Tweet
Bên trong các switch Campus thế hệ mới có gì? Không còn chỉ là một ASIC đơn thuần!
Trong nhiều năm, phần cứng của switch Campus khá đơn giản: một switching ASIC để chuyển tiếp gói tin và một CPU để chạy hệ điều hành IOS. Tuy nhiên, khi mạng doanh nghiệp phải đáp ứng các yêu cầu mới như AI, Zero Trust, Telemetry thời gian thực và Post-Quantum Cryptography (PQC), kiến trúc phần cứng của switch cũng đã thay đổi đáng kể.
Slide trên cho thấy ba thành phần quan trọng bên trong các dòng Cisco Campus Switch thế hệ mới.
1. Silicon One ASIC – "Trái tim" xử lý chuyển mạch
Điểm thay đổi lớn nhất là Cisco đã đưa Silicon One ASIC xuống cả lớp Access, thay vì chỉ xuất hiện trên các router hoặc switch Data Center cao cấp.
Silicon One là dòng chip mạng do Cisco tự thiết kế, đảm nhiệm toàn bộ data plane của thiết bị. Đây là nơi xử lý:
Khác với nhiều ASIC truyền thống vốn được tối ưu cho một mục đích cụ thể, Silicon One được thiết kế theo hướng programmable, cho phép Cisco bổ sung các tính năng mới thông qua nâng cấp phần mềm mà không cần thay đổi phần cứng.
Một điểm đáng chú ý khác là khả năng Virtual Slicing. Thay vì để tất cả tài nguyên xử lý hoạt động như một khối thống nhất, ASIC có thể chia thành nhiều vùng logic để thực hiện các tác vụ song song, giúp tăng hiệu năng khi xử lý nhiều loại lưu lượng khác nhau cùng lúc.
2. Bộ xử lý x86 – Không chỉ để chạy IOS XE
Nếu ASIC là "cơ bắp", thì bộ xử lý x86 chính là "bộ não" của switch.
Trong các switch hiện đại, CPU x86 không trực tiếp chuyển tiếp gói tin. Công việc này vẫn do ASIC đảm nhiệm. Thay vào đó, x86 xử lý các tác vụ thuộc Control Plane và các ứng dụng chạy trên thiết bị.
Ví dụ:
Điểm mới trên các nền tảng hiện nay là khả năng AI Readiness.
Cisco thiết kế CPU với năng lực tính toán đủ lớn để hỗ trợ:
Nói cách khác, switch không còn chỉ là thiết bị chuyển mạch mà đang dần trở thành một Edge Computing Platform, nơi có thể chạy trực tiếp các ứng dụng phân tích, giám sát hoặc tự động hóa ngay tại biên mạng.
3. IOS XE trên nền Linux – Sẵn sàng cho kỷ nguyên Post-Quantum
Một thay đổi quan trọng khác là IOS XE ngày nay được xây dựng trên nền Linux kernel.
Điều này mang lại nhiều lợi ích:
Đặc biệt, Cisco đang tích hợp khả năng PQC Ready (Post-Quantum Cryptography).
PQC là tập hợp các thuật toán mật mã được thiết kế để chống lại các cuộc tấn công từ máy tính lượng tử trong tương lai. Khi các thuật toán truyền thống như RSA hoặc ECC có nguy cơ bị phá vỡ bởi máy tính lượng tử quy mô lớn, các thiết bị mạng cần sẵn sàng hỗ trợ các thuật toán mới được NIST tiêu chuẩn hóa.
Việc phần cứng và hệ điều hành được thiết kế theo hướng PQC Ready giúp các nền tảng Campus có thể triển khai các cơ chế mật mã hậu lượng tử khi tiêu chuẩn được áp dụng rộng rãi, thay vì phải thay thế toàn bộ thiết bị.
4. Không chỉ mạnh hơn, mà còn "xanh" hơn
Ngoài hiệu năng, Cisco cũng tập trung vào khả năng tối ưu năng lượng thông qua các tính năng như:
Đây là những tính năng ngày càng quan trọng khi doanh nghiệp triển khai hàng trăm hoặc hàng nghìn switch trong các campus lớn.
Từ "Switch" đến "Nền tảng hạ tầng AI"
Nếu nhìn vào kiến trúc của các switch Campus thế hệ mới, có thể thấy chúng không còn đơn thuần là thiết bị chuyển tiếp Ethernet như trước đây.
Bên trong một switch hiện đại là sự kết hợp của:
Đó là lý do vì sao các switch Campus mới không chỉ được xem là thiết bị mạng, mà đang dần trở thành một nền tảng điện toán biên (Edge Infrastructure Platform), nơi kết hợp giữa networking, security, automation và AI ngay trong chính hạ tầng mạng doanh nghiệp.
Trong nhiều năm, phần cứng của switch Campus khá đơn giản: một switching ASIC để chuyển tiếp gói tin và một CPU để chạy hệ điều hành IOS. Tuy nhiên, khi mạng doanh nghiệp phải đáp ứng các yêu cầu mới như AI, Zero Trust, Telemetry thời gian thực và Post-Quantum Cryptography (PQC), kiến trúc phần cứng của switch cũng đã thay đổi đáng kể.
Slide trên cho thấy ba thành phần quan trọng bên trong các dòng Cisco Campus Switch thế hệ mới.
1. Silicon One ASIC – "Trái tim" xử lý chuyển mạch
Điểm thay đổi lớn nhất là Cisco đã đưa Silicon One ASIC xuống cả lớp Access, thay vì chỉ xuất hiện trên các router hoặc switch Data Center cao cấp.
Silicon One là dòng chip mạng do Cisco tự thiết kế, đảm nhiệm toàn bộ data plane của thiết bị. Đây là nơi xử lý:
- Layer 2 Switching
- Layer 3 Routing
- VXLAN
- EVPN
- ACL
- QoS
- Telemetry
- NetFlow
- MACsec
- Multicast
- Segment Routing (tùy nền tảng)
Khác với nhiều ASIC truyền thống vốn được tối ưu cho một mục đích cụ thể, Silicon One được thiết kế theo hướng programmable, cho phép Cisco bổ sung các tính năng mới thông qua nâng cấp phần mềm mà không cần thay đổi phần cứng.
Một điểm đáng chú ý khác là khả năng Virtual Slicing. Thay vì để tất cả tài nguyên xử lý hoạt động như một khối thống nhất, ASIC có thể chia thành nhiều vùng logic để thực hiện các tác vụ song song, giúp tăng hiệu năng khi xử lý nhiều loại lưu lượng khác nhau cùng lúc.
2. Bộ xử lý x86 – Không chỉ để chạy IOS XE
Nếu ASIC là "cơ bắp", thì bộ xử lý x86 chính là "bộ não" của switch.
Trong các switch hiện đại, CPU x86 không trực tiếp chuyển tiếp gói tin. Công việc này vẫn do ASIC đảm nhiệm. Thay vào đó, x86 xử lý các tác vụ thuộc Control Plane và các ứng dụng chạy trên thiết bị.
Ví dụ:
- Chạy IOS XE
- Xử lý các giao thức định tuyến như OSPF, IS-IS, BGP
- Quản lý bảng định tuyến (RIB)
- Điều khiển FIB được lập trình xuống ASIC
- Thu thập Telemetry
- Chạy container hoặc ứng dụng Linux
Điểm mới trên các nền tảng hiện nay là khả năng AI Readiness.
Cisco thiết kế CPU với năng lực tính toán đủ lớn để hỗ trợ:
- AI Agent cho Network Operations
- Agentic AI
- AI-assisted troubleshooting
- Edge AI workloads
- Application Hosting
Nói cách khác, switch không còn chỉ là thiết bị chuyển mạch mà đang dần trở thành một Edge Computing Platform, nơi có thể chạy trực tiếp các ứng dụng phân tích, giám sát hoặc tự động hóa ngay tại biên mạng.
3. IOS XE trên nền Linux – Sẵn sàng cho kỷ nguyên Post-Quantum
Một thay đổi quan trọng khác là IOS XE ngày nay được xây dựng trên nền Linux kernel.
Điều này mang lại nhiều lợi ích:
- Khả năng cô lập tiến trình tốt hơn
- Hỗ trợ chạy ứng dụng độc lập
- Dễ mở rộng tính năng
- Tăng cường bảo mật
Đặc biệt, Cisco đang tích hợp khả năng PQC Ready (Post-Quantum Cryptography).
PQC là tập hợp các thuật toán mật mã được thiết kế để chống lại các cuộc tấn công từ máy tính lượng tử trong tương lai. Khi các thuật toán truyền thống như RSA hoặc ECC có nguy cơ bị phá vỡ bởi máy tính lượng tử quy mô lớn, các thiết bị mạng cần sẵn sàng hỗ trợ các thuật toán mới được NIST tiêu chuẩn hóa.
Việc phần cứng và hệ điều hành được thiết kế theo hướng PQC Ready giúp các nền tảng Campus có thể triển khai các cơ chế mật mã hậu lượng tử khi tiêu chuẩn được áp dụng rộng rãi, thay vì phải thay thế toàn bộ thiết bị.
4. Không chỉ mạnh hơn, mà còn "xanh" hơn
Ngoài hiệu năng, Cisco cũng tập trung vào khả năng tối ưu năng lượng thông qua các tính năng như:
- Smart Power: quản lý và phân bổ công suất thông minh giữa các bộ nguồn và tải PoE.
- Energy Dashboard: theo dõi mức tiêu thụ điện năng theo thời gian thực.
- EcoLabels: cung cấp thông tin về hiệu quả năng lượng và tác động môi trường của thiết bị.
Đây là những tính năng ngày càng quan trọng khi doanh nghiệp triển khai hàng trăm hoặc hàng nghìn switch trong các campus lớn.
Từ "Switch" đến "Nền tảng hạ tầng AI"
Nếu nhìn vào kiến trúc của các switch Campus thế hệ mới, có thể thấy chúng không còn đơn thuần là thiết bị chuyển tiếp Ethernet như trước đây.
Bên trong một switch hiện đại là sự kết hợp của:
- Silicon One ASIC chuyên xử lý lưu lượng ở tốc độ dây (wire-speed).
- CPU x86 đa nhân đảm nhiệm control plane, lưu trữ và chạy ứng dụng.
- Linux/IOS XE cung cấp môi trường mở cho các dịch vụ mạng và ứng dụng.
- Khả năng hỗ trợ AI, Edge Computing và Post-Quantum Cryptography để đáp ứng các yêu cầu của hạ tầng số trong nhiều năm tới.
Đó là lý do vì sao các switch Campus mới không chỉ được xem là thiết bị mạng, mà đang dần trở thành một nền tảng điện toán biên (Edge Infrastructure Platform), nơi kết hợp giữa networking, security, automation và AI ngay trong chính hạ tầng mạng doanh nghiệp.
Attached Files