SONiC 架构详解

SONiC (Software for Open Networking in the Cloud) 是一个开源的网络操作系统，专为数据中心网络设计。它通过模块化的架构和基于 Redis 的服务解耦，提供了高度可扩展和可定制的网络解决方案。

核心组件概览

我们可能觉得交换机是一个简单的网络设备，但实际上，交换机上可能运行着许多组件。

由于 SONiC 使用 Redis 解耦了所有服务，仅通过跟踪代码来理解服务之间的关系可能会很困难。要快速上手 SONiC，最好先建立一个高级模型，然后深入研究每个组件的细节。因此，在深入研究其他部分之前，我们将首先简要介绍每个组件，帮助大家建立一个粗略的整体模型。

信息提示
在阅读本章之前，有两个术语将在本章和 SONiC 官方文档中频繁出现：ASIC（专用集成电路）和 ASIC 状态。它们指的是交换机中用于数据包处理的管道状态，如 ACL 或其他数据包转发方法。

如果您有兴趣了解更多细节，可以先阅读两个相关材料：SAI (Switch Abstraction Interface) API 和一篇关于 RMT（可重编程匹配表）的相关论文：Forwarding Metamorphosis: Fast Programmable Match-Action Processing in Hardware for SDN。

文档导航

1. 入门指南

• 1.1 安装
• 1.2 Hello World! 虚拟环境
• 1.3 命令速查表 (开发中)

2. 核心组件介绍

• 2.1 Redis 数据库
• 2.2 服务和工作流
• 2.3 关键容器
• 2.4 SAI

3. 开发者指南

• 3.1 代码仓库
• 3.2 构建
• 3.3 测试 (开发中)
• 3.4 调试 (开发中)
  • 3.4.1 SAI 调试 (开发中)

4. 服务通信

• 4.1 通过内核通信
  • 4.1.1 命令行调用
  • 4.1.2 Netlink
• 4.2 基于 Redis 的通道
  • 4.2.1 Redis Wrappers
  • 4.2.2 SubscribeStateTable
  • 4.2.3 NotificationProducer/Consumer
  • 4.2.4 Producer/ConsumerTable
  • 4.2.5 Producer/ConsumerStateTable
• 4.3 基于 ZMQ 的通道 (开发中)
• 4.4 Orch 层
• 4.5 事件轮询和错误处理

5. 核心组件深入

• 5.1 Syncd 和 SAI
• 5.2 BGP
  • 5.2.1 BGP CLI 和 vtysh
  • 5.2.2 FRR 中的路由更新
  • 5.2.3 SONiC 中的路由更新

6. 启动过程

• 6.1 冷启动 (开发中)
• 6.2 快速启动 (开发中)
• 6.3 热启动 (开发中)

SONiC 架构图

图片来源: SONiC Wiki - Architecture

快速开始

什么是 SONiC？

SONiC 是一个开源的网络操作系统，专为数据中心网络设计。它提供了：

• 模块化架构: 基于容器的微服务架构
• 服务解耦: 使用 Redis 作为通信总线
• 硬件抽象: 通过 SAI 接口支持多种 ASIC
• 云原生: 支持容器化和自动化部署

核心特性

1. 高性能: 支持线速数据包处理
2. 可扩展: 模块化设计便于功能扩展
3. 开放: 完全开源的代码和社区驱动
4. 灵活: 支持多种硬件平台和网络拓扑

学习路径建议

初学者

1. 从安装指南开始
2. 了解核心组件
3. 学习服务通信机制

开发者

1. 熟悉代码仓库结构
2. 学习构建和测试
3. 深入调试技巧

运维人员

1. 了解启动过程
2. 学习监控和故障排除
3. 掌握配置管理

相关资源

• SONiC 官方文档
• SAI API 文档
• SONiC 社区
• GitHub 仓库

贡献指南

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最后更新：2024年1月