CLOS架构——新一代数据中心的网络架构

【数据中心网络架构】新一代数据中心网络架构基于CLOS架构，旨在组建一个面向虚拟化、扁平化的大二层云盘算数据中心网络，并主要包括五个方面的特点：无壅闭交流、统一交流、虚拟化交流、透明交流、绿色交流。

宣布时间：2012-10-24
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我想谈论

针对数据中心网络在现阶段生长中所面临的种种问题，国际标准化组织及业界主流厂商纷纷推出种种新手艺、新标准，试图在新一代的数据中心架构中占得先机。种种新手艺经由多年的相互竞争与自我完善，新一代数据中心网络架构的完整面目已经逐渐清晰的泛起在我们的眼前。

总结起来，新一代数据中心网络架构旨在组建一个面向虚拟化、扁平化的大二层云盘算数据中心网络，并主要包括五个方面的特点：无壅闭交流、统一交流、虚拟化交流、透明交流、绿色交流。

无壅闭交流

由于数据中心内部资源逐渐趋于池化，服务器间需要频仍的举行资源调理和负载分担，数据中心内工具偏向数据流量成为主体。为顺应这种新的流量模子，新一代数据中心内部必需消除带宽收敛比，实现恣意两点间无壅闭数据传输。因此，使用CLOS架构组建高性能无壅闭交流网络成为新一代数据中心基本需求。

10G/40G组建扁平化无壅闭网络

统一交流

2009年6月，FCoE国际标准正式通过。经由多年的生长，围绕FCoE而建设的数据中心IP/存储统一交流工业链已经形成，包括服务器、网卡、存储及交流机厂商纷纷推出各自的FCoE产品，并将融合网络看成未来生长的一定趋势。

通过FCoE（Fibre Channel over Ethernet），将FC存储数据在以太网上传输，实现了数据中心IP网络与存储网的融合，简化了网络结构，便于管理。同时通过无损以太网（DCB）包管了存储数据传输的高可靠性。在用户网络升级过渡阶段，FCoE可兼容原有FC存储装备、光交流机以及FC管理系统，更大限度�；び没蹲�，实现网络升级的平滑过渡。

FCoE组建融合网络

虚拟化交流

新一代数据中心的虚拟化应用可分为存储虚拟化、服务器虚拟化和网络装备虚拟化三部分。

其中服务器虚拟化包括了服务器多虚一和一虚多两种模式。对应的网络装备虚拟化，主要体现在三个方面：端口虚拟化感知、网络装备多虚一、网络装备一虚多。

端口虚拟化感知：

现在主要依赖国际通用标准IEEE 802.1qbg（VEPA）。通过VEPA，可实现对虚拟机的感知能力，使虚拟机间数据交流回归到交流机，实现“硬交流”。

网络装备多虚一：

如97国际网络VSU手艺，可将多台网络装备虚拟化为一台逻辑装备，从而简化网络拓扑与管理，资助数据中心实现大二层、扁平化的组网需求，同时大幅提高网络装备的可靠性。

网络装备一虚多：

主要接纳VRF多实例及多实例防火墙手艺，可在一台网络装备上自力出多个转揭晓项及多个虚拟防火墙，并通过差别的转揭晓项及虚拟防火墙实现各多营业间清静隔离。

优点:
a.更大限度提升虚拟机的IO性能
b.镌汰对服务器CPU资源的占用
c.可管理监控虚拟机流量
d.管理界线清晰

透明交流

随着虚拟化手艺在数据中心的大宗应用，无论是虚拟机漂移，照旧Hadoop漫衍式集群调理系统的应用，都要求在二层网络内举行。因此，新一代数据中心最先大宗使用二层网络架构。

可是，面临规模迅速扩大的数据中心，使用古板的STP协议组网会保存壅闭端口、数据流向不对理等问题，无法简朴有用的组建大型二层网络。为了知足新一代数据中心大二层组网需求，TRILL应运而生。

TRILL是由IETF新制订的多链接透明交流协议标准，它将2层设置和无邪性与3层融合和规模有用团结在一起，在大二层不需要重大设置的情形下，就可实现整网无环路转发。使用TRILL组网，可将整个数据中心网络酿成一个交流矩阵，用户只需要在一个二层网络里即可实现整网的互联互通，没有环路，再也不需要安排并维护重大的三层网络，让整个网络就像是一台二层交流机一样运行。

TRILL实现透明交流，整个数据中心网络犹如一台交流机

绿色交流

新一代数据中心网络主要从网络架构和网络装备自己两个层面来实现绿色数据交流：

网络架构层面：

通过FCoE建设数据中心融合网络，实现IP/存储数据统一交流，大幅镌汰服务器网卡和布线数目，消除光纤交流机的使用，从而大幅镌汰装备及散热系统电能消耗。

通过新一代40G/100G以太网接口组建2层扁平化网络，进一步镌汰网络端口数目，降低单位数据撒播输能耗。

网络装备层面：

选择低功耗芯片及其他元器件，从源头降低装备功耗。

接纳智能电源、智能电扇、节能以太网手艺，实现装备功耗智能控制。

接纳切合数据中心整体风道的散热设计，使用数据中心风道统一散热。

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