科技观察—网络设备—白盒交换机的基本分析

交换机是电信网络的心脏，它是一种用于电（光）信号转发的网络设备，可以为接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电信号通路。随着全球网络的不断拓展，交换机的市场规模也随之增长。根据IHS Markit预测，2018年全球以太网交换机市场规模达到268.9亿，同比增长8.0%。

市场份额方面，老牌交换机品牌厂商思科依旧是行业的领导者。根据IDC统计数据，2017Q2~2018Q2期间，思科以50.1%的市场份额排名第一，华为、Arista、惠普（HPE）市场份额依次为10.0%、6.6%、6.5%。

源起：全球大型数据中心建设奠定了白盒交换机市场发展的基础

企业网是传统以太网交换机的主要应用领域，随着云计算、大数据的发展，大型数据中心如雨后春笋般出现，相比于企业网，大型数据中心对于底层网络的要求大有不同，进而带来对于网络设备需求的变化。在底层网络方面，大型数据中心的需求体现在三个方面：1）高度稳定性；2）高度可管可控；3）高性能、低成本。针对新需求的变化，传统网络设备面临越来越大的挑战。其一，传统网络设备软件和硬件耦合，导致其功能难以扩展，相当于一个黑盒子，品牌厂商从软件到硬件是完全封闭开发的，导致维护的挑战很高，当稳定性要求很高时，运维团队很难做到快速定位和恢复故障。其二，大型数据中心中会使用不同类型的网络设备，不同厂商之间网络设备的互通性较低，带来了数据中心网络管控难度的提升。其三，从产品研发交付周期看，传统品牌厂商要把设备从研发到生产上线交付给用户，一般需要1~2年时间，难以满足客户的新需求。在此背景下，针对大型数据中心场景应用亟需新的更为灵活的网络设备来满足要求，白盒交换机由此诞生。

发展：Arista异军突起，打开白盒交换机厂商新局面

Arista是全球以太网交换机行业的后期之秀，作为一个非典型的硬件公司，Arista通过在软件上的创新，推出了低成本、高可扩展性的数据中心解决方案，引领了大型数据中心中交换机白盒化的浪潮。2011年至2018年期间，公司营收和营业利润皆保持高速增长，营收复合增速达到47.7%，营业利润复合增速为29.8%（若不考虑支付给思科的一次性法律和解费，期间复合增速为47.8%）。

Arista抓住云数据的机遇，顺应市场的需求。Cloud Networking盛行使Arista大大地分了一杯羹, Amazon/Oracle/MS/Rackspace等的云服务基础设施架构几乎都为Arista设备搭建。

在产品方面，Arista采用商用芯片打破了受制于传统方法和供应商锁定的状况。同时，基于Linux的开放式软件操作系统EOS(Extensible Operating System)是Arista短期迅速发展的核心竞争力。EOS的所有系统层次上都可以自由编程的开放性和网络自动化特性吸引了许多客户。Arista利用既有的商业芯片重新进行硬件设计，并且由Arista自己重写的芯片驱动程序比原厂商自有的驱动程序更优，可以整整提高一个级别，这也是其它竞争者难以企及的优势。

EOS可以以vEOS映像形式提供，作为一个VM运行EOS软件的平台。Arista允许将EOS软件作为订阅服务单独出售，以满足云提供商希望使收入流和成本流更一致的需求，目前用于Amazon等几个大规模的云数据用户。EOS也可以以cEOS容器化的方式运行在标准服务器、Arista硬件平台和第三方硬件平台之上，目前只有微软在使用。

白盒交换机产业链：全球化分工

白盒交换机的研发可以分为几个环节，需求分析部件选型及供应商选型ODM代工生产软件开发整机验证部署/上市。

选型方面，具体包括CPU选型，交换芯片选型，ODM厂商选型以及网络操作系统选型。

CPU选型。在现代数据中心中，为了更好的和Linux以及外部系统兼容，数据中心交换机选择使用X86逐渐成为一种趋势。

交换芯片选型。国外交换芯片提供厂商主要包括博通、Marvel、barefoot等，国内厂商主要包括盛科。

存储器芯片，主要是国外厂商，三星、海力士、镁光科技；国内主要是兆易创新

ODM厂商选型。主要包括天弘、富士康、智邦、DNI等。

网络操作系统选型。商用的操作系统包括iCOS、marvel、IP Infusion、Pica8，开源的操作系统包括SONIC，openswitch等。

我们认为大型数据中心白盒化是产业趋势，海外市场以Google、Facebook为代表的互联网巨头已在其数据中心中采用了白盒交换机。随着国内云计算市场的发展，我们认为在国内领先的云计算厂商大型数据中心中，白盒化设备的占比有望提升。从国内白盒交换机产业链来看，交换芯片层面主要的供应商包括盛科网络，存储器芯片主要是兆易创新，白盒交换机整机厂商包括锐捷网络等