数据中心组网技术趋势及演进

数据中心网络主要由计算业务网络、存储网络、管理网络构成。

计算业务网络：业务网络实现服务器等计算资源之间的互联互通，是数据中心最重要最核心的网络。

存储网络：为服务器等计算资源提供存储连接，目前有两种最常用的存储技术：基于FC网络的存储技术及基于IP网络的存储技术，存储网对于吞吐量和可靠性要求较高。

管理网络：主要用于管理数据中心IT设备的网络，为运维人员或程序提供管理设备的通道。

在过去几年里，数据中心在很短的时间内迅速的发展，各种新技术如虚拟化、容器、云计算（私有云、公有云、混合云）、大数据、SDN、NFV等不断涌现。这些新技术的出现对于数据中心的网络都提出了新的要求，目前数据中心物理网络架构已经从传统的三层网络架构演进至基于CLOS架构的两层Spine-Leaf架构。

1、传统三层网络架构：

三层网络架构起源于园区网，传统的大型数据中心网络也沿用了这一架构，这个架构包含了以下三层：

传统三层网络架构

Access Layer（接入层）：主要负责物理机和虚拟机的接入，标记VLAN，以及流量的二层转发。

Aggregation Layer（汇聚层）：汇聚交换机连接接入层交换机，同时提供其他的服务，例如安全、QoS、网络分析等，在传统三层架构中，汇聚层交换机往往会承担网关的作用，负责收集相关路由。

Core Layer（核心层）：核心交换机主要负责对进出数据中心流量的高速转发，同时实现多个汇聚层的连通。

由于三层网络架构具有实现简单、配置工作量低、广播控制能力较强等优势，因此在传统数据中心网络中大量被应用。随着目前云计算技术的发展，传统的三层网络架构已经无法满足云数据中心对网络的需求，主要原因是：

（1）无法支撑虚机迁移所需的大二层网络构建。

（2）无法支持流量的无阻塞转发。

2、Spine-Leaf架构：

由于传统三层网络架构的局限性，数据中心网络逐步演进到基于CLOS架构的两层Spine-Leaf架构组网。这种组网下每个Leaf交换机的上行链路数决定了Spine交换机数量，每个Spine交换机的下行链路数决定了Leaf交换机的数量。Spine交换机和Leaf交换机之间是以全连接方式连接。

Spine-Leaf网络架构