淺談數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷程

責任編輯:editor004

2017-06-14 11:53:24

摘自:機房360

ToR網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的光纖使用率達到了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)中的光纖光纜覆蓋率達到了80%

摘要:傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)模型在很長一段時間內(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。

傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

數(shù)據(jù)中心計算網(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)上標準的三層結(jié)構(gòu):

1、接入層,用于連接所有的計算節(jié)點,在目前的數(shù)據(jù)中心中,通常以機柜交換機的形式存在;

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,同時各種防火墻、負載均衡等業(yè)務(wù)也部署于此;

3、核心層,用于匯聚層的的互聯(lián),并實現(xiàn)整個數(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^受歡迎的葉脊拓撲網(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))。

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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,每個機柜組(POD)中的兩排機柜的最邊端擺放2個網(wǎng)絡(luò)機柜,機柜組(POD)中所有的服務(wù)器機柜安裝配線架,配線架上的銅纜延伸到POD最邊端網(wǎng)絡(luò)機柜,網(wǎng)絡(luò)機柜中安裝接入交換機。MoR網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是對EoR網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的改進。MOR方式的網(wǎng)絡(luò)機柜部署在POD的兩排機柜的中部,由此可以減少從服務(wù)器機柜到網(wǎng)絡(luò)機柜的線纜距離,簡化線纜管理維護工作。這兩種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的光纜使用情況如下圖:

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2007~2010年,EoR和MoR被認為是取代傳統(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到了1000 Mbps,而存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率則達到了8 Gbps.

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  三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu):ToR

TOR布線方式是對EOR/MOR方式的擴展,采用TOR布線時,機柜組(POD)中每個服務(wù)器機柜的上端部署1-2臺兩臺接入交換機,機架式服務(wù)器通過跳線接入到機柜內(nèi)的交換機上,交換機上行端口通過銅纜或光線接入到EOR/MOR的網(wǎng)絡(luò)機柜中的匯聚交換上。TOR布線方式簡化了服務(wù)器機柜與網(wǎng)絡(luò)機柜間的布線,在數(shù)據(jù)中心獲得廣泛應(yīng)用。

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ToR網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的光纖使用率達到了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):葉脊拓撲網(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)的葉脊拓撲網(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)主要由脊層交換機和葉層交換機兩個部分組成,具體如下圖:

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葉脊拓撲網(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到了80%,銅纜布線只在接入層使用,其交換層的傳輸速率達到了40 Gbps,存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率達到了32 Gbps.

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  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)計數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)時不僅要滿足當前的需求,還要為未來網(wǎng)絡(luò)升級的需求做準備。

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