以太网结构：原理及优势

ZDNET网络频道 12月18日 综合消息：基础架构需求越来越复杂，应用交付技术不断发展，它们都暴露了传统数据中心网络的脆弱性。结构（Fabric）是一种能够满足现代数据中心需求的替代方案。

什么是以太网结构？

以太网结构是一种网络拓扑，它将传统的三层数据中心交换架构变成了一层或二层结构，保证网络流量通向目标的过程中所经过的网络不会超过两跳，而且还可以像一个大型交换机一样运行。以太网结构的目标是提升高度虚拟化和支持云的数据中心的可扩展性、性能和弹性。

451 Research的首席分析师Eric Hanselman说：“结构允许同时出现多个会话，但是所有系统仍然看起来像是彼此相邻的。从纯网络角度看，所有操作都在2层环境中完成。”

此外，Gartner分析师Caio Misticone和Evan Zeng还在一个研究报告“以太网交换结构技术综述”中指出，结构支持用“基于流的细粒度负载均衡实现相同代价的2层和3层多路转发。”

供应商一般会将商业以太网结构作为一个包含专业硬件和软件的产品套件。结构可以用各种架构实现，其中最常见的是叶脊结构和网状结构。

这个拓扑有几个可以互换使用的术语——其中包括数据中心结构（Data Center Fabric）、交换结构（Switch Fabric）、网络结构（Network Fabric）、以太网结构（Ethernet Fabric）及其它混合这四个词汇的术语。这会给市场带来一些困惑，因为这些词汇的意思实际上是一样的。有一些专家喜欢使用交换结构，但是这个词汇还可 以指代物理交换机里的交换机制。数据中心结构有时候用于指代数据与存储聚合网络的结构架构。网络结构则是一个意思更为广泛的术语，它有时候用于表示网络架 构。以太网结构则比前面三个更加精确一些，但是要注意Brocade有一个商业产品的名称就叫Ethernet Fabric。在本文中，我们将使用以太网结构来表示更加扁平和高度可扩展的拓扑，它可以通过数据中心交换网络的一跳或两跳连接来实现低延迟连接。

为什么需要使用以太网结构？

以前的应用程序（及引申过来的支持网络）相对简单一些。应用流量主要在连接服务器和客户端的三层交换网络的南北向流动。

然而，服务器虚拟化的广泛应用改变了这些设备，使这些曾经的静态架构变成了虚拟机，它们能够在多个物理服务器之间移动流量，从而大大拓展了数据中心的整体容量。此外，应用程序也变得越来越复杂，它们的许多功能分散到了不同的系统和组件上，然后在各个服务器之间通信。

451 Research的Hanselman指出，涌入的东西向流量（即服务器之间的流量）增加了传统三层交换架构的负担，也限制了可扩展性。现在数据必须经过多跳网络才能到达目标，从而增加了延迟和导致性能下降。

同时，数据中心网络的性能和可靠性也进一步受到普遍使用的生成树协议(STP)的影响，这个算法关闭了冗余路径，而只使用一个激活链路来传统数据，从而阻止了桥路循环。虽然STP足够应付传统流量注和应用架构，但是这种方法存在缺陷且比较脆弱，它的带宽使用效率不高。

以太网结构（及其补充技术TRILL和最短路径桥接[SPB]）通常可以替代复杂且效率低下的三层网络和生成树。这个互联结构结合了2层网络的可见性和3层网络的运营优点。

Hanselman说：“它的概念是让我们看到所有东西。它简化了应用程序的工作方式，使它们不需要知道正确的路径，只需要考虑自己应该做什么。节点可以直接将所有数据包发送给结构，然后由结构来决定该如何将数据包传输给目标。”