超大规模数据中心网络架构及其技术演变

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超大规模数据中心网络架构及其技术演变

本文所讲的数据中心网络架构和技术范围是针对典型的大型互联网和云计算公司的超大规模数据中心(Hyperscale Data Center)，不一定适合其他类型的数据中心网络。业界对于什么规模才算是“超大规模(Hyperscale”并没有一个精确的定义。一般来说，一个数据中心网络集群至少有 5000台服务器才能够算得上是超大规模。当然，大型互联网公司的数据中心规模往往要比这个大得多，5万~10万台之间的单集群规模比较常见，如果按照一个城市区域计算，则一般有几十万台服务器的规模。

过去十年，互联网和云计算迅猛的发展，催生了超大规模数据中心，而传统网络技术已经无法满足超大规模数据中心的要求，又驱动了网络技术的演进和变革。相比传统数据中心网络，现代超大规模数据中心网络在技术和架构上有很大的不同，主要表现在:网络架构的演变、网络设备的解耦和白盒化、网络功能虚拟化，以及网络运维的自动化和智能化。

网络架构的演变

首先，传统企业数据中心因历史原因运行的一些经典应用需要网络的组播和广播功能，以及网络的二层桥接技术。为了满足这些网络功能，网络架构相对比较复杂，有过多冗余设计，很难扩展，一般都采用“1+1”冗余设计，网络的规模靠增加交换机设备来扩大。为了支持二层桥接功能，同时又要控制二层广播域，防止广播风暴，传统的企业数据中心网络一般采用分层模块化设计，有一定的二层桥接区域和清晰的二三层分界。这种二三层混合设计采用了很多厂商设备自带的高级功能，增加了复杂度，并影响了网络在各种故障场景下的收敛。