随着云计算应用的蓬勃发展,数据中心内流量剧增。这要求数据中心网络以更少的 能耗与更低的成本提供更高带宽与更低时延的通信服务,上述需求对传统树形拓扑结构 的数据中心网络提出了很大的挑战。 ①网络能耗高。网络各层均使用电分组交换机消耗大量能量,为了保证网络设备 的正常运行而安装的制冷设备也是高能耗设备。 等分带宽小。传统数据中心网络采用树形拓扑结构,位于树根的核心交换机容 易成为带宽瓶颈、限制网络的可扩展性。如果要提高网络的等分带宽,需要购买交换能 力更强的核心层交换机,增加了网络的建设成本 ③分组时延高。数据分组从一台服务器出发到达另一台服务器,需要经过各层交 换机存储转发,多次排队过程增加了分组端到端时延。 ④管理维护难。树形拓扑不可避免地存在单点失效问题,在引入备份节点后需增 加线缆、防止环路,这样增加了布线与管理的复杂性。此外每一台网络设备都要单独配 置,难以保证全网策略的一致性。 传统的数据中心网络架构无法满足新兴网络应用对高带宽、低时延和低能耗等性能 需求,已经成为未来云计算数据中心发展的瓶颈。因而研究者们相继提出改进型电交换 数据中心网络架构以及光交换数据中心网络架构,来解决传统数据中心网络中所存在的 系列问题。 813数据中心网络体系结构 数据中心网络体系结构取决于应用计算模型。计算模型主要分为层次化模型与扁平 化两种结构。层次化模型结构如图84所示 客户端 网络层 接口层 数据层 图84计算模型层次化结构 Web应用是层次化结构的典型应用之一。层次化结构的主要特点是客户请求计算结 果需逐层访问,返回数据也要逐层沿原路返回。 计算模型扁平化结构如图85所示。其特点是数据层服务器会将结果直接返回给客5 随着云计算应用的蓬勃发展，数据中心内流量剧增。这要求数据中心网络以更少的 能耗与更低的成本提供更高带宽与更低时延的通信服务，上述需求对传统树形拓扑结构 的数据中心网络提出了很大的挑战。 ① 网络能耗高。网络各层均使用电分组交换机消耗大量能量，为了保证网络设备 的正常运行而安装的制冷设备也是高能耗设备。 ② 等分带宽小。传统数据中心网络采用树形拓扑结构，位于树根的核心交换机容 易成为带宽瓶颈、限制网络的可扩展性。如果要提高网络的等分带宽，需要购买交换能 力更强的核心层交换机，增加了网络的建设成本。 ③ 分组时延高。数据分组从一台服务器出发到达另一台服务器，需要经过各层交 换机存储转发，多次排队过程增加了分组端到端时延。 ④ 管理维护难。树形拓扑不可避免地存在单点失效问题，在引入备份节点后需增 加线缆、防止环路，这样增加了布线与管理的复杂性。此外每一台网络设备都要单独配 置，难以保证全网策略的一致性。 传统的数据中心网络架构无法满足新兴网络应用对高带宽、低时延和低能耗等性能 需求，已经成为未来云计算数据中心发展的瓶颈。因而研究者们相继提出改进型电交换 数据中心网络架构以及光交换数据中心网络架构，来解决传统数据中心网络中所存在的 一系列问题。 8.1.3 数据中心网络体系结构 数据中心网络体系结构取决于应用计算模型。计算模型主要分为层次化模型与扁平 化两种结构。层次化模型结构如图 8.4 所示。 图 8.4 计算模型层次化结构 Web 应用是层次化结构的典型应用之一。层次化结构的主要特点是客户请求计算结 果需逐层访问，返回数据也要逐层沿原路返回。 计算模型扁平化结构如图 8.5 所示。其特点是数据层服务器会将结果直接返回给客