如果把數據中心比作一個「人」，則伺服器和存儲設備構成了數據中心的「器官」，而網絡（交換機，路由器，防火牆）就是這個數據中心的「神經脈絡」。本文就針對數據中心的網絡架構和一般設計來說。
01、網絡分區與等保
一般情況下，本著靈活、安全、易管理的設計原則，企業都會對數據中心網絡的物理設備進行分區。通常情況下，數據中心都會採用核心—匯聚—接入三層的網絡結構，核心用於所有流量的快速轉發，而匯聚則是在每個網絡分區上，擔任網關的功能。
一般來說，數據中心的網絡分區中，每一個區域會根據預期的流量和伺服器的數量，分配不同的業務網段。同時，在一些等保要求較高的區域，還會設置防火牆這樣的安全設備，來控制進出這個區域的流量，如下圖所示：
「等保」是等級保護的簡寫，在設置數據中心伺服器區域的時候，不同業務的伺服器的等級保護是不一樣的。比如後臺存儲，帶庫，資料庫這些伺服器的等保和Web、前端、APP的等保就不一樣。而在數據中心網絡中，防火牆的功能，就是用來劃分「等保」，同時用來控制不同等保之間的互訪。
那如何更好的來理解這個「等保」的概念呢？
在目前的數據中心網絡架構中，要考慮到不同等保之間的流量控制，又要考慮到在設計路由的時候的簡便和快捷，目前數據中心的防火牆幾乎都會採用旁路的方式來部署，再配合匯聚交換機上的VRF來控制流量。
02、數據中心網絡分區的方式
分區的劃分方式有以下三種，不同分區方式各有優缺點，通常結合使用。
A.按照伺服器類型分區
比如x86伺服器、小型機、刀片機、大型機、虛擬機進行分類。完全按照伺服器型號分類的話，在實際應用中，可能某個企業小型機被大量使用，而大型機幾乎沒用，就會導致小型機的網絡區域流量巨大而大型機這個區域閒置了。所以，現在的數據中心，幾乎看不見如此分配區域的情形了。
B.按照應用層次分區
比如Web、APP是前端伺服器，而資料庫、存儲、NFS這些是後端伺服器，所以把前端伺服器放在一個區域，後端伺服器放在一個區域。在有些企業的數據中心，也確實是這麼分區的。比如，所有的Web伺服器放在「綜合業務區」，把資料庫就放在「生產管理區」（你也看出來，連區域名字都起得那麼「模糊」 ）。如此分區的好處是便於管理，因為前端服務區域和後端服務區域不在一個等保內，前端服務區域直接面對辦公，後端區域則為前端區域服務，如下圖所示：
這種區域的設置方式的好處是便於分開管理，但是壞處也是運維起來屁事太多。比如，前端新上線了一個APP，後端需要相應的資料庫支持，此時系統運維人員就要找網絡運維人員，請他們在後端區的防火牆上開通相應的安全策略。考慮到前端和後端對接也有諸多非網絡的問題，加上前端和後端之間又有防火牆的「阻礙」，所以一旦前端和後端的通信出了問題，網絡運維人員就很容易「被背鍋」了。
C.按照應用類型劃分
例如核心服務，公共服務，辦公區域，隔離區域，開發測試區域進行劃分。這種分區的好處就是，一個「功能業務」的前端伺服器和後端伺服器都在一個等保內了，在前端和後端對接的時候，網絡運維人員不至於因為防火牆策略的原因而「背鍋」。但是這樣劃分又會顯得網絡規劃有點「混亂」。對於一些對前期IP位址規劃不太重視的管理員來說，可能會對前端伺服器和後端伺服器的IP位址規劃帶來些麻煩。比如，給核心伺服器區的IP位址段是10.114.128.0/21，在這裡有10.114.128.0/24---10.114.135.0/24，整整16個C段。但是對於不嚴謹的管理員來說，可能會讓10.114.128.0/24做前端的IP位址，10.114.129.0/24做後端的IP位址，這樣的話，前端和後端的IP位址段就「交叉」了。
如果遇到一種極端的情況，在多級數據中心使用MPLS V.PN網絡對接，讓前端和後端的流量「分流」時，這種前端和後端IP位址段一「交叉」，分流就會顯得極其麻煩。
綜上所述，每一種分區的方式，都有自己的優點和缺點，所以也要按照實際情況進行分區。
03、數據中心常用網絡架構
A.扁平化組網
對於功能單一，伺服器數量小於300臺的小型數據中心來說，通常情況下都會採用兩層式的扁平化組網。也就是匯聚設備擔任網關，接入設備就是一個二層設備，打通二層通道的功能。對於扁平化的組網，也分為比較傳統的VRRP+MSTP，和「堆疊+鏈路捆綁」兩種方式進行組網設計。
第一種就是VRRP+MSTP的結構，如下圖所示：
相比起第一種非常傳統的MSTP+VRRP的架構，第二種「胖樹」結構，則是當前數據中心扁平化組網的常用結構。它的思路是：匯聚交換機必然堆疊，接入交換機按需堆疊，所有冗餘鏈路必須捆綁，形成一個「胖樹」狀結構。它的優點就是，既保證了設備的冗餘性，提升帶寬性能，也能從根本上防止二層環路。但是，要實現設備的堆疊，這個對硬體有要求，所以，這種「胖樹」狀結構的組網，成本比起第一種來說要高不少。
B.三層組網架構
對於大型數據中心，功能多樣，且要進行功能分區的場合，就會採用標準的三層架構。
在這種組網方式中，交換核心區是整個數據中心網絡的樞紐，核心設備通常部署2-4臺大容量高端框式交換機，可以是獨立部署，也可以通過堆疊技術後成組部署（但是考慮到核心和匯聚之間都是三層連接，且堆疊有一定裂開風險，所以一般核心都會採用獨立部署的方式，即核心之間只和匯聚之間有互聯，核心之間無互聯）
分區內的匯聚層和接入層通過堆疊實現二層破環。
下圖為大家展示了一個當前主流的數據中心三層組網架構圖：
剛才的拓撲圖中，各個大區域之間的防火牆採用了旁路的連接方式。防火牆採用旁路連接的目的，也是為了提升可擴展性，並且可以兼容動態路由。而這種結構，要想實現核心—匯聚—接入之間的流量進入防火牆，就需要使用VRF在匯聚交換機上隔離路由了。所以，VRF在這個地方，起到的作用是隔離路由，起到一個「化旁路為串聯」的作用。
本文的難點，也正好是匯聚交換機上使用VRF時，這個業務流的邏輯圖如何畫出。實際上，我本人在剛接到這個項目的時候，也是花了一段時間來理解這個VRF和旁路防火牆之間的關係的。下面我可以簡單為大家說一下劃業務流的方法。
所謂「單一等保」，實際上就是匯聚下方的所有業務網段可以直接訪問，流量無需經過防火牆控制。在這種情況下，就只需要一個VRF，把匯聚—核心和匯聚—防火牆之間的流量隔離開即可。
物理連接圖如下：
由於匯聚、接入，包括防火牆做了雙機或者堆疊，所以在此時可以將匯聚、接入先暫時畫成單個設備，這樣物理結構就不會太複雜了。
然後，去掉匯聚層設備的圖標，用一個方框來代替。在方框內部添加兩個小方框，代表兩個擁有獨立三層路由的虛擬設備，與核心連接的是全局路由，與接入連接的是VRF路由。然後，防火牆上「畫出」兩條線，分別與「全局路由」小框和「VRF」小框互聯。防火牆與匯聚連接的兩條線，可以是不同的物理接口，也可以是不同的子接口。如下圖所示：
最後，去掉匯聚層設備位置的大方塊，將防火牆「塞」在「全局路由」小框和「VRF」小框之間，這樣，一個單一等保級別的，化旁路為串聯的流量圖就完成了。
兩個等保級別，這就要求了兩個等保級別內的業務在互訪時，流量需要經過防火牆。這裡你就要記住：一個等保一個VRF，不同等保級別的流量要放在不同的VRF內。
在畫雙等保邏輯流量的時候，採用的方式和單一等保邏輯流量的方式是一樣的。第一步，仍然是把雙機結構改成單機結構，所不同的是，防火牆和匯聚之間，需要畫三條線。總之，匯聚下面有N個等保，匯聚和防火牆之間就畫N+1條線。
然後，去掉匯聚層設備的圖標，用一個方框來代替。在方框內部添加三個小方框，代表三個擁有獨立三層路由的虛擬設備，接入層交換機換成兩個，分別代表等保1的接入和等保2的接入。
然後，去掉大方框，將防火牆「塞」在「全局路由」小方框和「VRF-1」、「VRF-2」小方塊之間，先形成如下圖所示的結構：
最後，將兩個等保「VRF」的小方塊，分別連接在防火牆的兩邊，這樣，一個雙等保的化旁路為串聯的業務流邏輯圖就畫好了，根據標註的接口編號和規劃的IP位址，就可以寫配置腳本了。而且串聯的邏輯圖畫好以後，也立刻能夠知道靜態路由該如何規劃了。
記住一點：「全局」、「VRF-1」、「VRF-2」上標註的接口，其實全是匯聚交換機的。
記住這個方式，以後遇到旁路防火牆，下面有N多個等保的業務流，也可以按照這個方式去照葫蘆畫瓢了。
04、數據中心未來的發展
隨著大數據時代的到來，企業數據中心承載的業務越來越多，新業務上線越來越快。為了滿足業務的需要，傳統數據中心網絡將逐漸向具備彈性、簡單和開放特徵的新一代數據中心網絡演進。
A.彈性
彈性是指網絡能夠實現靈活、平滑擴展以適應業務不斷發展的需要。彈性擴展包括設備級、系統級和數據中心級的擴展。
設備級彈性擴展：網絡設備需要具備持續的平滑擴容能力。例如接入交換機可以提供25GE/40GE的接入能力，核心交換機能提供百T以上的交換容量，高密度的100GE/400GE接口等。
系統級彈性擴展：數據中心網絡需要支持更大規模的二層網絡。例如提供X萬臺10GE伺服器接入的能力。
數據中心級彈性擴展：數據中心網際網路要能夠支持多個數據中心的資源整合，實現更大規模虛擬機跨數據中心遷移。
B.簡單
簡單就在於要能夠讓網絡更好的為業務服務，能夠根據業務來調度網絡資源，例如要能夠實現網絡資源和IT資源的統一呈現與管理，能夠實現從業務到邏輯網絡再到物理網絡的平滑轉換等。
C.開放
傳統網絡的管理維護是封閉的，獨立於計算、存儲等IT資源。網絡開放以後，可以打破原有的封閉環境，使網絡設備可以與更多的SDN控制器、第三方管理插件、虛擬化平臺等協同工作，從而打造更靈活的端到端數據中心解決方案。
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