yangyu-MAXI
作者yangyu-MAXI·2022-03-28 17:28
系统架构师·IPS-浪潮商用机器

数据中心网络架构的变化

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在过去一些年对不同企业客户的访谈中,笔者了解到客户网络的一些变化情况,总结归纳如下。

客户根据自身的业务特点、整体规模、应用的接入方式等不同的因素,会选择不同的网络架构,这些网络架构没有谁比谁更先进的概念,只有是否适合客户现在自身的IT业务发展阶段的选择。

如在金融行业,过往几十年整体的架构就从独立网点数据竖井时代、区域互联时代、全行互联时代,数据大集中时代,逐渐演进到当前蓬勃发展的互联网银行时代,网络架构也随之发生着一步步的变化。

传统企业网络

通常传统业务的企业,数据中心网络拓扑很多会采用如下的树形拓扑方案,这种方案自下而上包括接入层交换、汇聚层交换和核心层交换,我们也通常称其为标准的三层网络。

这种树形网络的优点在于架构比较通用,实施和管理起来简单易行。

  • 核心层交换,主要用于对内保证汇聚层的互联互通,对外实现数据中心和外部网络环境的通信功能。
  • 汇聚层交换,可以实现接入层互联、安全策略的部署、防火墙部署和负载均衡等。
  • 接入层交换,用来接入各自域中的计算、存储资源,处于网络环境的最末端。

但这种树形网络在应对新形势流量架构时有明显的不足。随着各企业的数字化进程的深入,信息中心内的业务系统也增长迅速,同时对数据传输的延时和吞吐量也有了更高的要求。当来自互联网客户端的业务爆发式增长的情况下,来自外部的数据访问需求也在暴涨,因此核心层和汇聚层逐渐成为网络的瓶颈。而且单一域环境下,如果交换机出现故障或者一些堵塞或逻辑错误,对所管辖的域内的服务器通信影响较大。

集群化树形网络

为此一部分客户的网络架构升级为了集群化树形网络拓扑架构。在这种架构下汇聚层和接入层交换设备按照不同的应用域进行了集群化部署,每一个应用域的相关网络设备在一个标准化的集群内。这个集群按照应用的重要性和通信流量的要求部署2、4、6台同类型的交换机,即可以保证冗余性,又可以进行有效的负载均衡。

在传统的网络架构下,接入层 – 汇聚层 – 核心层交换设备数量是层层收敛的,但在集群化树形拓扑中根据需要在汇聚和接入层可以不用做交换机数量的收敛,这样可以保证在一个域内部无阻塞的网络高效连接。

叶脊融合网络

基于传统集中式信息系统架构下的网络,网络流量主要是以纵向南北流量为主,即主要的网络流量交换出现在接入层-汇聚层或汇聚层-核心交换层之间,这样标准的三层网络能够很好地满足一般用户的使用需求。但随着分布式业务场景、互联网应用的快速融入,东西向的网络流量显著增加。很多用户为了应对这样的流量需求,纷纷将叶脊网络设计的思想融入了网络的改造架构。

在这样的网络架构下,实际是采用了大二层的理念。通过叶脊架构构建大二层业务区域,可以既支持南北向流量的带宽,同时兼顾东西向流量的速率瓶颈问题,最主要的是可以解决互联网类型应用对扩展性要求较高的难题。

而且这样的改造是把互联网、分布式类型的应用和网络以服务的方式接在核心主干网,不会对已有的核心网络进行大幅度的改造,同时兼顾了互联网业务的灵活性,是当前很多客户选择的一个不错的折中方案。

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