傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
數(shù)據(jù)中心計(jì)算網(wǎng)絡(luò)主要由大量的二層接入設(shè)備與少量的三層設(shè)備組成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，是傳統(tǒng)上標(biāo)準(zhǔn)的三層結(jié)構(gòu)：
1、接入層，用于連接所有的計(jì)算節(jié)點(diǎn)，在目前的數(shù)據(jù)中心中，通常以機(jī)柜交換機(jī)的形式存在；
2、匯聚層，用于接入層的互聯(lián)，并作為該匯聚區(qū)域二三層的邊界，同時(shí)各種防火墻、負(fù)載均衡等業(yè)務(wù)也部署于此；
3、核心層，用于匯聚層的的互聯(lián)，并實(shí)現(xiàn)整個(gè)數(shù)據(jù)中心與外部網(wǎng)絡(luò)的三層通信。
傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)模型在很長一段時(shí)間內(nèi)，支撐了各種類型的數(shù)據(jù)中心，但隨著以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展以及信息化水平的不斷提高，新的應(yīng)用及數(shù)據(jù)量急劇增長，數(shù)據(jù)中心的規(guī)模不斷膨脹。僅僅使用傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)越來越無法適應(yīng)業(yè)務(wù)發(fā)展的需要。
當(dāng)前數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)已經(jīng)從傳統(tǒng)的三層網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變?yōu)槟壳氨容^受歡迎的葉脊拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)。本文將探討數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷程，并重點(diǎn)介紹幾種常見的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是采用層次化架構(gòu)的三層網(wǎng)絡(luò)，有三個(gè)層次：核心層（網(wǎng)絡(luò)的高速交換主干）、匯聚層（提供基于策略的連接）、接入層（將工作站接入網(wǎng)絡(luò)）。
2004~2007年期間，三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在數(shù)據(jù)中心十分盛行，其交換層的傳輸速率在10 Mbps~100 Mbps范圍內(nèi)，存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率則為2 Gbps~4 Gbps.銅纜布線是三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的主要布線方式，其銅纜使用率達(dá)到了80%，光纜只占20%.用在三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的光纜主要有OM1、OM2、OM3和單模光纖光纜（SMF）。
三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：EoR、MoR
EoR和MoR網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)都是以三層網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)。在EoR網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，每個(gè)機(jī)柜組（POD）中的兩排機(jī)柜的最邊端擺放2個(gè)網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜，機(jī)柜組（POD）中所有的服務(wù)器機(jī)柜安裝配線架，配線架上的銅纜延伸到POD最邊端網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜，網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜中安裝接入交換機(jī)。MoR網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是對(duì)EoR網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)。MOR方式的網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜部署在POD的兩排機(jī)柜的中部，由此可以減少從服務(wù)器機(jī)柜到網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜的線纜距離，簡化線纜管理維護(hù)工作。這兩種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的光纜使用情況如下圖：
2007~2010年，EoR和MoR被認(rèn)為是取代傳統(tǒng)三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的理想解決方案。與傳統(tǒng)三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相比，EoR和MoR的光纖光纜使用率大大增加了，OM3/OM4多模光纖光纜開始取代傳統(tǒng)三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中OM1/OM2多模光纖光纜的位置。這兩種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的交換層傳輸速率達(dá)到了1000 Mbps，而存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率則達(dá)到了8 Gbps.
三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：ToR
TOR布線方式是對(duì)EOR/MOR方式的擴(kuò)展，采用TOR布線時(shí)，機(jī)柜組（POD）中每個(gè)服務(wù)器機(jī)柜的上端部署1-2臺(tái)兩臺(tái)接入交換機(jī)，機(jī)架式服務(wù)器通過跳線接入到機(jī)柜內(nèi)的交換機(jī)上，交換機(jī)上行端口通過銅纜或光線接入到EOR/MOR的網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜中的匯聚交換上。TOR布線方式簡化了服務(wù)器機(jī)柜與網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜間的布線，在數(shù)據(jù)中心獲得廣泛應(yīng)用。
ToR網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的光纖使用率達(dá)到了60%，OM3/OM4多模光纖光纜成為布線系統(tǒng)的重要組成部分。這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的交換層傳輸速率為10 Gbps，存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率為16 Gbps.
二層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：葉脊拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)
自2013年以來，數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)生了翻天覆地的變化，二層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的葉脊拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)以迅雷不及掩耳之勢迅速取代三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)成為了現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心的新寵。這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要由脊層交換機(jī)和葉層交換機(jī)兩個(gè)部分組成，具體如下圖：
葉脊拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)正好迎合和了未來高密度布線的趨勢，幾乎能適應(yīng)所有大中小型數(shù)據(jù)中心。這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的光纖光纜覆蓋率達(dá)到了80%，銅纜布線只在接入層使用，其交換層的傳輸速率達(dá)到了40 Gbps，存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率達(dá)到了32 Gbps.
總結(jié)
數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的變化體現(xiàn)了數(shù)據(jù)中心高速率、高密度和光纖普及的主要發(fā)展趨勢。因此，企業(yè)在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)時(shí)不僅要滿足當(dāng)前的需求，還要為未來網(wǎng)絡(luò)升級(jí)的需求做準(zhǔn)備。
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