针对以上问题,一种新的数据中心设计,Spine-Leaf 网络架构出现了,也就是我们所说的叶脊网络。 顾名思义,该架构共有一个脊(Spine)层和一个叶(Leaf)层,包括脊交换机(spine switches)和叶交换机。| Spine-Leaf架构每个叶交换机都连接到所有脊交换机,脊交换机不直接相互连接,形成一个 full-mesh 拓扑。在 Spine-and-Leaf 架构中,任意一个服务器到另一个服务器的连接,都会经过相同数量的设备(Server -> Leaf -> Spine Switch -> Leaf Switch -> Server),这保证了延迟是可预测的,因为一个包只需要经过一个 spine 和另一个 leaf 就可以到达目的端。Spine-Leaf 的工作原理Leaf Switch:相当于传统三层架构中的接入交换机,作为 TOR(Top Of Rack)直接连接物理服务器。与接入交换机的区别在于 L2/L3 网络的分界点现在在 Leaf 交换机上了。Leaf 交换机之上是三层网络,Leaf 交换机之下都是个独立的 L2 广播域,这就解决了大二层网络的 BUM 问题。如果说两个 Leaf 交换机下的服务器需要通讯,需要通过 L3 路由,经由 Spine 交换机进行转发。 Spine Switch:相当于核心交换机。Spine 和 Leaf 交换机之间通过 ECMP(Equal Cost Multi Path)动态选择多条路径。区别在于,Spine 交换机现在只是为 Leaf 交换机提供一个弹性的 L3 路由网络,数据中心的南北流量可以不用直接从 Spine 交换机发出,一般来说,南北流量可以从与 Leaf 交换机并行的交换机(edge switch)再接到 WAN router 出去。| Spine/Leaf网络架构和传统三层网络架构对比 Spine-Leaf的优势扁平化:扁平化设计缩短服务器之间的通信路径,从而降低延迟,可以显著提高应用程序和服务性能。 扩展性好:当带宽不足时,增加脊交换机数量,可水平扩展带宽。当服务器数量增加时,如果端口密度不足,我们可以添加叶交换机。 降低成本——南北向流量,可以从叶节点出去,也可从脊节点出去。东西向流量,分布在多条路径上。这样一来,叶脊网络可以使用固定配置的交换机,不需要昂贵的模块化交换机,进而降低成本。
Spine-Leaf 的工作原理
Spine-Leaf的优势
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