QorIQ 和 QorIQ LS 系列上的 ONL/ONIE FTF-DES-N1842 Xiaobo Xie 软件开发经理 2016 年 9 月 29 日
议程 什么是 ONL/ONIE 为什么恩智浦选择 ONL/ONIE 向后移植 内核衍合 ONL/ONIE 开发和上行 计划与路线图 小结 1 1
什么是 ONL/ONIE 2
ONL 是裸机交换机的一种 Linux 发行版 在 OCP 裸机 品牌白盒 硬件上运行所需的软件包 应用程序 驱动程序和一切抽象的集合 - 用 ONIE 安装的 NOS - 由商用组件打造的网络转发设备 ONL 通过 ONIE 安装在板载闪存上 Open Network Linux 是开放计算项目的一部分, 也是不断增长的开源和商业项目集合的组成部分 http://opennetlinux.org/ 3
恩智浦 SDN 交换机解决方案平台 ToR/ 边缘开关箱 ONIE 支持传统管理堆栈 以太网交换机 48 端口交换机 (L2-3+ 交换机 ) PCIe QorIQ P2041 CPU 管理 传统的以太网交换机 既有的传统嵌入式交换机 QorIQ T2080/T4240 PowerPC 带扩展 SDN 服务的 ToR/ 边缘开关箱 通过 10GE/HiGig+ 提供数据平面卸载 混合传统 L2/L3 和 SDN 支持 ONIE 支持 VortiQa 4x10G (OF-Agent / L4-7) ( 可选 OF 控制器 ) PCIe 40G 以太网交换机 48 端口交换机泰鼎 -II (L2-3+ 交换机 ) 64 位 ARMv8 专用 AIOP 数据路径处理升级路径 2015 至 2016 升级 40G 至 100G SDN 解决方案交换机平台升级路径 2016 QorIQ LS2088 ARMv8 (OF-Agent / L4-7 NSS 软件 ) ( 专用 AIOP 数据包处理器 ) AIOP 数据包引擎 SDN 交换机补充 2-4x10G 100G 以太网交换机 48 端口交换机 Tomahawk (L2-3+ 交换机 ) PCIe 支持 L4/L7 SDN 的网络服务交换机 (NSS) 飞思卡尔 SDN 白盒应用交换机 4
引领网络中的 64 位 ARM 浪潮 第 1 个 ARM64 采用小于 10x10mm 的封装 LS1012A Cortex-A53 PPFE 2Gbps 数据包 1 Gbps 加密 1 至 2W 第 1 个 10G WAN ARM64 用于家庭网关 家庭 SMB 网关路由器和接入点 LS1024A Cortex-A9 PPFE 2Gbps 3 至 5W LS1043A Cortex-A53 LS1043/23 10Gbps 数据包 5Gbps 加密 5 至 10W 智能边缘网络设备 LS1046 Cortex-A72 DPAA1 10 至 20Gbps 数据包 10Gbps 加密 10 至 12W LS1088A Cortex-A53 DPAA2 20Gbps 数据包 10Gbps 加密 15 至 20W SDN NFV 路由 云端 LS2085A Cortex-A57 LS2085/45 DPAA2 40Gbps 数据包 20Gbps 加密 20 至 35W 行业最具扩展性的 ARM64 通信处理器系列 LS2088 和 LS3 Cortex-A72 和 Ares 4 至 24 个内核 DPAA2 100Gbps 数据包 100Gbps 加密 带 Cortex-A72 的 Cortex-A72 即将推出 5
为什么不使用现有的 Linux 发行版 ONL 确实在现有发行版上构建而成 Debian Wheezy 需要为许多平台创建 ONIE 安装程序 需要管理特定于交换机的硬件 ( 例如 SFP) 交换机与服务器非常类似, 但并非毫无差异 6
为什么使用 ONL? 有助于使生态系统专注于创新 - 运行 OCP 交换机需要很多恼人的软件详情 - 构建平台驱动程序不是高价值资产 ; 应为通用型 使参考 NOS 实现成为可能 - 没有软件的硬件毫无用处 - 将详细信息和最佳实践打包在一处 有助于引导开放式生态系统和 OCP 运用 - 使商业公司和 DIY 人员能够更快地构建基于 OCP 的产品 7
电源 电源 裸机交换机 风扇 风扇风扇风扇 DRAM 大容量存储 Flash SoC PCIe 1/10/40G 以太网 开关 ASIC CPU 模块 (Com-E/OCP 微型服务器 ) 管理接口 数据路径接口 8
ONL 架构 应用 OpenNSL 应用 OpenFlow 代理 开放式路由缓存 平台软件 开放式网络 Linux 平台抽象层 ONL 内核 特定于平台的驱动程序 BRM 或 ASIC SDK 硬件 CPU 其他硬件 ( 风扇 DDR USB SATA PCIe 传感器 电源 ) BRM 交换机芯片 /ASIC OCP 交换机硬件 9
带 OpenFlow Agent 的 ONL 应用 平台软件 硬件 10
支持的硬件 - I 11
支持的硬件 - II http://opennetlinux.org/hcl 12
ONL/ONIE 生态系统 2-3 年滞后 Kernel.org 拉 Wheezy:3.2 Jessie -> 3.16.deb 包 补丁集 : 内核 驱动程序等 衍生物.deb 包 ONL ONL.deb: 网络安装程序 路由等 busybox 3.2 -> 3.16 拉 onie SwitchLight OS.deb 包 dropbear 补丁集 : Uboot 内核 busybox 等 补丁集 : 内核 驱动程序等.deb: 网络安装程序 路由等.deb: 路由等 开放计算 ODM 开放计算网络 OS ISV 13
为什么恩智浦选择 ONL/ONIE 14
不断变化的要求 要求因技术更替和融合而不断变化 NFV 设备 / 服务器融合 建议恩智浦应对的措施 重新调整目标, 更多地通过基本实现 上行 实现生态系统分配 针对特殊用途发行版进行资源分配 最终, 对商业企业发行版制定预算 注 : 讨论内容是客户所要求的 Linux 发行版, 而不是 Linux 上的增值软件 15
向 Linux 发行版的迁移 需求从嵌入式 ( 和 NXP SDK) 拓宽到了企业, 以及部分从企业衍生的特殊用途分配 最大的原因是网络设备和服务器的融合, 但也源于 ARMv8 渗透服务器生态系统 更强大的 SoC 英特尔侵蚀 (WB 交换机 ) 在某些情况下易于使用 标准化 Yocto/ 开放嵌入式 kernel.org openssl.org FSF Linaro/ODP denx.de 等等 CentOS Fedora Debian 对嵌入式的需求仍然存在 OpenWRT 无线接入点 ONL 白盒交换机 ONIE NXP SDK Wind River Red Hat Ubuntu 16
变更详情 服务器 ODM OEM 和运营商需要一套稳定映像来整合所有服务器设备 一个用于部署到其所有设备 ( 同一类型 ) 的统一软件 与平台验证和设备管理有关的 OPEX 控制 嵌入式解决方案 (Yocto Linaro Enea) 不足 ( 对于此用途 ) 服务器用户 ( 例如承运人运营商 ) 使用自动配置将经过认证的企业映像一次性安装至白盒和 NFV 服务器 需要包含 QorIQ 平台支持和驱动程序 ( 特别是网络驱动程序 ) 依赖于商业发行版 Linux 内核和服务器应用套件需要经认证 一揽子方案 : 发行版包含运营商可能需要 预先构建 ( 即以二进制形式 ) 和预先测试的所有平台软件 针对稳定 ( 即在现场充分测试 ) 配置提供长期支持 有限的一组供应商 : Red Hat( 最主要的 ) 典型 ( 新兴公司 OpenStack 云的最大平台供应商 ):Ubuntu SUSE( 主要在欧洲 ) 17
Linux 发行版 两个重要组件 Linux 内核 标准化 : 稳定的配置文件 /Kernel 版本 根文件系统 包含适合标准驱动程序的用户空间应用程序和可动态加载内核模块 商业发布版通常依赖于从上游社区推动的发布版 (feeder) 衍生而来的内核和用户空间包 例如 Debian Slackware Gentoo 将 build 工具 包管理系统等与前代产品进行共享 在 feeder 和衍生物 ( 即不一定是 *fork*) 之间进行频繁交互 ; 例如衍生物衍合新 feeder 发布 漏洞修复 上游提交的改进 部分商业发行版赞助社区发行版 ; 例如 Red Hat Fedora CentOS 均源于主线 kernel.org linux 内核开发树的发布分支 通常通过与 kernel.org 版本的接近程度进行区分 社区发行版通常发布更频繁, 并且更接近 kernel.org 版本 企业发行版注重稳定性, 发布不频繁 基于长期支持 分支 18
主要的企业 / 网络发行版系谱图 19 20 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 Ubuntu Debian ONL Cumulus onie Red Hat Fedora Core Vyatta Fedora CentOS SLS Red Hat Enterprise Slackware SuSE SLES Open SUSE 19
发布方式 奇数年份 偶数年份 第 1 季度 第 2 季度 第 3 季度 第 4 季度 第 1 季度 第 2 季度 第 3 季度 2-3 个月 第 4 季度 第 1 季度 第 2 季度 第 3 季度 第 4 季度 第 1 季度 第 2 季度 第 3 季度 第 4 季度 第 1 季度 第 2 季度 第 3 季度 第 4 季度 第 1 季度 第 2 季度 Kernel.org Ubuntu 6 个月 LTS LTS Debian 2 年 2 年 Fedora ~6 个月 ONL onie Red Hat Enterprise ~6-12 个月 主要 ~4 年 CentOS 20
ARMv8 支持状态 分配 ARMv8 状态发行版本日期 Fedora 支持 ( 二级架构 ) 21 2014 年 12 月 Debian 支持 Jessie 2015 年 6 月 Ubuntu 支持 14.10 15.04 2014 年 10 月 CentOS Alpha 7.1 2015 年 6 月 RHEL 预览 7.1 即将发布 (2015) 处于传统模式时, 不支持包括 GIC500 的 ARMv8 处理器 ( 关键互操作性问题 ) LTS 版本 下一代正式 LTS 不适用于 2 年 21
QorIQ Power 支持状态 ( 仅限 QorIQ 非 DPAA) 分配 PPC 状态发行版本日期 Fedora 32 位支持 EOL(F17) 基于电源架构的 64 位 Fedora Core 4 Fedora 8? Debian 支持 2.2 Jessie 2005 年 6 月 2007? 2000 年 8 月 2015 年 6 月 Ubuntu EOL( 社区支持 ) 不适用不适用 CentOS EOL (CentOS 5) 不适用不适用 RHEL OpenPower ( 通过 IBM) EOL (RHEL 6) 支持 不适用 RHEL 5.11 不适用 2014 基于 32 位 Power 架构 基于 Power 架构的 64 位平台支持 ; 具有用户空间兼容性问题 22
配备恩智浦处理器的白盒交换机参考产品 在售产品 正在设计的新产品 Accton 将在年中发布基于 LS2080A 的 32X100G 交换机 23
向后移植 内核衍合 24
内核版本差距 最新 ONL 中的内核版本 :3.18 最新 ONIE 中的内核版本 :4.1 社区中的最新长期内核版本 :4.4. 恩智浦 Linux SDK 中的最新内核版本 - SDK1.9:3.12 - SDK2.0:4.1 需要向后移植 25
内核向后移植 上行内核 4.4 SDK2.0( 内核 4.1) 长期 向后移植. 向后移植 Yocto DPAA 驱动程序向后移植. SATA 向后移植 USB 向后移植. PCIe 向后移植 Linux 内核 3.18 已测试且增量已更新 26
平台和内核支持 以 T2080 为例, 包含了在一个集群中排列的 4 个双线程 e6500 Power 架构处理器, 只能运行 64 位内核 对于此类向后移植, 我们同时使用模块分析和二分法 模块分析法可帮助我们完成向后移植的早期阶段, 而二分法则有助于尽快找出漏洞 关键补丁如下 :( 专注于 e6500 64 位内核 双线程和平台支持 ) 27
DPAA 驱动程序向后移植 DPAA 驱动程序正在 upstream 中 需要从 NXP SDK2.0 开始向后移植 为使与 DPAA 相关的网络驱动程序工作, 我们至少需要以下模块 :QBMAN FMAN PAMU PME 等等 仅更换驱动程序文件夹无法使驱动程序工作 真正的难点在于连接 DPAA 驱动程序和 SKB IOMMU 等其他内核组件 28
驱动程序支持 - PCI/PCIe SATA USB 等 与 DPAA 相关驱动程序不同,PCI/PCIe SATA USB 等的补丁已经上行 它们应从上行内核开始向后移植 此类驱动程序有大量补丁, 这是因为内核版本之间的差距较大 仅在两个版本之间应用所有相关补丁效率较低 需要单独接收关键补丁并相应地进行应用 29
向后移植程序 向后移植程序的关键点 - 特定平台和驱动程序应升级, 但内核不应升级! 代码架构 功能接口 驱动模型 30
ONL/ONIE 开发和上行 31
通用过程 PoR DPAA1 upstream kernel.org ( 最新内核版本 ) 3: 最后实现 Big Switch 接受补丁 ONIE 公共源? 向后移植 恩智浦 Git ONL Power/ARMv8 发布补丁 1: 提供 Debian 内核版本 + DPAA1 以太网 2: 提交 Cumulus 未发布使系统正常工作所需要的补丁 假设持续的努力 新特性 32
需要的关键修改 ONL ONL 根文件系统 (Debian 8) Docker 配置 BSP 配置 恩智浦补丁 恩智浦补丁 ONL 内核恩智浦补丁 用户配置 恩智浦补丁 ONL 安装程序恩智浦补丁 策略配置 恩智浦补丁 ONIE 恩智浦补丁 恩智浦贡献 ONL/ONIE 中的现有模块 33
功能列表 平台支持 DDR 内存 串行控制台支持 1G/10G 网络端口 USB 主机 PCIe 主机总线 IFC NOR IFC NAND SD/MMC GPIO I2C 34
新平台 ONIE 开发过程 内核 /U-boot 向后移植 平台信息和配置 Uboot/ 内核生成文件配置 busybox 生成文件配置 工具链引入 Crosstool-NG Uboot/ 内核 /dtb 二进制 根文件系统 ONIE rom 配置和安装脚本 35 ONIE 映像
新平台 ONL 开发过程 内核向后移植 内核 git 库引入 内核生成文件配置 平台和构建配置 工具链引入 Buildroot 内核 /dtb/ 根文件系统二进制文件 分区布局和 ONLP 配置 目标板安装脚本 ONL SWI 映像 ONL 安装程序映像 36
计划与路线图 37
T2080 计划 ID 任务名 持续时间 开始日期 完成日期 前代产品 1 新 ONL 预热和构建环境设置 10 天 2016/3/14 2016/3/25 2 T2080 向后移植至 3.18 10 天 2016/3/14 2016/3/25 3 向后移植测试和问题修复 5 天 2016/3/28 2016/4/1 2 4 T2080 ONL 配置开发 5 天 2016/3/28 2016/4/1 1 5 T2080 ONL 安装程序开发 5 天 2016/4/5 2016/4/11 4 6 测试案例设计和自动化脚本开发 10 天 2016/4/12 2016/4/25 7 T2080 ONL 开发 15 天 2016/4/12 2016/4/30 5 8 ONL 测试和问题修复 5 天 2016/5/4 2016/5/10 7 9 法律审查和补丁提交 3 天 2016/5/11 2016/5/13 8 关键里程碑 38
LS2080A 计划 ID 任务名 持续时间 开始日期 完成日期 前代产品 1 LS2080A ONIE 开发 10 天 2016/4/5 2016/4/18 2 ONIE 测试和补丁提交 5 天 2016/4/19 2016/4/25 1 3 LS2080A 向后移植至 3.18 20 天 2016/4/28 2016/5/24 4 向后移植测试和漏洞修复 5 天 2016/5/25 2016/5/31 3 5 LS2080A ONL 配置开发 10 天 2016/5/16 2016/5/27 6 LS2080A ONL 安装程序开发 10 天 2016/5/30 2016/6/3 5 7 测试案例设计和自动化脚本开发 5 天 2016/6/6 2016/6/10 8 LS2080A ONL 开发 20 天 2016/6/6 2016/7/4 6 9 ONL 测试和漏洞修复 5 天 2016/7/5 2016/7/11 8 10 法律审查和 ONL 补丁提交 3 天 2016/7/12 2016/7/14 9 关键里程碑 39
上行维护计划 ID 任务名持续时间开始日期完成日期前代产品 1 追踪在 ONL 社区上的状态以进行评论处理和补丁维护 40 天 2016/7/15 2016/9/9 40
LS1043A ONIE 计划 ID 任务名持续时间开始日期完成日期前代产品 1 LS1043A 向后移植至 U-boot -2015.10 5 天 2016/3/28 2016/4/1 2 LS1043A 向后移植内核 4.1 10 天 2016/4/5 2016/4/18 1 3 ONIE 中的 ARMv8 工具链支持 10 天 2016/3/28 2016/4/11 4 LS1043A ONIE 配置和开发 10 天 2016/4/12 2016/4/25 2 3 5 ONIE 测试和漏洞修复 5 天 2016/4/26 2016/4/30 4 6 ONIE 社区法律审查和补丁提交 3 天 2016/5/4 2016/5/6 5 7 评论处理和促使 ONIE 社区接受补丁 15 天 2016/5/9 2016/5/27 6 关键里程碑 41
小结 42
版权声明 恩智浦 恩智浦徽标 恩智浦 智慧生活, 安全连结 CoolFlux EMBRACE GREENCHIP HITAG I2C BUS ICODE JCOP LIFE VIBES MIFARE MIFARE Classic MIFARE DESFire MIFARE Plus MIFARE FleX MANTIS MIFARE ULTRALIGHT MIFARE4MOBILE MIGLO NTAG ROADLINK SMARTLX SMARTMX STARPLUG TOPFET TrenchMOS UCODE 飞思卡尔 飞思卡尔徽标 AltiVec C 5 CodeTEST CodeWarrior ColdFire ColdFire+ C Ware 高能效解决方案徽标 Kinetis Layerscape MagniV mobilegt PEG PowerQUICC Processor Expert QorIQ QorIQ Qonverge Ready Play SafeAssure SafeAssure 徽标 StarCore Symphony VortiQa Vybrid Airfast BeeKit BeeStack CoreNet Flexis MXC Platform in a Package QUICC Engine SMARTMOS Tower TurboLink 和 UMEMS 是 NXP B.V. 的商标 所有其他产品或服务名称均为其各自所有者的财产 ARM AMBA ARM Powered Artisan Cortex Jazelle Keil SecurCore Thumb TrustZone 和 μvision 是 ARM Limited( 或其子公司 ) 在欧盟和 / 或其他地区的注册商标 ARM7 ARM9 ARM11 big.little CoreLink CoreSight DesignStart Mali mbed NEON POP Sensinode Socrates ULINK 和 Versatile 是 ARM Limited( 或其子公司 ) 在欧盟和 / 或其他地区的商标 保留所有权利 Oracle 和 Java 是 Oracle 和 / 或其关联公司的注册商标 Power Architecture 和 Power.org 文字标记 Power 和 Power.org 徽标及相关标记是 Power.org 的授权商标和服务标记 2015 2016 NXP B.V. 44