Wedge und Open Compute: Facebooks Rack-Switch mit austauschbarem Microserver

Open-Compute-Project-Gründer Facebook stellt einen Top-of-the-Rack-Switch vor, dessen Design komplett offengelegt werden könnte. Wedge, so der Codename des Switches, verfügt über modulare Hardware und soll dadurch so flexibel werden wie ein richtiger Server. Seit etwas mehr als einem Jahr arbeitet das Open Compute Project offiziell an einem freien Switch, und einige Designs wurden bereits angekündigt.

Austauschbare Hardware

Sehr oft beschränke die starre Hardware-Konfiguration verfügbarer Switches "die Möglichkeiten der Geräte und verkompliziert den Einsatz", weshalb diese modularisiert werden solle, erklärte Facebook. Die Mischung aus Switch und Server erreicht Facebook durch die Verwendung des Group-Hug-Design, das Microserver mit austauschbaren Hardwarekomponenten beschreibt und den Einsatz unterschiedlicher SoCs ermöglicht. Dieser Microserver steckt zusätzlich zu der Netzwerkhardware in dem Rack-Gerät.

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Skizze des Wedge-Switch-Designs (Grafik: Facebook)

In eigenen Tests benutzt Facebook einen Microserver, der bereits in einem anderen Teil seiner Infrastruktur eingesetzt wird und auf einen Intel-Prozessor setzt. Es spreche nichts gegen den Einsatz von 64-Bit-ARM-Designs, wie AMD sie für die Group-Hug-Architektur bereits plant. Auf dem Microserver läuft ein modifiziertes Linux mit dem Namen FBoss. Leistungsfähige Switches arbeiten häufig mit einem mehr oder weniger sichtbaren Unix-Unterbau, doch Facebooks Linux auf dem Switch ist auch für dessen Bedürfnisse angepasst worden.

Einfache Verwaltung

Der Vorteil dieses Aufbaus und des Einsatzes eines Linux-Systems ist die einfache Integration in vorhandene Verwaltungswerkzeuge und die Wiederverwendbarkeit des Betriebssystems, da der Switch über die gleiche Hardware wie die Server verfügen kann. So lassen sich die Switches ebenso wie die Server und Speicher überwachen und kontrollieren. Das wiederum ermöglicht es den Ingenieuren, sich mehr auf die Entwicklung neuer Funktionen im Netzwerk-Stack zu konzentrieren und sich weniger mit der Verwaltung der Systeme beschäftigen zu müssen.

Die Netzwerkarbeit übernimmt ein spezialisierter ASIC

Die Designskizze zeigt neben dem wechselbaren Microserver der Group-Hug-Architektur noch die Platine für die eigentliche Funktion. Wedge arbeitet mit einem regulär verfügbaren ASIC als Prozessor. Diese hochspezialisierten Chips sind sehr viel schneller beim Weiterleiten von Paketen als etwa x86-Prozessoren und werden deswegen weiterhin für High-End-Switches entwickelt, bei denen es vor allem auf den Durchsatz ankommt. Der ASIC kümmert sich in dem ersten Design um 16 40GbE-Ports (Ethernet mit 40 GBit/s). Der Skizze zufolge müsste es sich um SFP+-Ports handeln, in die dann entsprechende Module, meist Glasfaser-Transceiver-Module, eingesteckt werden.

Das Design von Wedge sowie das dazugehörige Betriebssystem FBoss will Facebook als offiziellen Beitrag an das Open Compute Project einreichen, wodurch diese offen zugänglich werden. Ein Termin dafür steht aber noch nicht fest. Mehr Informationen sollen auf der Netzwerk-Wiki-Seite von Opencompute.org bereitgestellt werden.