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数据中心

简述

       通常来说,如果一个数据中心服务器规模超过10万台,就可以称large-scale datacenter,也就是常说的大规模数据中心。大规模数据中心对于网络的要求有很多,但是最突出的就在于稳定和简单。

这两点要求本身也有一定的关联性。比如,大规模数据中心因为网络设备数量多,所以从统计学的角度来说,出故障的频率也更高。这里说的故障,不仅包括设备本身出现的硬件软件问题,还包括因为运维过程中对设备误操作引起的故障。因此,一个简单的网络设计,例如采用统一的硬件连接方式,使用有限的软件功能,能减少故障概率,从而一定程度提升整个网络架构的稳定性。

但是,或许不只对于IT行业,对于任何领域,用简单的方法去解决一个复杂的问题,本身就不简单。因此,这一次分析一下如何用CLOS架构,来“简单的”管理大规模数据中心的网络。

CLOS架构

CLOS架构被广泛应用在现代的数据中心,因为它提供了数据中心的水平扩展能力和大规模数据中心所需要的稳定和简单。下图就是一个最基本的CLOS单元,Spine和Leaf交换机共同组成数据中心网络,其中Leaf交换机作为TOR交换机,连接服务器;Spine交换机,为Leaf交换机提供网络连接。

水平扩展能力

想要扩展一个CLOS网络架构,通常有两种方法,第一就是增加设备的端口数;第二就是增加更多的层级。

通过增加交换机端口数量,可以连接更多的服务器,如下图所示,端口数量扩大一倍,数据中心规模也扩大了一倍。

也可以增加CLOS架构的层级数。上面图中都是3-stages CLOS架构,虽然只有两层交换机,但是因为对应CLOS的理论,是一个对折了的架构,所以被称为3-stages。

在现有的spine-leaf基础上,再增加一层super-spine交换机,就可以构成一个5-stages CLOS架构。如下图所示,增加了一层super-spine交换机,数据中心规模也水平扩大了一倍。

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