Guerrero de Arista, 2ª Edición

Capítulo 4. Silicio mercantil

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Si has comprado recientemente conmutadores para centros de datos a alguno de los principales proveedores de equipos de red, es probable que hayas oído hablar del término "silicio comercial ". Cuando escribí la primera edición de este libro, hubo muchas idas y venidas entre los principales actores sobre el silicio personalizado frente al silicio comercial, y sobre cuál era mejor. Aunque muchas de las grandes empresas han adoptado los métodos del silicio comercial, todavía hay ocasiones en las que los proveedores intentan convencer a un cliente potencial de que el método Arista no es el correcto. Echemos un vistazo a los detalles y veamos si realmente uno es mejor que el otro.

El debate

Para empezar, definamos nuestros términos:

Silicona a medida

Silicio personalizado es un término que se utiliza para describir los chips, normalmente Circuitos Integrados para Aplicaciones Específicas (ASIC), que están diseñados a medida y normalmente construidos por la empresa que vende los interruptores en los que se utilizan. Otro término que podría utilizar sería in house para describir dichos chips. Por ejemplo, los conmutadores Cisco Nexus 7000 utilizan ASIC propios diseñados por Cisco.

Silicio mercantil

Silicio comercial es un término utilizado para describir los chips, normalmente ASIC, que diseña y fabrica una entidad distinta de la empresa que vende los interruptores en los que se utilizan. Estaría tentado de decir que esos interruptores utilizan ASIC comerciales, aunque eso podría implicar que podría comprar esos chips en una tienda minorista. He mirado y Walmart no los tiene. Por ejemplo, los conmutadores 7280R de Arista utilizan el ASIC Jericho de Broadcom.

Eso parece bastante claro, pero ¿cuál es mejor? Todo depende de lo que entiendas por mejor. Veamos las ventajas e inconvenientes de cada una. En primer lugar, éstas son las ventajas e inconvenientes de la silicona personalizada:

Ventajas de la silicona a medida

• Puede diseñarse para integrarse perfectamente con un sistema operativo personalizado

• Se puede diseñar para que admita funciones propias

• Puede construirse expresamente

• Puede proporcionar una ventaja competitiva significativa debido a los puntos anteriores

Inconvenientes de la silicona personalizada

• Requiere una costosa experiencia del personal

• Requiere costosas instalaciones de fabricación

• A menudo lentos en el mercado

• El retorno de la inversión (ROI) puede ser lento

• Un ROI largo puede conducir a ciclos de vida del producto más largos

Veamos ahora las ventajas e inconvenientes de la silicona comercial:

Ventajas del silicio comercial

• Fácil de diseñar con API bien soportadas

• Los vendedores de ASIC están motivados para fabricar productos estables, exitosos y rápidos

• Rápida comercialización

• El proveedor de ASIC hace una cosa: fabricar ASICs

• Sin gastos generales (sin costosos diseñadores de ASIC que contratar, costosas instalaciones de fabricación que construir y mantener, etc.)

• Fácil de poner en práctica

Inconvenientes del silicio comercial

• No son posibles funciones de hardware personalizadas o propietarias (los chips pueden admitir funciones propietarias, pero cualquiera que utilice estos chips tiene acceso a ellas).

• No hay ventaja competitiva inherente; cualquier vendedor puede utilizar el mismo ASIC, aunque la implementación podría ser mejor con un vendedor que con otro

Arista y Silicio Mercantil

Arista utiliza exclusivamente silicio comercial por todas las razones enumeradas, pero ¿qué hay de los inconvenientes? Los dos inconvenientes que he enumerado para el silicio comercial me parecen bastante graves, sobre todo el de que no hay ventaja competitiva. Quiero decir, ¿no es por eso por lo que la gente compra una marca de conmutador en lugar de otra, por las ventajas competitivas?

Cuando digo que no hay ventaja competitiva, quiero decir que no hay ventaja competitiva por utilizar ese ASIC en comparación con otro proveedor que utilice ese ASIC. Sin embargo, hay un par de cosas a tener en cuenta con esa afirmación. Tomemos como ejemplo el Arista 7280SR-48C6. Utiliza el ASIC Broadcom Jericho para ofrecer una interfaz frontal de 48 puertos de 10 Gbps no bloqueantes, además de seis puertos adicionales de 100 Gbps, todo ello en una caja de 1 unidad de rack (RU). Muchos otros proveedores ofrecen conmutadores similares que utilizan el ASIC Broadcom Jericho. La ventaja de Arista en este espacio es que tiene diseños de hardware muy eficientes, modulares y portátiles, y cuando salió un ASIC más nuevo como el Jericho2, Arista lo incorporó rápidamente a nuevos productos como el 7280R2. Es muy posible que otros proveedores tengan la misma capacidad, por lo que esta ventaja puede ser pequeña o efímera, pero existe de todos modos. Recuerda también que la forma en que un proveedor implementa un ASIC puede suponer una enorme ventaja. Ésta es una de las áreas en las que Arista brilla.

Otra cuestión es la idea de que no son posibles funciones propietarias, y eso es cierto en lo que respecta al hardware ASIC. Arista supera esta limitación diferenciándose con su Sistema Operativo Extensible (EOS). Gran parte de este libro está dedicado a las características de EOS, así que no entraré en ellas aquí, pero baste decir que EOS proporciona una ventaja competitiva significativa a Arista que, por lo que he visto, no puede ser igualada por ningún otro proveedor.

Las características propietarias pueden ser algo bueno, pero pueden limitar la capacidad de ampliar una red utilizando distintos proveedores y, en algunos casos, hacer que los diseños estén tan estrechamente integrados en un único proveedor que provoquen graves limitaciones en el futuro. Esta limitación, comúnmente denominada bloqueo de proveedor, puede ser un verdadero problema cuando llegue el momento de actualizar la red. Merece la pena señalar que Arista se opone en general al bloqueo de proveedor basándose en el principio de que, puestos a elegir, los clientes elegirán la mejor opción disponible. En lugar de intentar obligar a los clientes a comprar una solución, Arista se esfuerza por ser la mejor opción.

Quizá el argumento más convincente del éxito de los conmutadores basados en silicio comercial sea que algunos de los mayores defensores del silicio personalizado han lanzado conmutadores de silicio comercial, ¿y por qué no iban a hacerlo? Si el ASIC SuperCool6000 es una ventaja para Arista, y cualquiera puede comprarlo en BroadTellSuperCom, cualquier otro proveedor tiene todo el derecho a construir el mejor conmutador que pueda, utilizando el mismo hardware. Depende de ti decidir si el NX-OS de Cisco es mejor opción que el EOS de Arista. Llegados a este punto, no creo que sea necesario que te diga lo que pienso.

Si avanzamos hasta 2019, casi todos los principales proveedores de redes han seguido el ejemplo de Arista y ahora utilizan silicio comercial. El mayor competidor de Arista, Cisco, utiliza el chipset Trident 2 en sus Nexus 9500, aunque lo hace en combinación con sus propios ASIC personalizados.

Por último, hay algunos aspectos muy interesantes de Arista que no resultan evidentes para el observador casual. Por ejemplo, aunque Arista utiliza los mismos ASIC que muchos otros proveedores, ha habido ocasiones en las que ha mejorado el SDK del proveedor del ASIC para conseguir cosas con el chip que otros proveedores no pueden averiguar cómo hacer. Me gusta decir que Arista cuenta con algunos de los mejores desarrolladores del mundo, y eso es lo que hace que Arista sea la mejor opción, incluso cuando utiliza los mismos ASIC comerciales.

ASIC de productos Arista

EOS ofrece la posibilidad de mostrar qué ASIC está instalado en tu conmutador. Para ver el ASIC en uso, utiliza el comando show platform ?. Aquí tienes la salida de un 7010T, que muestra que el ASIC es un Trident:

Arista-7010T(config)#sho platform ?
  WORD           Forwarding Agent name
  pending-state  Show all agents state
  pkt            CPU packet info
  schanaccel     S-Channel Accelerator Info
  smbus          Smbus-device info
  trident     	 Trident chip

Aquí tienes la salida de un 7150S-24, que muestra un ASIC FM6000:

Arista-7150(config)#sho platform ?
  fm6000      FM6000 chip
  pkt         CPU packet info
  schanaccel  S-Channel Accelerator Info

Las opciones que ofrece cada conmutador son diferentes, en función del ASIC instalado. Aquí tienes las primeras opciones para el 7010T:

Arista-7010T(config)#sho platform trident ?
  CHIP               Chip name or pattern. eg. Linecard*
  SLICE              Slice name or pattern
  agent              Agent information
  copp               Trident CoPP information
  counters           Trident debug counters
  [--output truncated--]

Y aquí están las primeras opciones presentadas en un 7150S-24:

Arista-7150(config)#sho platform fm6000 ?
  acl                         Alta ACL information
  agileport                   Agile ports let groups of 4 SFP+...
  bst                         Show internal bst registers
  copp                        Control plane policing
  counters                    FM6000 debug counters
  [--output truncated--]

Si puedes hacerte con un conmutador Arista, te animo a que indagues en estos comandos, porque contienen información realmente útil. Aunque solía incluir una lista de qué conmutadores utilizan qué ASIC, dejé de hacerlo porque pueden actualizarse mucho más rápidamente que el ciclo de producción de un libro de O'Reilly.

Algunos ASICs proporcionan determinadas funciones. Por ejemplo, la función DANZ denominada Puertos ágiles sólo está disponible en los conmutadores Arista 7150 debido a los ASIC FM6000 que contienen. Como el 7280R no utiliza el ASIC FM6000, el conmutador no admite esta función. Los conmutadores 7280R utilizan ASIC Jericho, y gracias al EOS de Arista y a algunos de los mejores desarrolladores del mundo, estos conmutadores pueden admitir tablas de enrutamiento a escala de Internet. De hecho, pueden soportar múltiples copias de dichas tablas (ver Capítulo 20).

En tus tareas cotidianas de explotación de la red, ¿te importa qué ASIC hay en tus conmutadores? Probablemente no. Aun así, vale la pena saber de qué estás hablando cuando los proveedores vienen a cortejar.

También es importante tener en cuenta de qué tipo de potencia estamos hablando. Considera lo siguiente: el Arista 7150S-52 admite 52 puertos Ethernet de 10 Gbps sin bloqueo en un conmutador de 1 RU, utilizando un ASIC. El Cisco 6509 de , ciertamente anticuado (pero aún ampliamente implementado en 2019), sólo admite 28 puertos Ethernet de 10 Gbps no bloqueantes (en teoría), y eso en 15 RU completas, consumiendo mucha más energía y produciendo mucho más calor. También utiliza mucho más de un ASIC para hacerlo, que es una de las razones por las que estos grandes conmutadores consumen más energía y generan más calor. El 6509 es capaz de muchas más funciones empresariales y es casi infinitamente más ampliable que el Arista 7150S-52, por lo que no es una comparación estrictamente equitativa, a menos que lo único que necesites sea una densidad de puertos de 10 Gbps sin bloqueo, en cuyo caso el conmutador Arista de 1 RU gana ampliamente.

Debo señalar que no todos los conmutadores Arista utilizan un único ASIC. El 7280R2 admite muchos puertos de 10 Gbps en un chasis de 1 RU, pero lo hace utilizando ASIC Jericho+, que casualmente son los mismos ASIC que se utilizan en el conmutador de chasis Arista 7500R2.

El Cisco 6509 es un gran conmutador, y no lo estoy criticando. Sin embargo, es un gran ejemplo del largo ciclo de producto inducido por la mentalidad del silicio personalizado. Aunque admite blades de 10 Gbps de alta densidad, con sólo 40 Gbps disponibles en cada ranura (utilizando Sup 720), esos blades están muy sobrecargados. Existe desde hace mucho tiempo, pero todavía hay muchos por ahí. Los conmutadores más recientes de los proveedores de la competencia tienen mejores especificaciones, pero la mayoría de ellos utilizan actualmente silicio comercial.

Hay otra ventaja potencial del silicio comercial, y es el posible futuro de las Redes Definidas por Software (SDN). Piensa en una SDN como un grupo de conmutadores, todos controlados por un único cerebro de software que se ejecuta fuera de los conmutadores físicos. Con un diseño así, los conmutadores no son más que ASICs en una caja que reciben instrucciones del controlador maestro. En un entorno así, el sistema operativo del conmutador sería mucho más sencillo, y el hardware tendría que ser comoditizado para que el conmutador de cualquier vendedor pudiera añadirse al controlador maestro con facilidad. Los conmutadores basados en silicio comercial se prestan a este tipo de paradigma de diseño, mientras que una solución de silicio personalizada probablemente admitiría un controlador maestro sólo del proveedor de ese conmutador.

Nota

Se trata de una simplificación excesiva de la idea que subyace a las SDN, pero parece entusiasmar a los ejecutivos que oyen hablar de ellas. En mi opinión, estamos a unos años de distancia de esta aplicación. Actualmente, las funciones de tipo SDN se utilizan para cosas como la seguridad y el monitoreo.

Para añadir a mi afirmación de que "aún estamos a unos cuantos años" de tal aplicación, mientras escribía la segunda edición, me hizo gracia leer que unos tres años después de que se publicara la primera edición, porque sigo pensando que "aún estamos a unos cuantos años" del sueño de la SDN. Hay un viejo chiste del mundo de las telecomunicaciones que dice que SDN significa I Still Don't Know (Todavía no lo sé). Me parece divertido poder reciclar viejos chistes de telecomunicaciones.

¿Se convertirá la SDN en una realidad generalizada? No lo sé. Creo que la idea tiene mérito, pero a mediados de 2012, er, 2019, no tomaría ninguna decisión de compra basada en ella. Ese punto de vista puede cambiar en los próximos años. Arista tiene una nueva herramienta genial llamada CloudVision que es un paso en la dirección correcta, y hablamos de ella un poco más adelante en el libro.

Hay otro tema que parece surgir cuando se habla del silicio comercial, y es la idea de los conmutadores de caja blanca. El concepto de los conmutadores de caja blanca es simplemente que puedes comprar un conmutador como producto básico genérico que aceptará cualquier sistema operativo de red que quieras instalar. Aunque a muchos les parece una buena idea, según mi experiencia son muy pocas las instalaciones que realmente la llevan a cabo. La parte consultora de mi cerebro parece pensar que los ejecutivos prefieren tener una empresa a la que puedan gritar cuando las cosas van mal (el paradigma de una garganta que se ahoga ). Además, si quieres el mejor sistema operativo de red, voy a recomendarte EOS, y si tienes EOS, lo mejor es que te hagas con ese estupendo hardware de Arista, ¿no?

Nota

Aquí es donde empiezo a preguntarme si estoy demasiado metida y me he vuelto parcial. Entonces pienso en los cientos de empresas para las que he trabajado o con las que he trabajado y pienso en lo que sé del sector en su conjunto. Cuando me alejo un poco de mis gafas Arista y examino el panorama, me doy cuenta de por qué sigo en Arista unos seis años después: Arista sigue teniendo la mejor solución.

Conclusión

Entonces, ¿qué es mejor: el silicio personalizado o el silicio comercial? En lo que respecta a Arista, el silicio comercial es el camino que han elegido. No puedo decirte cuál es mejor, porque he visto grandes productos en ambos campos. Te diré que me gusta mucho lo que estoy viendo como resultado de la competencia causada por los proveedores que se pasan al silicio comercial. Por ejemplo, EOS. Creo que es el mejor sistema operativo de red que he visto nunca. Si eso se debe al uso de silicio comercial, entonces soy un fan.