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带你了解数据中心网络架构的发展历程

2019年12月24日

带你了解数据中心网络架构的发展历程

随着以太网技术的发展以及信息化水平的不断提高，新的应用及数据量急剧增长，数据中心的规模不断膨胀，数据中心网络架构也随之发展。今天小编要和大家分享的是中心网络架构的发展历程。

一：传统数据中心的网络架构

数据中心计算网络主要由大量的二层接入设备与少量的三层设备组成的网络结构，是传统上标准的三层结构：

接入层，用于连接所有的计算节点，在目前的数据中心中，通常以机柜交换机的形式存在;

汇聚层，用于接入层的互联，并作为该汇聚区域二三层的边界，同时各种防火墙、负载均衡等业务也部署于此;

核心层，用于汇聚层的的互联，并实现整个数据中心与外部网络的三层通信。

2004-2007年期间，三层网络结构在数据中心十分盛行，2007-2010年，EoR和MoR被认为是取代传统三层网络结构的理想解决方案。

二：二层网络结构：叶脊拓扑网络

2013年后，二层网络结构的叶脊拓扑网络以迅雷不及掩耳之势迅速取代三层网络结构成为了现代数据中心的新宠。这种网络结构主要由脊层交换机和叶层交换机两个部分组成，正好迎合和了未来高密度布线的趋势，几乎能适应所有大中小型数据中心。

数据中心核心交换机架构演进与发展

以太网经过近30年的发展，现阶段10GE的以太网已经批量的应用，40GE和100GE的以太网开始逐步应用。因此，这也对承载以太网带宽发展的核心交换机提出了要求。

第一阶段：2000年-2006年，高密FE/GE接入汇聚，少量10GE上行

这个阶段的核心交换机以中心交换加LSW为主构成，中心交换主要是以太交换芯片为主，线卡单板以FE/GE和少量10GE的LSW作为接口芯片，背板链路以1.25G-6.25Gbps为主，线卡提供48GE线速转发，业务处理基本以二层和三层为主，QoS处理主要以简单的优先级队列调度为主。

第二阶段：2006年-2012年，高密GE/10GE接入汇聚，少量10GE/40GE上行

这个阶段中心交换的形态很多，有的是共享缓存的简单交换网，有的是集中仲裁的交换网，还有以6.25G为主的CLOS交换架构。线卡单板以GE和10GE的LSW作为接口芯片，少量40GE上行接口为主。背板链路以5G-10Gbps为主，每线卡槽位的带宽小于480G，最大能力16～48x10GE线速转发，业务处理基本以二层和三层为主，具有简单的HQoS调度，缓存范围很广，依赖于LSW芯片。典型的产品有Cisco N7000、H3C 10500/12500等。

第三阶段：2012年-2020年，高密10GE/40GE接入汇聚，少量100GE上行

这个阶段的核心交换机以CLOS动态路由交换为主，线卡单板以具有复杂业务处理能力的PP芯片为主，提供高密度的10GE/40GE线速转发和业务处理，少量100GE上行接口为主。背板链路以10G起步，未来可演进到25Gbps;目前最大能力48-96x10GE线速转发，或者24x40GE线速转发，具有完善的QoS处理能力，能支持比较大的缓存，可以达到100ms/端口。

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