使用叶脊架构和EVPN-VXLAN技术增强数据中心性能

本文主要是介绍使用叶脊架构和EVPN-VXLAN技术增强数据中心性能，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

为应对当前业务转型和数据日益增长的趋势，越来越多数据中心网络选择采用先进的叶脊架构和EVPN-VXLAN技术对网络进行虚拟化。这种方法实现了高性能、高带宽、低延迟的流量，并具有出色的可扩展性和灵活性。从传统的核心-汇聚-接入模型过渡到叶脊架构，提高了互连带宽，并简化了扩展过程。除此之外，前瞻性的设备选择也至关重要，这有助于预测技术进步和行业趋势，以优化数据中心资源并助力核心业务的运营。

先进的数据中心网络架构

高性能数据中心网络架构从传统的核心-汇聚-接入架构发展到叶脊架构，大幅度提高了网络互连带宽，使每个互连链路都能以100G带宽运行，提升了可扩展性。同时这种架构实现了合理的网络收敛比，适用于数据中心POD（交付点）内部和相互之间的内部流量优化。采用叶脊架构设计的三层底层网络可实现核心交换机和接入交换机的解耦。当核心交换机与汇聚交换机之间，或者汇聚交换机与接入交换机之间出现流量瓶颈时，能够通过增加上行链路和降低收敛率，实现水平扩展，同时对带宽扩展需求影响较小。叠加网络采用分布式网关，利用EVPN-VXLAN技术，可根据业务需求实现灵活且高适应性的网络部署和资源分配。

这一解决方案借鉴了互联网规模数据中心网络的设计与实施经验，采用叶脊网络架构，整合EVPN-VXLAN技术以实现网络虚拟化，从而为上层业务提供灵活可扩展的网络基础设施。数据中心网络被划分为生产网络与办公网络，利用域防火墙进行有效隔离与保护，同时通过网络防火墙实现办公楼、实验室与区域中心出口之间的互连。

数据中心的生产网络和办公网络核心交换机实现了POD之间的互连和防火墙设备的快速连接，拥有160G高速网络出口容量和1.6T的POD间通信带宽。每个POD内部的水平网络带宽达到24T，为高性能计算集群（CPU/GPU）和存储集群提供强大的支持，降低因网络性能瓶颈导致的数据包丢失的可能性。

布线方案基于叶脊架构，每个POD内的交换机使用100G链路互连，并以TOR（机架顶部）模式部署，其中2-3个机柜合并为一个TOR组，通过100G网络连接到叶交换机。每个POD的叶节点被分为两组，并分别部署在独立的网络机柜中，从而增强了POD内跨机柜级别的可靠性。这种方法可以产生清晰的网络结构，从而简化线缆的部署和管理流程。

高性能数据中心的前瞻性设备

在设计和建设高性能数据中心网络时，预测至少未来五年的技术进步和行业趋势以及运营成本至关重要。这种战略远见有助于优化现有数据中心资源的利用率，支持企业核心业务的运营。

网络交换机的选择在整个数据中心网络设计中起着举足轻重的作用。传统解决方案倾向于利用机箱式设备来增强网络系统的整体容量，从而提供有限的可扩展性。但是，这种方法存在一定的限制和风险：

机箱式设备受到整体容量的限制，无法跟上数据中心增长的速度。
核心机箱设备中的双连接会导致较大的故障半径，从而可能危及业务安全。
机箱式设备所固有的多芯片架构在流量处理能力和网络延迟方面存在严重的瓶颈。
机箱式设备部署繁杂，诊断和纠正故障需要很长的周期，会造成升级和维护期间的业务中断。
为了适应未来业务扩展的趋势，机箱式设备需要预留插槽，这增加了前期的投资成本。
机箱式设备在随后的扩张中会遇到来自供应商和价格成本一类的限制。

因此，高性能数据中心网络的设备选择建议采用模块化的交换机网络架构。这需要统一架构中不同层级的交换机，以使维护团队能够快速适应网络环境。此外，这种方法为未来的网络架构修改、设备重用和维修更换提供了操作灵活性。

叶脊架构与模块化交换机网络的结合降低了初始网络投资（总拥有成本（TCO）），实现了网络的水平扩展性。即使主干交换机中断，也只有1/8的网络带宽受到影响，从而保障了业务运营的连续性。在未来的扩展阶段，随着数据中心的需求规模的增加，可以增设额外的交换机和架构层级，并依据业务、应用等的需要采购和部署整个网络，以提升接入容量和骨干网络的交换性能。