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。
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