数据中心之间的网络架构（数据中心网络架构设计）
本篇文章给大家谈谈数据中心之间的网络架构，以及数据中心网络架构设计对应的知识点，希望对各位有所帮助，不要忘了收藏本站喔。
本文目录一览：
- 1、在大型的云计算数据中心，一般采用哪些架构
- 2、二层网络和三层网络有什么区别?
- 3、数据中心和数据中心网络有什么区别
- 4、求一张网络三层架构的图
- 5、给你10个路由器或交换机，你如何配置？（第1篇）
在大型的云计算数据中心，一般***用哪些架构
建立数据中心需要相关资质及建设标准，国内服务商有自建数据中心的不多，像BAT、小鸟云等
大致来说有一下四个方面：
机房建设：强电，空调，弱电，安防，消防，装修等
基础设施：柴油发电机，不间断电源，冷水机组，精密空调，视屏门禁等
机房设备：服务器，存储器，路由器，交换机，防火墙，负载均衡，监控设备等
网络接入：专线，裸纤，英特网，电话线，BGP接入，室内综合布线等
二层网络和三层网络有什么区别?
1、用途不同：
二层网络仅仅通过MAC寻址即可实现通讯，但仅仅是同一个冲突域内；三层网络需要通过IP路由实现跨网段的通讯，可以跨多个冲突域；
2、能力不同：
二层网络的组网能力非常有限，一般只是小局域网；三层网络则可以组大型的网络。
3、性质不同：
二层网络基本上是一个安全域，也就是说在同一个二层网络内，终端的安全性从网络上讲基本上是一样的，除非有其它特殊的安全措施；三层网络则可以划分出相对独立的多个安全域。
三层网络结构短板
三层网络结构基于性能瓶颈和网络利用率等等的原因，资深的网络设计师都在探索新的数据中心的拓扑结构。
三层网络结构数据中心网络传输模式是不断地改变的。大多数网络都是纵向（north-south）的传输模式---主机与网络中的其它非相同网段的主机通信都是设备-交换机-路由到达目的地。同时，三层网络结构在同一个网段的主机通常连接到同一个交换机，可以直接相互通讯。
以上内容参考：百度百科-三层网络结构
数据中心和数据中心网络有什么区别
有区别：信息系统服务数据中心一般是指企业或***相关机构自建的或委托建设的特种用途的数据中心，简称DC。而电信企业的互联网数据中心是为大众服务的，用于互联网信息查询、连接到国际互联网的数据中心，一般简称IDC。
求一张网络三层架构的图
三层网络架构是***用层次化架构的三层网络。
三层网络架构设计的网络有三个层次：核心层（网络的高速交换主干）、汇聚层（提供基于策略的连接）、接入层 （将工作站接入网络）。
扩展资料：
三层网络结构短板
1、不断地改变的三层网络结构数据中心网络传输模式。
2、网络收敛：三层网络结构中，同一个物理网络中的储存网络和通信网络，主机和阵列之间的数据传输通过储存网络来传输，在逻辑拓扑上就像是直接连接的一样
3、虚拟化：将物理客户端向虚拟客户端转化，虚拟化服务器是未来发展的主流和趋势，它使得三层网络结构的网络节点的移动变得非常简单。
4、如果三层网络结构上主机需要通过高速带宽相互访问，但通过层层的uplink口，会导致潜在的、而且非常明显的性能衰减。三层网络结构的原始设计更会加剧这种性能衰减，由于生成树协议会防止冗余链路存在环路，双上行链路接入交换机只能使用一个指定的网络接口链接。
5、横向网络（east-west）在纵向设计的三层网络结构中传输数据会带有传输的瓶颈，因为数据经过了许多不必要的节点（如路由和交换机等设备）。
参考资料来源：百度百科-三层网络结构
给你10个路由器或交换机，你如何配置？（第1篇）
前几周有人问我，如果有一个环境中给你10多个交换机和路由器，应该如何配置。这是一个很好的问题，关键不在端口安全、Port Channel、STP、和路由的配置，而是在于针对终端应用服务特点选择相应适合的网络架构。
近十年来，虽然云服务的扩展性需求促进了相关解决方案快速发展，然而数据中心常见的网络拓扑仍然可以归纳为两种：传统的三层网络架构，和Leaf-Spine二层网络架构。
传统的三层网络架构由三层交换机组成：即访问层，聚合层(有时称为分发层)和核心层。服务器连接到其中一个边缘层访问交换机(常称Top of Rack Switch，或 TOR Switch)，聚合层交换机则将多个接入层交换机互连在一起，所有聚合层交换机通过核心层交换机相互连接。核心层交换机还负责将数据中心连接到Internet。传统的数据中心过去***用的就是这种三层架构。
下图是我参与优化设计的有数万台服务器的传统数据中心网络架构示意图。
在这个拓扑中，除了经典的三层（分发路由器，网络分区汇聚路由器，服务器接入交换机）外，核心层还包括了： WAN核心骨干路由器，WAN发路由器，WAN优化加速器，LAN核心路由器，外部Choke路由器，Internet边界路由器，Transit，防火墙，用于联接数据包分析器的Network TAP。网络负载均衡器放在了聚合层。另外还有一个专用的OOB接入层，用于设备维护管理。
三层架构虽然容易部署、易于诊断，但是其已无法满足日益增长的云计算需求。三层架构面临的主要问题包括：低可扩展性、低容错性、内部服务器之间横截面带宽低、较高层超额使用（Oversubscription）、高层次的拓扑中使用的大型模块化交换机成本非常高。
我过去常***用以下这几个方法缓解三层架构中网络分离问题：
(1)、PVLAN: 专用VLAN，也称为端口隔离，是计算机网络中的一种技术，其中VLAN包含受限制的交换机端口，使得它们只能与给定的端口通信。这个常用于后端的NFS网络。
(2)、VRF虚拟化路由表，用于路径隔离。
(3)、GRE Tunnel。
(4)、使用一些Overlay network封装协议并结合一操作系统虚似化实现网络分离。
Leaf-Spine网络架构解决了传统三层网络架构所面临的Oversubscription和内部服务器之间横截面带宽问题。Leaf-Spine网络架构在过去几年里已开始接管主要的云服务数据中心。Leaf-Spine结构也称为Clos结构，其中每个Leaf交换机（ToR交换机）以全网状拓扑连接到每个Spine交换机。这是一种两层的Fat-tree网络。这种架构中Leaf之间只有一个跳，最大限度地减少了任何延迟和瓶颈。Spine网络的扩展非常简单，只要在需增长的情况下逐步添加Spine交换机。
Leaf-Spine架构使用定制的寻址方案和路由算法，而非传统的STP。根据网络交换机中可用的功能，可以使用第2层或第3层技术实现Leaf-Spine网格。第3层的Leaf-Spine要求每个链路都被路由，并且通常使用开放最短路径优先（OSPF）或等价多路径路由（ ECMP ）来实现的边界***协议（BGP）动态路由。第2层***用loop-free的以太网fabric技术，例如多链接透明互联（TRILL）或最短路径桥接（SPB, IEEE 802.1aq）。其中，思科的FabricPath 和Brocade的Virtual Cluster Switching是基于TRILL发展而来的私有data plane。核心网络还可使用带有ECMP的动态路由协议通过第3层连接到主干网。华为、联想、Brocade、HP、 Extreme Networks等公司都有基于TRILL的产品或其它Leaf-Spine架构的解决方案。
Leaf-Spine结构的优点是：
(1)、使用所有链路互连，而不像传统网络中冗余链路被STP阻塞。
(2)、所有内部Leaf之间横向通信都是等距的，因此数据流延时时间是确定的。
(3)、Underlay的交换机配置和核心网络配置是固定的，因此变更Overlay Network的路由不需要更改核心网络。
(4)、产品安全区域能虚拟分离，扩展了VLAN和多租户安全性。
(5)、基础设施的物理网络可以和逻辑网络(Overlay network)分离。
Leaf-Spine结构也有些缺点，比如：
(1)、网络交换机的数量远远大于三层网络架构。
(2)、扩展新的Leaf时需要大量的线缆、并占用大量Spine交换机端口。
(3)、Spine交换机端口数量决定了最大可联接的Leaf交换机数量，也就决定了最大主机总数量。
下图是我参与过的一个公有云Leaf-Spine方案示意草图。
现代的数据中心部署中，我们一般将网络设备、服务器和机架在出厂时应模块化。对于使用Leaf-Spine 网络的数据中心，出厂时预装配成四种类型的标准工程系统：Transit 机柜, Spine 机柜, Fabric 机柜, 和 Server 机柜。Leaf 交换机和服务器一样被预装配于 Server 机柜，基本上做到开柜上电即可上线使用。
当下全球主流公有云基本上***用的都是Leaf-Spine 网络架构。然而，各家公有云服务商Leaf-Spine网络中的Underlay Network和Overlay Network使用的协议和方案有很大区别。比如，你可以基于Leaf-Spine架构使用VXLAN来设计你的SDN解决方案，也可以基于ECMP的BGP-labeled-unicast的underlay 网络，使用MPLS L3***s构建另一种多租户的数据中心SDN解决方案。
聊完了两种层数据中心网络架构，相信大家如有机会搭建新的网络时，应该知道如何选择您的网络架构方案了。
欢迎大家发表留言，谈谈你所熟悉的Leaf-Spine网络架构方案中，Underlay Network和Overlay Network使用的协议分别是什么。
参考资料：
(1)、 Building Multi tenant Data Centers with MPLS L3***s
(2)、 Cisco Data Center Spine-and-Leaf Architecture: Design Overview White Paper
数据中心之间的网络架构的介绍就聊到这里吧，感谢你花时间阅读本站内容，更多关于数据中心网络架构设计、数据中心之间的网络架构的信息别忘了在本站进行查找喔。
