從上世紀90年代開始，三層網絡一直以來都是數據中心的主流架構。但是，最近向虛擬化、面向服務和聚合基礎架構的轉變，使前幾年已棄用的扁平網絡拓撲又重新被人們需要。

扁平網絡支持者認為，減少交換層次可以讓我們實現網絡服務器與節點之間任意連接，從而支持快速自動化的虛擬機遷移。而且這將消除延遲，并最終降低管理的復雜性。

在本文涉及扁平網絡及相關技術，如實現扁平網絡拓撲中深度管理的網絡結構和虛擬集群交換技術之前，我們介紹了一些網絡架構師必須考慮的問題。

為什么需要扁平網絡拓撲？

在十幾年前，網絡的設計會多年保持不變，而且一旦完成部署，修改需要面臨巨大的挑戰和開支。然而，根據Freeform Dynamics的服務主管Andrew Buss介紹，高級數據中心的快速發展影響了網絡需求，情況現在不同了。

事實上，Buss認為，虛擬化和云計算迫使網絡架構師投入更大精力去簡化網絡拓撲，以支持動態的基礎架構。從三層架構變為扁平網絡，簡化了數據中心的流量流，讓虛擬負載重部署和常規運營管理更簡單了。

新型數據中心：扁平網絡拓撲和聚合存儲

轉到更扁平的數據中心網絡是為了減少交換層次數量，以消除延遲和降低管理復雜性，供應商承諾采用一些預標準技術，如多鏈路透明互聯(TRILL)和思科的疊加傳輸虛擬化(OTV) 來實現這個目標。

這迫使網絡工程師和架構師必須仔細了解許多專利技術。這樣，他們最終會面臨許多新架構和技術選擇——這意味在投入資源之前需要進行更多的研究。

為了轉到這種新型數據中心網絡并實現私有云，架構師還必須使用數據中心橋接、以太網光纖通道(FCoE)或I/O虛擬化技術，來整合數據中心和存儲基礎構架，從而減少安裝服務器機架所需要的布線、網絡接口卡(NIC)和主總結適配器。

使用虛擬化集群交換技術來管理扁平網絡

UCLA神經成像實驗室(LONI)對大腦進行繪圖，并持續將掃描數據保存到將近PB存儲量的影像數據庫，1,000名研究人員會不停地訪問這個數據庫，以了解和治療老年癡呆癥和精神分裂癥等疾病。同時上百名研究人員會同時在線處理從20MB至幾百GB的數據。

LONI最近實施了一個無阻塞扁平2層協議網絡，直接將所有機架服務器相連，但是它所采用的是虛擬集群交換技術，即對頂級機架交換機進行分組，通過一個虛擬機架將它們進行統一管理，從而提高網絡管理效率。

除了高性能數據中心，隨著封閉的企業數據中心開始在地理上分散各地，虛擬機架在企業網絡管理中發揮了中樞作用。目前，大多數集群交換或虛擬機架解決方案的缺點是互操作性不強。

云網絡需要扁平化和以太網結構

網絡供應商認為對于網絡而言，簡單性和優化要比扁平更為重要。云自動化，即按需分配和收回服務器、存儲、網絡、應用程序，是非常重要的。

供應商的自動化工具和接口根據硬件的不同而不同，特別是專門的交換操作系統，這就是為什么數據中心內網絡的優先級不高。但是通過使用標準來提升互操作性，從而簡化數據中心網絡的自動化負載分配任務，或者由網絡管理員以一個交換機、一個交換結構視圖來管理網絡基礎架構，有利于保證平穩地過渡到以太網結構和未來的開放網絡軟件。