互联网数据中心组网架构演进分析

科技   2024-11-28 23:10   广东  

IDC(Internet DataCenter)是云计算的基石而其中的组网模型更是重中之重,组网架构是否科学合理直接影响着其承载业务的规模和服务质量。通过对IDC组网模型的比较可以对IDC不同的网络网络的优劣有更深入的理解。

一、传统数据中心网络架构

1、传统三层网络模型

2、传统三层网络架构:

1、核心层:整个网络的中心(网络的高速交换主干)

2、汇聚层:汇聚接入层,提供基于安全与策略的连接

3、接入层:将工作站接入网络,可以实施安全、QOS等策略

3、设计原则:

1、层次化设计:架构清晰,易于扩展和维护

2、模块化设计:功能明确

3、冗余设计 :高可用

4、对称性设计:拓扑直观,便于业务部署,便于协议设计

4、传统三层网络设计的特点:

1、汇聚交换机是 L2 和 L3 网络的分界点,接入交换机只有L2能力。汇聚交换机以下的是 L2 网络,以上是 L3 网络:

2、汇聚交换机和接入交换机之间通常使用 STP(Spanning Tree Protocol,生成树协议)。防止交换机冗余链路产生的环路,阻止广播风暴

5、传统网络设计存在的问题:

1、汇聚交换机无法水平扩展。

(1)STP协议让任意两个交换机之间只有一条单一的活动链路,从而导致一个VLAN网络中只有一个汇聚交换机可用;

(2)支持的服务器规模受限;

2、对东西向流是支持不够。

(1)诞生于互联网早期,当时以南北向流量居多;

(2)云计算大数据的快速发展,因为虚拟化之后流量从纵向向横向转变;

(3)为了更好支持东西向流量需要更昂贵的数据中心核心设备;

3、网络设备下行与上行的收敛比高。

k=下行带宽/上行带宽,值越大,出现流量拥塞概率越高。在这次11月网规考试考到了。

我们现在的网络要求是什么样子的呢?

1、弹性可水平扩展,支持更大服务器规模;

2、支持全速东西向流量;

3、更低的收敛比,承受更大突发流量;

二、云计算的数据中心网络架构

1、CLOS架构的核心思想是:

用多个小规模、低成本的单元构建复杂,大规模的架构通常称为三级CLOS架构

2、数据中心网络模型

叶脊(Leaf-Spine)网络架构

1、Leaf(相当于传统三层架构中的接入交换机)

2、Spine(相当于传统三层架构中的核心交换机)

一种两层网络设备的三级CLOS架构:三级CLOS是单向的,网络设备即是输入也是输出,因此三级CLOS 沿着中间层对折,就得到了两层的网络架构

3、叶脊(Leaf-Spine)网络架构优点:

1、扁平化:缩短服务器之间的通信路径,降低延迟;

2、易扩展:Leaf和Spine都可以轻松扩容;

3、低收敛比:容易实现低收敛比甚至是无阻塞的 1:1的收敛比.

4、简化管理:叶脊结构可以在无环路环境中便用全网格中的每个链路并进行负载平衡;

4、叶脊(Leaf-Spine)网络架构缺点:

1、Leaf节点要求有三层能力;

2、二层域更小了,对有同一个二层需求的软件不友好

3、子网数量增加了,每个机架一个子网(目前使用EBGP);

三、现已开始软考网络工程师、网络规划设计师培训的报名,12月开课,培训请联系。在这里不仅可以顺利通过考试,还可以学到网络技术的工程应用。




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