如何搭一个高性能的数据中心交换机

以一个高性能的数据中心交换机为例，如何DIY一个端口为10G/40G/100G的TOR交换机。

硬件：

首先从硬件开始，一个完整的以太网交换机应该包含下面一些组件：

Chassis（这个应该是基础）

电源（一般需要两个冗余，很多代工厂能够提供）

风扇（冷却系统，低噪音）

风扇控制PCBA

CPU PCBA（CPU可以选择x86/Power PC/ARM，包含相对应的RAM, FLASH和PCIe，上面跑控制OS）

主板PCBA（包含交换芯片，接口，CPLD，PHY，一般来说，PCB是16~22层）

下面是中国台湾鈺登科技一款基于Broadcom Trident 2交换芯片的交换机（Edge-Core AS5712 48 x 10G , 6 x 40G）

中间那个冷却器下面就是Broadcom Trident 2芯片，跟其他CPU不同，交换芯片体型要大得多，这是因为交换芯片要出很多端口，因此有很多引脚。

CPLD采用Altera MAX系列的，主要功能是系统启动，管理LED和风扇以及温度传感器等。CPLD通过UART 或者I2C 总线跟主机CPU相连。

总体架构：

上图中CPU采用Intel C2538 (Atom)，C2538通过PCIe跟Trident 2对接，Broadcom向不同NOS提供了SDK，SDK包括了driver，一般NOS已经包含在内了。如果NOS采用了ONL (Open Network Linux)，也可以使用OFDPA来驱动Trident 2。Broadcom宣称通过OFDPA已经在交换芯片上支持了openflow

1.3协议。

总共使用了3个Altera MAX CPLD，第一个CPLD用来控制风扇，温度和LED，通过I2C跟CPU相连。第2/3个CPLD用来控制SFP，交换机没有板内提供PHY，都是使用10G / 1G SFP来出接口的，每一个CPLD分别控制24个SFP。主要控制TXFaults, TXDisable, RXLoss和Mode。

OS

白盒交换机都是使用ONIE(Open Network Install Environment)作为启动程序，ONIE是一个轻量级的boot

loader，装载小内核和驱动好管理网口。现在ONIE已经支持一些开源的网络操作系统比如ONL和OpenSwitch。

安装ONIE非常简单，只要求主板支持ONIE USB启动。ONIE会自动安装到flash，然后通过ONIE启动。

然后就可以从NOS提供商（Cumulus, IPinfusion, Pica8, ONL, BigSwitch, OpenSwitch）获取相应的NOS，并且通过ONIE安装上去。NOS一旦安装成功，一个10G/40G/100G线速交换机就完成了。

成本：

主要成本是Broadcom芯片价格。