數據中心網絡結構的扁平化一下子又變成了熱門話題。
隨著許多企業遷移到虛擬化、面向服務、向外擴展、融合的基礎架構，傳統的三層網絡開始受到質疑。自上個世紀90年代末以來，這種分層架構一直主導著數據中心的網絡架構。
如今企業IT架構師和規劃師面臨的問題是：為了提高性能，並最終節省資金，是堅持採用三層架構，還是採用扁平網絡。從網絡設備廠商的角度來看，博科、惠普和Juniper等公司正在竭力推行扁平網絡，畢竟企業如果決定採用扁平網絡，就需要購買新的數據中心交換機，而這為它們有望取代思科帶來機會。多年來，思科幾乎就是數據中心網絡的代名詞。
Forrester公司的企業網絡高級分析師AndreKindness說：「要想採用扁平網絡，就得考慮全新的設備。連使用思科Catalyst交換機的公司也不得不重新配置數據中心，以達到扁平網絡的標準。不過，這對其他廠商來說是個大好機會，有望將思科從數據中心網絡領域龍頭老大的寶座上趕下來。」
當然，思科也有自己的下一代計劃，其核心是Nexus交換機。對一些比較知名的網絡廠商來說，如果與業界巨擘思科迎面較量的話，稍有不慎，就會惹火上身。AndreKindness表示，如果後果嚴重的話，這些廠商能否生存都可能成問題。他補充說，隨著伺服器、存儲和網絡的相互融合，要是這些公司不投入到數據中心網絡中，它們的其餘業務可能會受到影響。
站在IT的角度來看，扁平網絡的魅力在於能夠部署為自動化、融合和虛擬化度身定製的產品。它有望大大簡化基於Fabric的網絡架構，而企業通過這種架構，就能顯著提升性能，並大幅簡化操作事務，降低費用。
AndreKindness說：「數據中心網絡領域大概有10年沒這麼激動人心了。」而企業網絡規劃師也正密切關注著這種變化。「這是全新的格局，有最新最好的技術，並且每家廠商都有特長。對數據中心網絡絕對有必要從一個全新的角度去關注，我們再也不能恪守以前的想法了。」他表示，顯然，所有交換機廠商都在競相跟上數據中心領域出現的變化，但還沒有一家廠商能完全弄清楚這一變化，一些產品甚至就像是油漆未乾的家具，匆匆忙忙發布給了客戶。
尚未成氣候
美國一家IT諮詢公司的副總裁JimMetzler表示，網絡界最大的展會Interop就好比是晴雨表，它客觀地展現了扁平架構方面的熱潮如何讓業界重新興奮。
2008年，JimMetzler曾組織了一場題為「區域網還有什麼要說的嗎？」的會議，當時人們的回答是：沒什麼要說的。而今年春季，他又組織了一場題為「為什麼網絡必須從根本上進行變化？」的會議，結果「有212個人出席了會議，廠商們排隊要求報名，對會議的專家組裡沒有列入自己表示不滿。這一切是為什麼？因為網絡重新令人興奮。」
不過，對此，專家們發出了警告：網絡扁平化絕不像玩遊戲那麼簡單。技術評估公司CIMI的總裁TomNolle說：「事實上，如果我們從需求的角度關注數據中心網絡的趨勢，看看數據中心的架構和意義在如何變化，那麼，重新思考一下是絕對有道理的。」他說，但網絡主管們要是以為扁平網絡就是最適合新的數據中心的，那可就錯了。真正重要的是關注數據中心出現的變化（比如處理器間通信增加了），以及這種變化如何影響流量行為和網絡面臨的需求。如果不考慮整個環節，就決定讓網絡扁平化，那就有可能不是倉促投資，就是投錯了方向。最怕出現的情況是，面對重新設計網絡架構方面的營銷聲勢，許多企業倉促上馬扁平網絡項目，但多年後又不得不中止。
TomNolle解釋說：「我們在考慮數據中心網絡扁平化時，應根據具體項目來決定要不要這麼做，但我們在做決定時往往脫離了實際情況。如果預計某個項目會引起性能問題，那麼考慮讓網絡扁平化，以解決那些問題，這也許是個合理的決定。但如果就因為網絡扁平化很時髦而貿然行事，這就好比買汽車是因為覺得擁有汽車讓你更像個成功人士一樣不靠譜。」
網絡扁平化需要在新設備方面有大量投入。網絡主管們必須能說清楚成本和效益方面的情況，表明網絡扁平化會如何增加收入或降低成本，但一般企業的網絡主管很難做到這點。TomNolle補充說：「要是無法證明所能帶來的效益，扁平網絡項目就會被中止。如果是這樣，還是在設備採購之初就及時中止為好。」
關鍵看性價比
網絡要不要扁平化歸結為對性價比的評估。
JimMetzler說：「說到底，我不關心數據中心網絡的架構是兩層、三層還是多少層，而一定要著重關注成本問題。」LaylandConsulting公司專門為企業客戶提供網絡架構和戰略諮詢服務，該公司負責人RobinLayland說，「我們一定要記住當初為什麼採用三層架構，那是因為使用兩層架構，我們無法得到所需的密度，而且成本太高了，所以採用了三層。這是我們獲得所需性能的成本最低的辦法，倒不是說三層架構天生優良。」
數據中心在變，但對網絡管理人員來說決策點沒變。RobinLayland說：「如果兩層網絡能夠帶來卓越性能，成本又比三層設計來得划算，那它就勝出，因為從理論上來說，兩層架構的延遲更低，而且可靠性更高。」
AndreKindness表示，不能倉促做出決定，而要認真比較各種方案，設定合理的目標。從短期來看，廠商們會在如何處理伺服器虛擬化帶來的新網絡需求方面顯示自己的與眾不同，至少可以使用從伺服器到第一臺交換機或第一臺櫃頂（topofrack）的所有連接，因為那是問題最先暴露出來的環節，也是我們收益最多的環節。另外，最初的存儲集成也會在那些櫃頂交換機處進行，而不會一開始就集成網絡上的所有交換機。
博科將存儲優勢用於扁平網絡
光纖通道存儲廠商博科（Brocade）長期以來一直企盼從下一代數據中心網絡分得一杯羹，這已不是什麼秘密。博科在2008年收購了乙太網交換機廠商網捷網絡公司（FoundryNetworks），就清楚地彰顯了這個野心。
今年6月，博科發布了BrocadeOne融合數據中心架構戰略和產品計劃。博科首席技術官DaveStevens說：「在理想情況下，我們應該能夠封裝虛擬機中的應用程式，將網絡、存儲、安全及其他部分拿來組裝成一個虛擬數據中心。該數據中心的基礎架構針對應用程式做了調整，當不再需要應用程式時，該虛擬數據中心的各部分資源會回到資源池中。」他還說：「讓虛擬機在這種環境下在本地和遠程工作，並讓基礎架構易於配置，以及能通過軟體來分配，這正是我們的發展方向。」他表示，網絡基礎架構扁平化，即對它進行簡化，使它更像是一條總線，這將會讓虛擬機移動起來比現在容易得多。
博科新的Fabric
博科在發布這種架構的同時，還發布了一項核心Fabric技術，即虛擬集群交換（VCS）技術。DaveStevens表示，藉助VCS，企業的網絡管理人員就能夠建立起無損耗、低延遲的第二層數據中心Fabric，以支持虛擬伺服器基礎架構。但它們不需要依賴過時的、限制多的生成樹協議（SpanningTree），這種協議只允許在任何兩個網絡節點之間有一條活動路徑。相反，博科將它的一些存儲網絡專長運用於乙太網領域，並依賴於標準制定機構的最新成果。
VCS交換機集群中的埠將支持IEEE的數據中心橋接（DataCenterBridging，DCB）標準，以實現無損耗的乙太網交換和多跳FCoE網絡。此外，博科還將採用IETF的多鏈路透明互聯（TRILL）這項新興標準，用於通過融合的Fabric傳輸數據。
TRILL包括了在兩個點之間的最短路徑進行路由轉發的功能。
有了VCS，就能採用網狀網、環狀網和扁平樹等架構，不管你想採用什麼樣的拓撲結構，每條鏈路都是活動的。它支持原生模式，確保通過乙太網Fabric的多條路徑有同樣的服務質量，還能自動發現活動鏈路，要是某臺交換機斷開了，還能自動重新選擇路由。
DaveStevens補充說：「隨著交換機的不斷添加，它會相應擴大，實際上最後得到的是一個很龐大的數據中心雲。」他強調說，VCS集群可支持1000個萬兆乙太網埠和1萬臺虛擬機。此外，集群還能作為一臺邏輯交換機來加以管理，如果是1萬多個虛擬機組成的大型環境，VCS集群也能連起來。他說：「VCS是一種突破性的方法，可用於建立能大幅簡化操作、提高工作效率，並減輕管理難度的接入層和聚合層網絡。」
注重開放性
DaveStevens表示，博科會在今年交付第一批VCS交換機及新的管理控制臺BrocadeNetworkAdvisor。
BrocadeNetworkAdvisor這個數據中心管理工具既可以充當數據中心組件的網元管理器，還可以在博科Fabric與企業已經在使用的各種協調和管理工具之間充當轉換層。他說，博科推出這款工具出於為客戶保護現有投資的目的，「我們知道，扔掉舊網絡、搭建全新網絡對我們的客戶來說不是好辦法。我們知道，我們得拿出利用現有系統進行擴展的計劃。」
美國科羅拉多州雲基礎架構提供商Denovo的服務交付主管JeffWilson喜歡博科在暢談未來時提到的開放性，「我以前走的是只用一家廠商產品的路線，但我不喜歡沒有靈活性。我喜歡使用同類中最佳的策略，而不是只採用一家廠商的產品。」使用博科SAN交換機的Denovo「絕對在關注新數據中心網絡技術方面的情況，」JeffWilson說，能夠通過簡化布線以及存儲和乙太網基礎架構的管理來降低複雜性，這是一個促進因素。
Forrester研究公司的企業網絡高級分析師AndreKindness讚揚了博科的統一數據中心計劃相對開放。他說：「與Juniper一樣，博科聲稱它提供的解決方案不會讓你只能使用某一家廠商的伺服器或存儲系統，因而從理論上來說，在緩慢遷移期間可以結合使用舊的網絡設備，從而表明了自己有別於思科。博科為用戶提供了選擇性和靈活性。」
惠普和3Com有望提供扁平網絡
鑑於惠普已將3Com的H3C交換機技術收入麾下，它現在有資本幫助企業實現數據中心網絡架構的扁平化。
但行業觀察人士表示，惠普目前還做不到這點。Forrester研究公司的企業網絡高級分析師AndreKindness說：「儘管惠普是業界巨頭，但它其實還沒有提供足夠清晰的願景。比如說，它想讓數據中心變得平民化，利用其虛擬連接（VirtualConnect）邊緣虛擬化技術來應對思科的統一計算系統，但它似乎還沒有整合好各部分。」
說到扁平網絡，其中一個部分是惠普在今年4月收購3Com後得到的交換機虛擬化技術。這項技術名為智能彈性框架（IRF），是「我們當初決定收購3Com時認為最核心的智慧財產權」，惠普網絡先進技術事業部的先進技術主管LinNease說。有了IRF，惠普就能結合最近獲得的A12500系列數據中心核心交換機（即以前的3ComH3C12500），作為一臺龐大的虛擬交換機來進行控制。這樣一來，就能經濟高效地在僅僅一個第二層域中就獲得數千個與萬兆連接的伺服器，另外還能獲得很高的可用性和快速恢復時間。
LinNease說，IRF聲稱擁有其他技術沒有的成熟性，因為它可以追溯至上世紀90年代的3Com堆疊解決方案，但此後數次得到了完善。惠普還得益於早些時候3Com與華為共同建立的合資企業，由此開發的現代商業晶片（merchantsilicon）可用於3Com的H3C數據中心交換機。LinNease說：「利用專用集成電路（ASIC）領域最新最好的成果，意味著交換機可做到低延遲。在實現網絡扁平化時，低延遲很關鍵。」他提到，惠普為A系列交換機客戶提供50毫秒內恢復的服務水平協議（SLA）。
LinNease說，在如今高度虛擬化的數據中心，「我的機架可能相隔幾百米，但我需要能夠配置伺服器，讓它們成為同一集群的一部分，還要能夠彼此通信，延遲又非常低，就好像它們是在同一個機架上。我們在非常大的核心交換機上使用IRF時，就能做到這一點。現在，我們沒必要關注伺服器實際擺放在哪裡。」另外，雖然IRF能夠實現從伺服器邊緣到核心的連接，但惠普能夠為多協議標記交換（MPLS）或虛擬專有區域網服務（VPLS）等通向外界的傳統連接，保留第三層及以上層的網絡分段。這給用戶帶來了真正的靈活性。
美國洛杉磯社區學院學區的CIOJorgeMata也認為，網絡扁平化有其作用，但第三層和路由仍很重要。
管理也是一個關鍵的決策點。JorgeMata說：「一些網絡扁平化技術還能整合管理，我們對這些技術很感興趣。我們可能有一大批設備，但從管理的角度來看，我們看到的只有一個設備。因而，我們只有一種拓撲結構，可以根據需要，隨著基於行業標準的連接而擴展。」
惠普通過智能管理控制臺（IMC）來提供這種管理能力，它是收購3Com後得到這款多廠商管理平臺的。惠普網絡部門的產品營銷主管JayMellman說：「企業不但可以使用IMC來管理新的交換機，還能管理現有的基礎架構。IMC還是個遷移工具。」
對洛杉磯社區學院學區來說，等待惠普推出彈性結構（FlexFabric）的整合戰略、實現扁平網絡的目標也許是值得的。JorgeMata說：「我有一支好的團隊，但只要我能與像惠普這樣提供全面服務能力的廠商合作，它就能大幅降低我們學區的風險，還可加快將服務和應用部署到基礎架構上的過程，這有利於我們的業務。」
誠然，惠普的確為希望在數據中心網絡架構扁平化方面得到幫助的企業提供了一個無可比擬的重要優勢：服務部門。JayMellman說，惠普不單單提供技術，還為技術提供支持和服務。它致力於幫助客戶充分利用這項技術，以實現它們的目標，那些目標就是「我如何交付最好的應用和業務服務」以及「我如何靈活地交付」。
思科希望在扁平網絡領域通吃對手
對於數據中心網絡的扁平化，思科做好了至少與其他廠商一樣充分的準備。
思科數據中心解決方案部門營銷經理OmarSultan說：「我們在與客戶交流時，經常談起將物理層與邏輯層脫離開來，在設計、流量和工程效率等方面具有的重要性。」他說，當具備了一定條件，比如實時遷移虛擬機時，數據中心出現了向外擴展的企業應用架構，網絡扁平化顯得很明智。支持那些類型的通信流量開始需要龐大、扁平的第二層域，伺服器之間要有大量的帶寬和確定性延遲。
對於龐大、扁平的第二層域肯定要與久經考驗的網絡技術即生成樹協議（STP）分道揚鑣，思科面向Nexus交換機的NX-OS作業系統軟體已考慮到了這點，它採用了虛擬埠通道（vPC）、FabricPath和覆蓋傳輸虛擬化（OTV）等技術。
NX-OS的三駕馬車
VPC允許埠渠道橫跨兩臺交換機，它是思科早期克服STP種種局限的嘗試。更重要的區別在於比較新的FabricPath（已於今年第三季度發布）和現已發布的OTV。
FabricPath是IETF正在開發的多鏈路透明互聯（TRILL）標準的早期實現版本，它為擴展數據中心Fabric提供了一個辦法，即合併第二層交換和第三層路由。使用FabricPath後，可以消除STP，而且伺服器到伺服器的流量通過多條活動鏈路傳送時，可以縮短延遲。
同樣身為思科數據中心解決方案部門營銷經理的NikhilKelshikar說：「我們認為FabricPath是項關鍵的支撐性技術，它讓企業得以構建起非常龐大、可靈活擴展的網絡。FabricPath實際上讓企業可以在一個龐大、靈活的第二層域裡面運行成千上萬臺萬兆伺服器。」
與此同時，OTV讓企業可以互連第二層網絡，無論那些網絡是在同一個數據中心還是在不同的地方。這實際上是一種純Nexus的隧道技術，允許第二層乙太網幀通過第三層基礎架構來傳送。OmarSultan說，這實際上相當於建立了虛擬私有雲。
這正是美國麻薩諸塞州Brandeis大學網絡和系統主管JohnTurner在尋找的那種功能。他表示，實際上，這是他在選擇下一批數據中心交換機時的兩大標準之一，目前他正在選擇合適的交換機。他說：「廠商必須滿足我們的業務目標，那就是把多個數據中心連接起來，又能夠建立起覆蓋遠距離的第二層網絡，還能使用現有帶寬在較遠距離上完成虛擬機的遷移。」
OmarSultan表示，OTV將幫助思科實現其更宏大的數據中心願景：讓用戶能夠訪問和使用數據中心的資源池，「OTV是一項支撐性技術，因為它可把數據中心聚合起來，讓工作負載可以來回傳送處理。」
從全局考慮
憑藉vPC、FabricPath和OTV等技術，思科鼓勵企業考慮採用更扁平的網絡架構。
NikhilKelshikar說：「人們構建更多層的最主要理由是管理性能和超額認購。顯然，當我們逐漸引入諸如FabricPath之類的技術，就能開始減少層數，因為我們能夠減少超額認購。但與此同時，構建分層網絡的另一個理由是進行故障隔離，或者為多個不同客戶提供分段機制，而那更多的是一種邏輯架構，這種邏輯分層體系不會消失。」
所以，思科給予企業的指導是，看準機會充分利用扁平化網絡。OmarSultan說：「企業該部署扁平網絡的地方就要部署，該利用現有基礎架構的地方就要利用，這麼做的好處是：按業務需求，企業能夠以一種精細的方式，從三層架構遷移到兩層或更少層的扁平化架構。」
當然，這假設企業使用了Nexus交換機。如果客戶使用早期的Catalyst交換機（依賴IOS作業系統），就沒有Nexus系列交換機所擁有的新的網絡技術功能了。
不過，即使更換交換機系列，思科對許多數據中心的網絡管理人員來說還是有一個優點，那就是熟悉。另外，藉助推出已有一年的統一計算系統（UCS），思科能做好集成和管理工作。統一計算系統把刀片伺服器與存儲訪問、虛擬化和交換系統集成起來。
JohnTurner說：「Nexus將來有望讓我們更容易地進行升級、管理和集成。另外，當需要集成時，它可與光纖通道存儲系統集成。Nexus堪稱全面集成的典範之作。但是，它也可能會成為單一故障點，所以，我們也要考慮到這點。」
技術評估公司CIMI的總裁TomNolle表示，就扁平化網絡現狀而言，思科不但擅長網絡領域，還擅長伺服器和存儲領域，這讓它在市場上有相當大的影響力。他說，CIMI最近完成的一項調查顯示，思科在所有廠商中最具戰略影響力。他解釋說：「這倒不是因為思科在網絡方面做得更出色，而是由於它擁有伺服器技術，能夠從比競爭對手更高的層面談論數據中心架構。它的業務範圍已擴大，而且銷售團隊比其他廠商的團隊能夠更到位地解釋這一切對客戶來說意味著什麼。」
Juniper擬定
憑藉在交換機領域的地位，Juniper網絡公司計劃用兩種方法實現傳統三層數據中心網絡的扁平化。
Juniper將其方法稱為3-2-1數據中心網絡架構，它大力推崇的理念是企業現在就可以去掉數據中心網絡的一層，之後再去掉一層，最終將得到最扁平的網絡：只有一層作為一臺大型交換機來運行。
大約在兩年前，Juniper宣布了這個最終願景：層雲計劃（ProjectStratus），但實際產品預計要到2011年才上市銷售。
兩層結構
與此同時，看到扁平架構好處的企業網絡規劃師可以使用Juniper的虛擬機箱（VirtualChassis）技術，充分利用兩層結構。虛擬機箱技術運用於接入層，允許最多10臺EX4200架頂式交換機運行，可作為一臺邏輯交換機加以管理，該邏輯交換機由數百個千兆乙太網埠組成，如EX4200就有480個埠。
Juniper公司的企業營銷主管CalvinChai表示，Juniper還會將虛擬機箱技術運用到EX4500，這種48埠的萬兆乙太網交換機將在今年年底或明年年初上市銷售。企業可以在同一個虛擬機箱結構中混合搭配使用EX4200和4500，它們還將支持融合增強型乙太網（CEE）和FCoE，以實現存儲融合。
CalvinChai說，我們仍然可以擁有物理設備，但不是使用基於機箱的傳統模式，機架中只有一臺機箱，插入模板以便增加埠，現在可以讓這些1U伺服器分布在數據中心的角落。你可以使用光纖連接，讓虛擬機箱結構可以跨地板、建築物甚至同一個機架擴展，距離最遠可達50千米。另外，沒必要從每一臺交換機引出10條不同的上行鏈路，而只需要一條上行鏈路，因為它相當於一臺邏輯交換機，那樣就節省了埠密度，可以緊縮核心層和接入層，可以在擴展網絡的同時精簡網絡。
LaylandConsulting專門為企業客戶提供網絡架構和戰略諮詢服務，該公司負責人RobinLayland說：「Juniper在這方面很擅長，它能夠成功實現這種兩層架構，讓它看起來如同一個機器。」
一個網絡單跳
CalvinChai表示，要是還能簡化數據中心的網絡架構，則有望進一步降低複雜性，提高性能。Juniper沒有透露層雲計劃方面的細節，但其目的在於精簡至只剩一層，可提供從數據中心的任何一點到其他任何一點的連接，只有一個處理跳躍。
不要被3-2-1這個名稱給忽悠了，企業沒必要大刀闊斧地實現網絡扁平化。如果企業正在運行龐大的三層數據中心網絡，就可以直接進入到Stratus結構。
RobinLayland提到過時的基於令牌的網絡技術時說：「我不敢用FDDI（光纖分布式數據接口）這個詞，但聽起來Juniper像是在計劃把所有這些機器互連起來，實際上是組成一條遍布數據中心的超級總線迴路。數據將通過該總線傳送，直到被相應機器所獲取。」
Brandeis大學的網絡和系統主管JohnTurner說：「至於採用一層還是兩層的網絡架構，其實完全取決於客戶需要怎樣的靈活性。」該大學目前在評估如何才能處理好將在2011年進行的數據中心網絡更新工作。Brandeis大學最終考慮選擇的幾家廠商包括Juniper和思科。但JohnTurner表示，他還沒有最終決定如何最有效地實現網絡扁平化，以支持應用更廣泛的虛擬化。存儲融合也是他所考慮的方面，但目前還不是最緊迫的問題。
什麼是數據中心網絡扁平化?
傳統的數據中心網絡架構分為接入層、匯聚層和核心層，層次越多，所使用的設備就越多，延遲也會增加，當然，性能效率也會降低。在大規模採用伺服器虛擬化技術的新一代數據中心裡，數據流量將主要集中在本地伺服器之間的通信，如能減少網絡層級，如不必再經過匯聚層交換機，勢必會大大減少交換機之間的交互次數，並減少延遲。只要減少一層，對於應用性能的提升都將是巨大的。
目前，已有廠商提出僅減少一層還遠遠不夠，不但要將過去三層的網絡結構減少至兩層，還要通過「層雲計劃」最終實現一層網絡結構。在達到理想的「一層」目標之前，現在一些廠商已經有比較成熟的技術方案將數據中心網絡架構由三層簡化為二層，如利用虛擬機箱技術可以大幅減少交換機之間匯聚的連接和埠。在虛擬交換機配置方式下，所有物理交換機通過一塊128Gbps高性能背板連接，並允許在故障時切換到互聯的備份交換機。此外，還有一些類似的技術也支持網絡架構層次的簡化。對於採用二層網絡架構所帶來的回報，有統計數據稱，它將使具有500臺伺服器的數據中心的建設成本降低20%，使4600臺伺服器的數據中心TCO降低38%。
拜網捷網絡公司所賜，博科得以構建基於開放標準的扁平網絡。
惠普在提供扁平網絡之前，仍要在整合3Com方面下一番工夫。
思科公司制定的扁平網絡路線圖基於其Nexus交換機和專有軟體。
有一天，扁平網絡可能意味著只有一層。
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