傳統(tǒng)的三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)一般分為接入層，匯聚層和核心層.

匯聚層和接入層之間是二層連接，使用生成樹(shù)協(xié)議來(lái)阻塞冗余鏈路，避免二層環(huán)路.

匯聚層和核心層之間一般采用三層連接，使用動(dòng)態(tài)路由協(xié)議，在多個(gè)冗余路徑間進(jìn)行負(fù)載均衡.

整個(gè)網(wǎng)絡(luò)帶寬有比較大的收斂比.

傳統(tǒng)的三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)初衷適用于東西流量、南北流量相對(duì)均衡的流量環(huán)境.

但近年來(lái)，隨著企業(yè)三層軟件架構(gòu)、計(jì)算機(jī)虛擬化、私有云技術(shù)的成熟和廣泛采用，數(shù)據(jù)中心的流量發(fā)生了很大的變化.

現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心中東西向的網(wǎng)絡(luò)流量將會(huì)遠(yuǎn)大于南北向的流量.

現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心的流行架構(gòu)是基于CLOS架構(gòu)發(fā)展起來(lái)的，它誕生于1952年，是由 CharlesClos 提出的.

這個(gè)架構(gòu)主要描述了一種多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu).

CLOS最大的優(yōu)點(diǎn)就是對(duì)Crossbar結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，通過(guò)Clos架構(gòu)可以提供無(wú)阻塞的網(wǎng)絡(luò).

2008年，F(xiàn)atTree拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是由MIT的Fares等人在改進(jìn)傳統(tǒng)樹(shù)形結(jié)構(gòu)性能的基礎(chǔ)上提出.

整個(gè)拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)分為三個(gè)層次：自上而下分別為邊緣層（edge）、匯聚層（aggregate）和核心層（core），其中匯聚層交換機(jī)與邊緣層交換機(jī)構(gòu)成一個(gè)pod，交換設(shè)備均采用商用交換設(shè)備.

FatTree結(jié)構(gòu)通過(guò)在核心層多條鏈路實(shí)現(xiàn)負(fù)載的及時(shí)處理，避免網(wǎng)絡(luò)熱點(diǎn)；通過(guò)在pod內(nèi)合理分流，避免過(guò)載問(wèn)題.

FatTree對(duì)分帶寬隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)展而增大，因此能夠?yàn)閿?shù)據(jù)中心提供高吞吐傳輸服務(wù)；

不同pod之間的服務(wù)器間通信，源、目的節(jié)點(diǎn)之間具有多條并行路徑，因此網(wǎng)絡(luò)的容錯(cuò)性能良好，一般不會(huì)出現(xiàn)單點(diǎn)故障；

采用商用設(shè)備取代高性能交換設(shè)備，大幅度降低網(wǎng)絡(luò)設(shè)備開(kāi)銷；

網(wǎng)絡(luò)直徑小，能夠保證視頻、在線會(huì)與等服務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)性的要求；

拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)規(guī)則、對(duì)稱，利于網(wǎng)絡(luò)布線及自動(dòng)化配置、優(yōu)化升級(jí)等.

FatTree構(gòu)建拓?fù)湟?guī)則如下：FatTree拓?fù)渲邪腜od數(shù)目為 k，每一個(gè)pod連接的sever數(shù)目為(k/2)2，

每一個(gè)pod內(nèi)的邊緣交換機(jī)及聚合交換機(jī)數(shù)量均為k/2，核心交換機(jī)數(shù)量為（K/2)^2，

網(wǎng)絡(luò)中每一個(gè)交換機(jī)的端口數(shù)量為k，網(wǎng)絡(luò)所能支持的服務(wù)器總數(shù)為K^3/4.

FatTree結(jié)構(gòu)采用水平擴(kuò)展的方式，當(dāng)拓?fù)渲兴膒od數(shù)目增加，交換機(jī)的端口數(shù)目增加時(shí)，

FatTree能夠支持更多的服務(wù)器，滿足數(shù)據(jù)中心的擴(kuò)展需求，如k=48 時(shí)， FatTree能夠支持的服務(wù)器數(shù)目為27648.

FatTree拓?fù)浜蛡鹘y(tǒng)拓?fù)浣M建網(wǎng)絡(luò)時(shí)的成本差異.

現(xiàn)在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)一般多采用“leaf-spine架構(gòu)”，也稱為分布式核心網(wǎng)絡(luò)，它及基于以上介紹的兩種技術(shù)演變而來(lái).

如上圖核心節(jié)點(diǎn)包括兩種：第一種leaf葉節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)連接服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備；第二種spine針節(jié)點(diǎn)連接交換機(jī)，

保證節(jié)點(diǎn)內(nèi)的任意兩個(gè)端口之間提供延遲非常低的無(wú)阻塞性能，

從而實(shí)現(xiàn)3級(jí)CLOS網(wǎng)絡(luò).通過(guò)一定的端口收斂比/超配比可以滿足數(shù)萬(wàn)臺(tái)服務(wù)器的線速轉(zhuǎn)發(fā).

現(xiàn)在流量可以分布在所有可用的鏈接上，不用擔(dān)心過(guò)載問(wèn)題。

隨著更多的連接被接入到Leaf交換設(shè)備，我們的鏈路帶寬收斂比將增加，

可以通過(guò)增加Spine和Leaf設(shè)備間的鏈路帶寬降低鏈路收斂比.

除了支持Overlay層面技術(shù)之外，Spine+Leaf網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的另一個(gè)好處就是，它提供了更為可靠的組網(wǎng)連接，

因?yàn)镾pine層面與Leaf層面是全交叉連接，任一層中的單交換機(jī)故障都不會(huì)影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu).

因此，任一層中的一個(gè)交換機(jī)的故障都不會(huì)使整個(gè)結(jié)構(gòu)失效.

FACEBOOK 數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，可以很容易的進(jìn)行橫向和縱向流量帶寬擴(kuò)展，可以同時(shí)接入海量的服務(wù)器，并進(jìn)行無(wú)阻塞線速轉(zhuǎn)發(fā).

CLOS架構(gòu)的物理網(wǎng)絡(luò)提供了足夠可用的物理通信帶寬，但如何更加高效智能的對(duì)這些資源進(jìn)行利用，

這就必須借助于下一代網(wǎng)絡(luò)—軟件定義網(wǎng)絡(luò).

SDN的三個(gè)主要特征：

1 轉(zhuǎn)控分離：網(wǎng)元的控制平面在控制器上，負(fù)責(zé)協(xié)議計(jì)算，產(chǎn)生流表；而轉(zhuǎn)發(fā)平面只在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上.

2 集中控制：設(shè)備網(wǎng)元通過(guò)控制器集中管理和下發(fā)流表，這樣就不需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行逐一操作，只需要對(duì)控制器進(jìn)行配置即可.

3 開(kāi)放接口：第三方應(yīng)用只需要通過(guò)控制器提供的開(kāi)放接口，通過(guò)編程方式定義一個(gè)新的網(wǎng)絡(luò)功能，然后在控制器上運(yùn)行即可.

總的來(lái)說(shuō)，隨著現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心里虛擬化技術(shù)和軟件三層架構(gòu)的廣泛采用，數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的流量已經(jīng)和過(guò)去發(fā)生了很大的變化，

數(shù)據(jù)中心的東西流量預(yù)測(cè)會(huì)達(dá)到80%，所以我們要思考如何對(duì)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行演進(jìn)，

適應(yīng)現(xiàn)在的流量模型，提供更大的東西帶寬和最低的延遲，同時(shí)我們也要思考下一次軟件定義網(wǎng)絡(luò)所具備的特征，

包括控制層面和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)層面時(shí)的分流，分布式處理，應(yīng)用流量的自動(dòng)感知及策略的自動(dòng)部署，設(shè)備的自動(dòng)化提供及運(yùn)維等.