38、现代数据中心网络架构：从底层到上层的全面解析

现代数据中心网络架构：从底层到上层的全面解析

1. 多机箱网络设备与虚拟机箱架构

在网络设备的发展中，扩展转发平面是一项重要需求。一种有效的方法是使用单一控制平面同时管理多个机箱，这种方式形成的结果通常被称为虚拟机箱。虚拟机箱采用的是融合式虚拟化，即多个物理设备合并为一个虚拟设备，这与裂变式虚拟化（如一台物理服务器运行多个虚拟机，或一台路由器实例化多个虚拟路由转发）有所不同。

从转发平面的角度来看，虚拟机箱架构有以下两种粗略分类：
- 专用机箱架构 ：由某些物理设备实现网络结构，这些设备的转发平面仅执行此功能，是带有仅用于网络结构的链路的专用机箱。它们与包含转发引擎和外部接口的线卡机箱在外观和功能上都有所不同，不过这种架构不在本文详细讨论范围内。
- 通用设备架构 ：网络结构由也可作为独立网络设备使用的物理设备实现，后续会对该架构进行详细探讨。

2. 传统数据中心网络的挑战

2.1 L2 桥接网络的困境

在互联网早期，公共和私有数据中心的物理服务器连接到传统的 L2 桥接网络，这种情况在许多中小型数据中心和无数私有企业网络中仍然存在。随着计算虚拟化的普及，应用程序更多地运行在虚拟机或容器上，但在传统 L2 连接模型中，虚拟机管理程序仍通过 VLAN 中继连接到物理底层网络，这带来了诸多问题。

2.2 VLAN 的局限性

2.2.1 服务与网络底层的紧密耦合

在传统 L2 桥接网络中，VLAN 用于实现流量分段。新服务器部署时，其网络接口卡（NIC）获取的 IP 地址属于