卡，面向中小型企業(yè)提供就近的邊緣算力服務(wù)。后續(xù)將依托白盒設(shè)備的開放特性，與產(chǎn)業(yè)鏈合作伙伴進(jìn)行聯(lián)合創(chuàng)新，盤活網(wǎng)絡(luò)邊緣設(shè)備能力，為差異化的業(yè)務(wù)需求提供更加靈活的解決方案。