数据中心架构三层到大二层的演变

的业务需求，保证数据的稳定和可靠。无论是互联网还是传统行业，都会有自己或大或小的数据中心，甚至如阿里云和亚马逊这种专门以出租计算资源的云计算公司，更是在全世界各地建立了不等的数据中心。

尽管到到如今的云计算时代，将数据中心自身的资源虚拟化以达到更高的利用率，有一点肯定，物理资源决定了虚拟资源的天花板。

物理网络的特性，例如带宽，MTU，延时等，最终直接或者间接决定了虚拟虚拟网络的特性。对网络性能进行优化时，有些物理网络特性可以通过升级设备或线路来提升，但是有些与网络架构有关。升级或者改动网络架构带来的风险和成本是巨大的，因此在架设数据中心初始，网络架构的选择和设计尤其需要谨慎。

那么，从过去的传统数据中心，到如今的云计算时代数据中心，中间经历了怎样的变迁呢?

2.传统数据中心网络架构

在传统的大型数据中心，网络通常是三层结构。Cisco称之为：分级的互连网络模型(hierarchical inter-networking model)。

三层网络结构是采用层次化架构的三层网络，有三个层次：核心层(网络的高速交换主干)、汇聚层(提供基于策略的连接)、接入层(将工作站接入网络)，这个模型如下：

• 接入层(Access Layer)：接入交换机通常位于机架顶部，所以它们也被称为ToR(Top of Rack)交换机，它们物理连接服务器。
• 汇聚层(Aggregation Layer)：汇聚交换机连接Access交换机，同时提供其他的服务，例如防火墙，SSL offload，检测，网络分析等。
• 核心层(Core Layer)：核心交换机为进出数据中心的包提供高速的转发，为多个汇聚层提供连接性，核心交换机为通常为整个网络提供一个弹性的L3路由网络。 一个三层网络架构示意图如下所示：换机和接入交换机之间通常使用STP(Spanning Tree Protocol，生成树协议)。STP使得对于一个VLAN网络只有一个汇聚层交换机可用，其他的汇聚层交换机在出现故障时才被使用(上图中的虚线)。

  也就是说汇聚层是一个active-passive的HA模式。这样在汇聚层，做不到水平扩展，因为就算加入多个汇聚层交换机，仍然只有一个在工作。

  一些私有的协议，例如Cisco的vPC(Virtual Port Channel)可以提升汇聚层交换机的利用率，但是一方面，这是私有协议，另一方面，vPC也不能真正做到完全的水平扩展。

  下图是一个汇聚层作为L2/L3分界线，且采用vPC的网络架构。
  

（编辑：PHP编程网 - 黄冈站长网）

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