這可能是唯一一個谷歌、阿里、騰訊都投資了的公司

Barefoot Networks可能是目前唯一一個谷歌、阿里、騰訊都投資了的公司。

Barefoot Networks去年11月宣布獲得2300萬美元C輪融資，由阿里巴巴和騰訊領投。

在去年6月，Barefoot 還獲得了由谷歌和丹華資本等投資的5700萬美元融資。

矽谷密探獨家專訪了Barefoot Networks CEO Craig Barratt， Craig此前是Google高級副總裁，Access部門的CEO，領導整個Google Fiber業務，他於今年2月份加入Barefoot Networks擔任CEO，而這家成立3年的SDN（軟體定義網絡）晶片公司目前已經籌集了1.53億美元。

軟體定義網絡(SDN)到底是什麼鬼？

好吧，探長就來冒充一次SDN布道師。

近幾十年來，計算機網絡發展飛速，但底層創新不足，特別是網絡硬體架構還是一如以往的封閉，缺少靈活性，難以適應日益變化的應用需求。

SDN技術的產生，尤其是SDN將網絡系統的控制層和數據層進行分離和可編程性的特點，為網絡的開放性和適應性吹來一股勁風，網絡晶片和設備巨頭已經意識到這一顛覆技術的價值。

用個不太恰當的比喻，傳統的網絡系統的數據層就如同現在的道路，而控制層如同紅綠燈和交通指示牌。

傳統網絡里每個路口紅綠燈、交通指示牌的規則都是固定，也是自控制的。

而SDN技術就是把紅綠燈、交通指示牌與道路分離，而且給紅綠燈等控制進行全局可編程化。

這樣，就可以根據每個時段和每個路段的交通情況，設置紅綠燈、交通指示牌的規則。

SDN的本質定義可以理解為軟體定義網絡，也就是說希望應用軟體可以參與對網絡的控制管理，滿足靈活多變的業務需求，簡化網絡運維管理，畢竟傳統的網絡部署方式想要改變組網對於運維而言是個頭疼的事情。

SDN的應用

SDN的應用已逐步被工業界應用，比較典型的例子是谷歌將SDN技術用來解決數據中心之間流量問題。

(圖片來源sdnlab.com)

網絡流量總有高峰和低谷，高峰流量可達平均流量的 2~3 倍。

為了保證高峰期的帶寬需求，只好預先購買大量的帶寬和價格高昂的路由設備，而平均用量只有 30%~40%。

這種浪費是必然的嗎？有一篇論文不這麼認為！

Google發表的SIGCOMM《B4: Experience with a Globally-Deployed Software Defined WAN》指出，Google數據中心中的流量是有不同優先級的，比如大規模數據同步的流量雖然很大，但是對延遲不敏感，Google 發現高優先級流量僅占總流量的 10%~15%。

只要能區分出高優先級和低優先級流量，保證高優先級流量以低延遲到達，讓低優先級流量把空餘流量擠滿，數據中心的廣域網連接（WAN link）就能達到接近 100% 的利用率。

這樣可以省下一大筆錢，要知道Google的很多網絡連結都經過昂貴的跨國鏈路和海纜！

Google B4這個基於SDN的網絡改造項目影響非常大，對SDN的推廣有著良好的示範作用，而Amazon、Facebook等公司也都緊跟其後，採用SDN改造現有的網絡。

SDN被業界廣泛應用

SDN不只是停留在少數網際網路公司的專有骨幹網或數據中心網絡中，運營商網絡也開始擁抱SDN。

Craig Barratt在與矽谷密探的採訪中表示，Barefoot Networks 已經和美國最大的電信運營商AT&T開展合作了。

AT&T將在其網絡中使用來自Barefoot的可編程交換機，這是北美首個在通信網絡中宣布使用可編程交換機的電信運營商。

AT＆T已經在其現有的基於MPLS的網絡部分安裝了基於Tofino的白牌機，運行SnapRoute的網絡作業系統，AT＆T利用Tofino晶片的可編程性來添加帶內網絡遙測（INT）。

過去想要添加類似帶內網絡遙測的需求都必須與晶片公司合作，將其設計到下一代晶片中，而集成晶片開發周期要延長到數年時間，而如今Barefoot的晶片可以讓迅速用編程實現。

不僅僅是AT&T，在今年的Open Networking Summit上，中國聯通等電信運行商的也介紹了他們在SDN上的進展。

SDN發展史

SDN最初是隨著2006年Nick McKeown教授提出的Openflow的概念的提出應運而生，而Nick McKeown也是Barefoot Networks的創始人。

SDN源於2006年史丹福大學Nick McKeown教授帶領的科研項目。

它提出基於OpenFlow的可編程網絡架構，SDN概念應運而生。

此後，Nick團隊隨後創辦了第一家SDN初創公司Nicira（後被VMware以12.6億美金的天價收購）。

2008年，Nick McKeown帶領的史丹福大學研究團隊發布了首個開源SDN控制器NOX，2009年又發布了Python版的SDN控制器POX，以及OpenFlow1.0協議和開源網絡虛擬化軟體FlowVisor，2010年Nick的團隊發布了Mininet。

迄今為止，Nick團隊發布的這些軟體依然被業界廣泛使用。

此外，Nick McKeown極其團隊還成立了開放網絡基金會ONF，成功舉辦第一屆開放網絡峰會Open Networkting Summit，為SDN的發展做出了突出貢獻。

P4語言：徹底地編程交換機

由Nick McKeown教授和普林斯頓大學的Jennifer Rexford兩位教授主導並創立的可程式語言P4，則打開了SDN的另一扇門。

P4自2014年誕生以來就引起了工業界和學術界的極大關注。

業內專家和主要學術團隊受其啟發組建了P4語言聯盟，並正在推廣該語言，以期形成全行業通用的數據平面編程框架。

P4是一種對底層設備數據處理行為進行編程的高級語言，用戶可以直接使用P4語言編寫網絡應用，之後經編譯對底層設備進行配置使其完成用戶的功能需求。

Barefoot Networks是P4語言的主力支持者之一，他們的CEO Craig也在採訪中表示，Barefoot Networks希望成為網絡領域領導者，就像英偉達在圖形處理器領域的地位，而P4語言就是他們的秘密武器，類似於CUDA之於英偉達。

但是不同的CUDA的是，P4語言是一個開源的語言，而且P4社區是一個開放的社區，擁有幾十個企業成員和十幾個高校成員。

Tofino晶片

傳統SDN可以對網絡控制層進行有效的定製化，但是無法深入到數據層，對於運營商、公有雲提供商、大型數據中心來說，網絡數據層依舊是一個黑盒，連簡單的丟包問題都無法有效解決。

所以往往我們看到出現了任何網絡擁塞，或者系統性流量問題的時候，網絡工程師能做的事情非常有限。

另一方面由於應用層的變化越來越快且越來越垂直化，不同核心應用對於網絡數據傳輸也有截然不同的要求（譬如視頻網站和電商網站對網絡的架構完全不同），類似谷歌、Amazon、Facebook這類流量大戶需要在網絡架構中獲得控制權，這類大公司就產生了自主開發交換機的想法。

但是由於現有交換機晶片的限制，這些晶片無法真正地支持網絡按照指定的方式傳輸數據，或者自定義交換協議，而這也是Barefoot Tofino晶片誕生的原因。

SDN網絡中最核心的部分是晶片，Barefoot便是一家提供SDN晶片的公司，某種意義上，Barefoot Networks是一家軟體驅動的硬體公司，從這一點上的確和英偉達相似。

Barefoot的產品是Tofino，Tofino是一種可編程晶片，可實現高達6.5 Tbps的線速率處理。

用戶或網絡供應商可以利用P4程式語言來定製白盒解決方案或固定配置產品，提供類似x86的靈活性，同時還能提供類似ASIC的性能，競爭對手是就像Broadcom的「戰斧」（Tomahawk），但Barefoot聲稱Tofino將是市場上最快的晶片。

Barefoot可編程的網絡晶片基於PISA (Protocol Independent Switch Architecture)，給大型數據中心，公有雲提供商，和網絡供應商提供了新型交換器功能的開發自主權，大大減少了對傳統思科，Juniper network這類傳統網絡設備提供商的依賴，一方面降低了設備的採購成本，另一方面使用Barefoot提供的軟體平台，有計劃的更新他們的設備，而不需要升級硬體。

更無需在數據帶寬快速增長的未來，頻繁的更新其設備，置換其晶片，帶來無形的成本增加。

Tofino完全支持P4，不僅在性能和可編程性遠超傳統網絡晶片，Craig表示，得益於Tofino優秀的系統設計，它在價格上也很有競爭力。

軟體在吞噬網絡

Craig表示，Barefoot的願景是：網絡應該是快速，完全可編程的。

在他們的願景里，一個可編程網絡將遠勝固定功能網絡，而對網絡進行編程應該像對伺服器進行編程一樣簡單， Barefoot已經發明了技術來實現所有這些目標。

套用一句流行的話，「Software is eating the network」，怪不得現在網絡工程師都轉碼農了！

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