数据中心网络

要求

与传统网络相比，数据中心网络对扩展性、可靠性、带宽和成本有更高的要求。

高扩展性

数据中心网络不仅要求能够容纳大量的服务器和网络设备，还要求随着数据中心业务的增长，能够增量式地部署更多的服务器和网络设备,且不对现有的业务造成影响。

高可靠性

普通商用设备在大量部署时会存在普遍且难以预测的故障，数据中心网络需要具有高效的故障容错能力，不同组件之间需要具有路径冗余，以减少链路单点故障，保证服务质量。

高带宽

数据中心的业务数据不仅流量巨大，而且具有很高的动态性和突发性，数据中心网络需要能够应对突发性流量发生时的高吞吐传输需求。此外，对于云计算数据中心，数据中心内组件与组件之间的流量远大于数据中心与外部系统之间的流量，因此数据中心网络需要在组件之间提供尽可能大的带宽。

低成本

数据中心网络规模庞大，对网络设备的性能要求比较高，在进行网络规划时，需要充分考虑建设、升级和维护成本。

分类

存在按照业务特征和按照转发机制进行分类的两种方法。

按照业务特征分

分为传统数据中心网络和云计算数据中心网络。传统数据中心网络主要为满足以浏览器/服务器模式为特征的网络服务，流量以南北向流量为主，数据中心内组件与组件之间的流量有限。云计算数据中心网络的流量以东西向流量为主，数据中心内组件与组件之间的流量较大。

按照转发机制分

分为以网络设备为中心的网络和以服务器为中心的网络。以网络设备为中心的网络结构包括树型结构、胖树（fat-tree）结构（贝尔实验室的研究员在1953年的《无阻塞交换网络研究》论文中首次提出）、VL2结构（由微软公司的研究人员于2009年提出）等。以服务器为中心的网络结构包括DCell结构和微软公司的研究人员提出的BCube结构、FiCoon结构等。

举例

①树型结构——树型结构通常将网络设备按照三级层次化结构进行部署，从上到下分别为核心层、汇聚层和接入层。核心层交换机位于网络的顶端，主要负责为数据中心与外部系统的流量提供转发并为多个汇聚层交换机提供连接性。汇聚层交换机向下与接入层交换机相连，同时为数据中心内部交换提供增值服务，例如防火墙、负载均衡、网络分析等。接入层交换机通常位于机架顶部，直接与物理服务器相连。

②胖树（fat-tree）结构——胖树结构是对树形结构的一种优化，仍然采用三层普通交换机进行组网，从上到下分别为核心层、汇聚层和接入层。核心层交换机端口全部向下连接到汇聚层交换机。若干个汇聚层和接入层交换机共同组成一个区域，每个区域中的汇聚层交换机一半端口向上连接到核心层交换机，另一半端口向下连接到接入层交换机。接入层交换机一半端口向上连接到汇聚层交换机，另一半端口向下连接到服务器。