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))。

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：

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.

　　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。

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：

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.

　　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。