数据中心网络架构之变

传统的数据中心网络一般根据功能划分为：核心层、汇聚层、接入层三个部分。接入层网络一般包含有存储接入和服务器接入，通过低端网络设备直接连接存储和服务器设备，一般提供100M端口的接入。汇聚层的网络设备一般具有高密度端口，高带宽的特点，直接与接入层网络设备互连。汇聚层网络设备直接连接到核心层，核心层网络设备一般是一个企业或者数据中心的网络出口，一般是高端路由器设备或者高端数据中心设备。由此可见，传统数据中心的网络架构一般分为三层，接入层以二层业务为主，而汇聚层和核心层主要是三层业务。这样的网络架构从网络出现的时候开始几十年都没有多少变化，而变化的只有网络设备的性能和可提供的网络带宽。从10M半双工接入，到100M、1000M甚至是10G的接入带宽增长，同时在汇聚层也从1000M到10G，8口10G聚合绑定，40G端口及聚合端口绑定的带宽，在核心层也出现了100G的出口。这样的带宽在不改变网络架构上，只需要更换高性能的设备或板卡就可以实现。而通过采用更高性能的设备，也可以达到提升二三层规格性能的目的。目前的汇聚层设备，一般都可以提供二层MAC 32K~512K，三层路由8K~512K，这样的网络性能可满足10万台以上服务器的接入，也能提供100G以上的流量带宽。在这样高性能的网络环境中，网络架构已经无法适应这样高速、大容量的应用。所以网络架构的模式也在悄然演变。

传统的数据中心通过网络架构按功能进行区域划分，如WEB、APP、DB，办公区、业务区、内联区、外联区等等。不同区域之间通过汇聚层设备三层互访，从而保证不同区域的可靠性、安全性。同时，不同区域由于具有不同的功能，因此需要相互访问数据时，只要终端之间能够通信即可，并不一定要求通信双方处于同一VLAN或二层网络。所以传统的数据中心网络架构基本是二三层业务混合应用，不同层面的业务交叉应用，结构较复杂。带宽被认为是衡量网络架构的重要指标，以太网将扮演越来越重要的角色。随着带宽的逐步增加，传统的数据中心复杂的网络架构渐渐淡出人们的视线。

为了适应云计算、大数据技术的应用，数据中心网络架构逐渐演变为一种新的网络形式，相比传统的数据中心网络架构，新的数据中心网络架构将具有一些新的技术和特征。

三层的网络演变为大二层网络

随着网络IPV4地址的逐步减少，IPV6尚未得到普遍应用，数据中心内部采用过于复杂的三层网络，则会占用太多的IPV4地址，如果都采用内部私网地址，则访问会受到很大限制，若采用NAT设备进行地址转换，则会增加NAT设备的负担。随着新的网络架构直接采用二级网络：接入层和核心层。汇聚层将消失，这样网络架构的带宽将不会受到汇聚层的限制，而接入层直接接入到核心层，也可以减少网络设备投入。这样对网络设备要求比较高，传统的STP/MSTP环网技术无法适应这样大规模的网络架构，只能采用TRILL等新的二层技术。

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