「数据中心」Cisco数据中心Spine and Leaf架构:数据中心演进

简介: 「数据中心」Cisco数据中心Spine and Leaf架构:数据中心演进

系列:Cisco数据中心Spine and Leaf架构:设计概述白皮书

数据中心是现代软件技术的基础,在企业拓展能力方面起着至关重要的作用。传统的数据中心使用三层体系结构,服务器根据位置划分为pod,如图1所示。


图1. 传统的三层数据中心设计

该架构由核心路由器、聚合路由器(有时称为分发路由器)和访问交换机组成。在聚合路由器和接入交换机之间,使用生成树协议(Spanning Tree Protocol STP)为网络的第2层部分构建无环拓扑。生成树协议提供了几个好处:它简单,是一种只需很少配置的即插即用技术VLAN在每个pod内扩展,服务器可以在pod内自由移动,无需更改IP地址和默认网关配置。然而,生成树协议不能使用并行转发路径,它总是阻塞VLAN中的冗余路径

2010年,思科引入虚拟端口通道(vPC)技术,克服了生成树协议的局限性。vPC消除了生成树阻塞端口,提供从接入交换机到聚合路由器的主动主动上行链路,充分利用了可用带宽,如图2所示。在vPC技术中,生成树协议仍然是一种故障安全机制。

vPC技术在一个相对较小的数据中心环境中工作得很好,在这个环境中,大多数流量由客户端和服务器之间的南北向通信组成。


图2. 基于vPC的数据中心设计

自2003年以来,随着虚拟技术的引入,在三层数据中心设计中,在第2层的pod中隔离的计算、网络和存储资源可以被汇集起来。这项革命性的技术创造了对更大的第2层域的需求,从访问层到核心层,如图3所示。


图3. 扩展三层域的数据中心设计

随着第2层分段在所有pod中扩展,数据中心管理员可以创建一个中心的、更灵活的资源池,可以根据需要重新分配。服务器被虚拟化为一组虚拟机,这些虚拟机可以在服务器之间自由移动,而无需更改其操作参数

随着虚拟化服务器的出现,应用程序越来越多地以分布式方式部署,这导致东西方流量增加。此通信量需要有效处理,具有低且可预测的延迟。然而,vPC只能提供两个活动的并行上行链路,因此带宽成为三层数据中心体系结构中的一个瓶颈。三层体系结构中的另一个挑战是,服务器到服务器的延迟取决于使用的通信路径

为了克服这些限制,开发了一种新的数据中心设计,称为基于Clos网络的脊椎和叶子架构。这种架构已经被证明能够提供高带宽、低延迟、无阻塞的服务器到服务器连接。

相关实践学习
阿里云专有网络VPC使用教程
专有网络VPC可以帮助您基于阿里云构建出一个隔离的网络环境,并可以自定义IP 地址范围、网段、路由表和网关等;此外,也可以通过专线/VPN/GRE等连接方式实现云上VPC与传统IDC的互联,构建混合云业务。 产品详情:https://www.aliyun.com/product/vpc
相关文章
|
1月前
|
机器学习/深度学习 数据处理 数据安全/隐私保护
|
16天前
|
数据中心 网络架构 Python
【计算巢】数据中心的网络架构设计原则
【5月更文挑战第31天】探讨数据中心网络架构设计原则:稳定性是基础,需抵御各种挑战;强调扩展性,适应业务发展;追求高效,确保数据传输速度;注重灵活性,灵活应对变化。简单Python代码示例展示网络节点连接。设计时需具备长远眼光,综合考虑技术方案,以构建坚固高效的信息桥梁。同学们,要持续学习和探索,为信息世界贡献力量!
|
1月前
|
存储 网络协议 数据库
数据中心网络架构的需求原则及策略
【5月更文挑战第15天】本文讨论了数据中心建设的重要性,它能提升用户体验,保证业务连续性和数据安全。
|
1月前
|
存储 并行计算 网络协议
|
存储 监控 网络协议
「数据中心」数据中心脊页架构:数据中心结构管理、自动化和总结
「数据中心」数据中心脊页架构:数据中心结构管理、自动化和总结
|
网络协议 网络虚拟化 数据中心
「数据中心」脊叶网络架构:Cisco VXLAN MP-BGP EVPN脊叶网络
「数据中心」脊叶网络架构:Cisco VXLAN MP-BGP EVPN脊叶网络
|
网络虚拟化 数据中心 网络架构
「数据中心」网络架构脊页架构:Cisco VXLAN 泛滥学习 脊页网络
「数据中心」网络架构脊页架构:Cisco VXLAN 泛滥学习 脊页网络
|
网络协议 网络安全 网络虚拟化
「数据中心」数据中心脊页架构:思科FabricPath Spine和Leaf网络
「数据中心」数据中心脊页架构:思科FabricPath Spine和Leaf网络
|
1月前
|
存储 传感器 监控
探索现代数据中心的冷却技术革新
【4月更文挑战第23天】 在信息技术迅猛发展的今天,数据中心作为计算和存储的核心枢纽,其稳定性和效率至关重要。然而,随着处理能力的增强,设备发热量急剧上升,有效的冷却方案成为确保数据中心持续运行的关键因素。本文将深入分析当前数据中心面临的热管理挑战,并探讨几种前沿的冷却技术,包括液冷系统、热管技术和环境自适应控制策略。通过比较不同技术的优缺点,我们旨在为数据中心管理者提供实用的冷却解决方案参考。
|
17天前
|
机器学习/深度学习 资源调度 监控
利用机器学习技术优化数据中心能效
【5月更文挑战第30天】在数据中心管理和运营中,能源效率的优化是降低运营成本和减少环境影响的关键。本文旨在探讨如何应用机器学习技术来提升数据中心的能源效率。通过对现有数据中心运行数据的深入分析,开发预测性维护模型,以及实施智能资源调度策略,我们可以显著提高数据中心的能效。本研究提出了一种集成机器学习算法的框架,该框架能够实时监控并调整数据中心的能源消耗,确保以最佳性能运行。