Fat-tree 胖树交换网络

本文介绍了胖树网络架构的特点及其实现方式。胖树架构确保网络带宽无收敛,通过每个节点提供等量的上行和下行带宽,支持无阻塞网络。文章详细解释了2元4层胖树网络的具体物理结构。

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胖树架构下,网络带宽不收敛
  传统的树形网络拓扑中,带宽是逐层收敛的,树根处的网络带宽要远小于各个叶子处所有带宽的总和。
  而胖树网络则更像是真实的树,越到树根,枝干越粗,即:从叶子到树根,网络带宽不收敛。这是胖树架构能够支撑无阻塞网络的基础。
  图2 胖树网络和传统网络的逻辑拓扑比较
  如上图所示,为了实现网络带宽的无收敛,胖树网络中的每个节点(根节点除外)都需要保证上行带宽和下行带宽相等,并且每个节点都要提供对接入带宽的线速转发的能力。
  下图是一个2元4层胖树的物理结构示例(2元:每个叶子交换机接入2台终端;4层:网络中的交换机分为4层)。其使用的所有物理交换机都是完全相同的。
  


  图3 胖树架构的物理拓扑实例
  从图中可以看到,每个叶子节点就是一台物理交换机,接入2台终端;上面一层的内部节点,则是每个逻辑节点由2台物理交换机组成;再往上面一层则每个逻辑节点由4台物理交换机组成;根节点一共有8台物理交换机。
  这样,任意一个逻辑节点,下行带宽和上行带宽是完全一致的。这保证了整个网络带宽是无收敛的。        

转载于:https://www.cnblogs.com/lfzark/p/4269497.html

二、网络拓扑 (一)所需创建的Fat-tree网络拓扑 Fat-Tree 是业界普遍认可的实现无阻塞网络的技术。其基本理念是:使用大量低性能的交换机,构建出大规模的无阻塞网络,对于任意的通信模式,总有路径让他们的通信带宽达到网卡带宽。Fat-Tree 的另一个好处是,它用到的所有交换机都是相同的,这让我们能够在整个数据中心网络架构中采用廉价的交换机Fat-Tree是以交换机为中心的拓扑。支持在横向拓展的同时拓展路径数目;且所有交换机均为相同端口数量的普通设备,降低了网络建设成本。 要求在Mininet+Ryu的实验环境中,通过编写和运行Python脚本,创建下列的Fat-Tree网络结构。 图2.1 Mininet+Ryu环境中所需搭建的网络拓扑结构 具体来说,Fat-Tree结构共分为三层:核心层、汇聚层、接入层。一个k元的Fat-Tree可以归纳为5个特征: 1、每台交换机都有k个端口; 2、核心层为顶层,一共有(k/2)^2个交换机; 3、一共有k个pod,每个pod有k台交换机组成。其中汇聚层和接入层各占k/2台交换机; 4、接入层每个交换机可以容纳k/2台服务器,因此,k元Fat-Tree一共有k个pod,每个pod容纳kk/4个服务器,所有pod共能容纳kk*k/4台服务器; 5、任意两个pod之间存在k条路径。 三、VLAN划分及其转发行为控制 (一)VLAN划分 在图2.1所示的网络拓扑中,要求将8个主机(H1~H8)划分到不同VLAN中,即:编号为奇数的主机(比如H1、H3等)位于VLAN10中,而编号为偶数的主机(比如H2、H4等)位于VLAN20中。 (二)转发行为要求 1、VLAN10内的主机能够相关通信,VLAN20内的主机也能够相关通信。 2、但是位于不同VLAN内的主机之间不能相互通信。 3、汇聚层交换机(a1~a2)中的任意一台交换机故障,都不影响上述两条通信规则。 【提示】:上述VLAN划分和报文转发行为可以通过流表下发方式予以实现。
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06-24
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