是时候该把数据中心网络压成一层了吗?

　　传统的3层网络一直运行良好，但是3层网络在今天服务器整合、虚拟机、云计算和万兆以太网交换机的勇敢新世界看来则显得有些过时了。本文就来瞧瞧我们身在何处，应该往何处去。

　　产生环路的LAN

　　构建大规模的局域网并不容易。在早期，一个主要的问题就是要弄明白怎么提供冗余连接，以防万一当网桥或交换机失灵时，不至于引起网络的死循环(环路)。

　　Perlman提出STP协议

　　1985年，当时在DEC工作的Radia Perlman创建了一个生成树协议(STP)，该协议主要解决了LAN的环路问题，为LAN上的流量如何流动建立了一个基础性规则。STP采用了一个叫“根网桥”的概念，从根网桥开始，生成树生出所有的分支。

　　Perlman将STP协议的内容写成了韵文，让人过目难忘。我不揣冒昧，试着将这首韵文译成中文，希望各位不要见笑。最后一句将生成树翻成了穿越树，是因为我觉得生成树的译法好像本来就不太准确，读了这首诗之后，更觉得译成穿越树似乎更靠谱。

Algorhyme(这首诗歌的标题出自算法algorithm一词)

我想我从未亲眼目睹

比真树更可爱的画中树

棵树的可贵之处

就是避免了连接中的环路

这棵树必能保障数据包裹

准确无误送达每个LAN网络

首先，须选择一个根，即起点

按照ID来选，这并不困难

从根开始穿越最小成本路径

在树中，准能找到这样的路径

我栽种了这颗网状之树

然后网桥就能找到穿越之树

　　STP的秘方

　　生成树协议通过禁止某些冗余路径，建立“单一活动路径”，从而消除了环路问题。

　　3层网络

　　不幸的是，STP也有弱点，尤其在今日的数据中心内，由于需求的不断增长而愈发醒目。例如，为了避免产生环路而禁止某些网络路径，那么所有可用的带宽就无法充分利用到。同时，当某个设备失灵时，STP会重新配置网络，设置新的路径，这也会导致网速相对降低。

　　压缩网络层

　　所有主要的交换机厂商都是通过把网络压缩为2层，有时甚至压缩为1层来解决这个问题的。两层的网络消除了汇聚层，创建了一条基于TRILL(多链路透明互联)新协议的交换机光纤链路。Perlman正是IETF工作组红负责研发TRILL协议的成员之一。

　　思科的FabricPath

　　思科没有等待TRILL的正式出台，而是自行制作了TRILL的准标准版，这一标准叫做FabricPath。这里显示的是思科的两层网络看上去是什么样子的。

　　博科的扁平化方法

　　博科的虚拟Cluster架构是通过压缩传统的接入层和汇聚层来实现网络扁平化的。由于光纤是自汇聚的，因此没必要再用汇聚交换机来管理订阅率，并提供服务器到服务器的通信了。博科的架构也是基于类似TRILL(是生成树的新的修订版本)和DCB(数据中心桥接)等新标准的。

　　HP/3Com的方法

　　按照HP的方法，传统3层数据中心网络的问题在于STP在扩展性和性能上存在限制而造成的。

　　Juniper：3-2-1架构

　　利用现在已经上市的Juniper产品，网络架构师可以创建一个2层网络。

　　单层网络

　　Juniper已经发布了它的层云计划，该计划将能够创建一个单层的体系架构。不过相应的产品要到明年才会问世。

　　Extreme的方法

　　在Extreme看来，刀片服务器交换机增加了一个第4层，而每个hypervisor的虚拟机部分又增加了一个第5层交换。而Extreme的“Direct Attach”数据中心架构则取消了服务器域和网络域上的层，从而构建了一个两层的网络。