探索數據中心Fabric網絡的優勢

隨着對數據處理和存儲需求的不斷增長，人們迫切需要更加敏捷、可擴展和靈活的數據中心。然而，傳統的數據中心網絡架構在應對增長需求時，敏捷性、可擴展性和靈活性等方面都面臨著挑戰。為了更好滿足對模塊化和靈活的數據中心架構的需求，數據中心結構逐漸興起。在本文中，我們將探討數據中心網絡架構的概念、優點以及如何藉助飛速（FS）交換機部署數據中心網絡架構。

傳統數據中心網絡架構目前存在的問題

與傳統數據中心架構相比，數據中心Fabric網絡的設計更加靈活、可擴展和敏捷，因此成為數據中心網絡架構中更受青睞的選擇。與之相對的，傳統的三層模型，存在着僵化、不靈活等缺點，已經難以適應不斷變化的業務需求，進而限制數據中心創新和集成新技術的能力。傳統分層數據中心網絡存在以下主要問題：

• 可擴展性有限：傳統數據中心網絡核心層交換機的容量和吞吐量有限，規模擴展受到一定限制。

• 網絡延遲和瓶頸：在傳統的分層互連網絡中，數據包的多跳轉發會產生較高的網絡延遲，並可能引發瓶頸問題。

• 管理複雜性：傳統架構需要複雜的配置和管理，隨着數據中心規模的擴大，對網絡管理員的要求也會越來越高。

• 流量工程效率低：傳統網絡在流量工程方面存在一些缺陷，無法充分利用網絡資源實現負載均衡和性能優化，影響了整體網絡的吞吐量和效率。

• 故障恢復困難：在數據中心架構中，故障恢復可能需要多個網絡設備進行重新計算和路徑轉發，導致恢復時間延長，故障排除和定位更加困難。

對比之下，隨着雲計算技術的不斷發展，數據中心Fabric網絡的優勢將越來越突出，因為它可以提供更高效、更靈活、更安全、更快捷的雲計算服務，從而更好地滿足用戶的需求。

數據中心Fabric網絡概念及工作原理

數據中心Fabric網絡是一種新的數據中心網絡架構方法，它基於Fabric的概念，即互聯交換機的網狀結構。這種架構由葉交換機和脊交換機組成，共同構建了一個彈性和可擴展的基礎設施，為安裝在服務器上的軟件實體提供連接。

在數據中心Fabric網絡中，PFC和ECN功能將部署在葉架構和脊架構上。PFC作用於設備互聯端口，通過反壓影響上游端口隊列的發送速率，而ECN是作用在設備轉發過程，最終影響的是數據流的發送方，通過降低某條數據流發送速率規避數據丟包。

PFC和ECN概述

PFC機制將以太網鏈路上的流量細分為不同的優先級，通過每條流量單獨發送“不許可證”來實現流量控制。與PAUSE幀相比，PFC能夠模擬出8條具有不同優先級級別的虛擬通道，當某一通道發生擁塞時，其他通道不會受到影響。

ECN是一個在交換機出口處觸發的擁塞控制機制。當交換機出口達到預設的擁塞閾值時，交換機會修改數據包頭中的ECN位來標記數據為ECN狀態。一旦帶有ECN標記的數據到達接收端，接收端會生成CNP並將其發送給發送端。CNP包含了導致擁塞流量或隊列的詳細信息。發送端在接收到CNP後，會相應地調整發射速率以減輕擁塞。

由於PFC是對整個隊列進行操作，而ECN則專註於導致擁塞的具體會話，因此在配置PFC和ECN的相關閾值時，最佳實踐是先觸發ECN機制，然後再觸發PFC機制。這樣做可以確保在隊列級別的擁塞之前，先通過ECN來精確管理單個會話的流量，從而更有效地利用網絡資源並減少不必要的擁塞。

PFC和ECN的應用優勢

PFC逐跳提供基於優先級的流量控制，不影響其它優先級的流量；PFC作用於點對點，數據中心Fabric網絡需支持PFC。PFC是點對點的作用於二層鏈路，一般響應速度比較快，且不區分不同的流量。

ECN是端到端的作用於三層網絡，通過CNP報文來降速；發送端收到的CNP報文的數量決定了降速程度，收到的CNP報文越多降速越明顯，傳輸過程中CNP報文是有可能會丟失的。綜上來看，ECN響應速度會比PFC慢，一般結合ECN一起使用效果更好。

數據中心Fabric網絡的優勢

數據中心 Fabric 有如下優點，使其成為現代數據中心網絡的首選解決方案：

• 可擴展性：它採用扁平拓撲結構，允許數據中心內任意兩個節點之間直接通信，避免了傳統分層網絡中核心層的瓶頸問題。

• 低延遲和高帶寬：數據中心 Fabric 的扁平架構減少了數據包在網絡中的跳轉次數，從而降低了網絡延遲。同時，它採用高速連接和多路徑設計，提供更大的帶寬和吞吐量，以滿足高性能應用的需求。

• 簡化管理：數據中心 Fabric 將網絡控制平面與數據轉發平面分開，實現了集中式網絡管理和控制。

• 高可靠性和快速故障恢復：數據中心Fabric網絡採用冗餘路徑和快速故障檢測機制，可在發生故障時快速重新計算和轉發流量，從而實現快速故障恢復和高可用性。

使用飛速（FS）交換機部署數據中心Fabric網絡

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