内容中心网络架构的特点（数据中心网络架构设计）

本篇文章给大家谈谈内容中心网络架构的特点，以及数据中心网络架构设计对应的知识点，希望对各位有所帮助，不要忘了收藏本站喔。

本文目录一览：

• 1、三层架构网络有那些特点？它与扁平结构网络有何不同
• 2、二层网络和三层网络有什么区别?
• 3、sdn网络架构的三大特征
• 4、内容中心网络CCN和软件定义网络SDN两者是什么关系
• 5、数据中心为什么需要大二层网络
• 6、常见的网络架构有哪些？

三层架构网络有那些特点？它与扁平结构网络有何不同

环型网络的特点是：优点是：信息在网络中沿固定方向流动，两个结点间有惟一的通路，大大简化了路径选择的控制；当某个节点发生故障时，可以自动旁路，可靠性高。缺点是：由于信息是串行穿过多个节点环路接口，当节点过多时影响传输效率，使网络响应时间变长；由于整个网络构成闭合环，故网络扩充起来不太方便。环形网中各节点通过环路接口连在一条首尾相连的闭合环形通信线路中，环路上任何节点均可以请求发送信息。请求一旦被批准，便可以向环路发送信息。环形网中的数据可以是单向也可是双向传输。由于环线公用，一个节点发出的信息必须穿越环中所有的环路接口，信息流中目的地址与环上某节点地址相符时，信息被该节点的环路接口所接收，而后信息继续流向下一环路接口，一直流回到发送该信息的环路接口节点为止。

二层网络和三层网络有什么区别?

1、用途不同：

二层网络仅仅通过MAC寻址即可实现通讯，但仅仅是同一个冲突域内；三层网络需要通过IP路由实现跨网段的通讯，可以跨多个冲突域；

2、能力不同：

二层网络的组网能力非常有限，一般只是小局域网；三层网络则可以组大型的网络。

3、性质不同：

二层网络基本上是一个安全域，也就是说在同一个二层网络内，终端的安全性从网络上讲基本上是一样的，除非有其它特殊的安全措施；三层网络则可以划分出相对独立的多个安全域。

三层网络结构短板

三层网络结构基于性能瓶颈和网络利用率等等的原因，资深的网络设计师都在探索新的数据中心的拓扑结构。

三层网络结构数据中心网络传输模式是不断地改变的。大多数网络都是纵向（north-south）的传输模式---主机与网络中的其它非相同网段的主机通信都是设备-交换机-路由到达目的地。同时，三层网络结构在同一个网段的主机通常连接到同一个交换机，可以直接相互通讯。

以上内容参考：百度百科-三层网络结构

sdn网络架构的三大特征

SDN是Software Defined Network(软件定义网络)的缩写，顾名思义，这种网络技术的最大特点就是可以对网络进行编程。

SDN是一种非常新兴的技术，通过增加对网络的可编程性来革新当前偏重静态、配置复杂、改动麻烦的网络架构。SDN的一个非常大的优点就是它不属于某一家商业公司，而是属于所有IT企业和一些标准组织，因此SDN的发展也可以打破目前一些网络巨头的垄断并为网络技术的飞速发展提供动力。

SDN的定义和架构都不只有一种，但是最重要的一个就是ONF(Open Network Foundation开放网络基金会)定义的SDN和架构。因为其他的一些定义和架构多少会偏向于少数商业利益团体，所以我们以这个最为开放，也最为'标准化'的定义来介绍SDN。

如上所说，SDN就是通过软件编程来构造的网络，这种网络和传统的网络(比如以交换机、路由器为基础设施的网络)都可以实现作为一个网络应该具有的互联共享功能。但是相比后者，SDN网络带来一些更加强大的优势，查阅了身边的一些书籍和ONF***上的一些资料，下面把这些优点用好理解的方式大致介绍一下，有些不大显眼的优点这里就不列出来了：

1. SDN网络可以建立在以x86为基础的机器上，因为这类机器通常相比专业的网络交换设备要更加便宜，所以SDN网络可以省下不少构建网络的费用，尤其是你的网络根本不需要太豪华的时候。

2. SDN网络能够通过自己编程实现的标识信息来区分底层的网络流量，并为这些流量提供更加具体的路由，比如现在底层来了一段语音流量和一段数据流量，通常语音流向需要的带宽很小但是相对来说实时性大一点，但是数据流量则正好相反，SDN网络可以通过辨别这两种流量然后将他们导入到不同的应用中进行处理。

3. SDN可以实现更加细粒度的网络控制，比如传统网络通常是基于IP进行路由，但是SDN可以基于应用、用户、会话的实时变化来实现不同的控制。

4. 配置简单，扩展性良好，使用起来更加灵活。

ONF的SDN基本架构：

注意，已经强调这是"ONF"的SDN结构体系了，因为ONF类似于开放的SDN的标准组织，所以大多数情况你只需要在意这个结构体系。

其实上图是一个最为简单概览的SDN结构体系图，可以看到它分为三个平面(最右边的花括号)，自下而上分别是：

1. 数据平面(基础设施层)：包括一些网络单元(Network element)，每个网络单元都可以提供网络流量。

2. 控制平面(控制层)：这一层上最重要的就是SDN控制器(SDN controller)，SDN控制器是SDN网络中的核心组件，担任着控制网络流量的重要任务。

3. 应用平面(应用层)：包括各种应用程序。

除了三个平面还有两个接口非常重要：

1. 南向接口(Southbound Interface或D-CPI)：位于数据平面和控制平面之间，负责SDN控制器与网络单元之间的数据交换和交互操作，OpenFlow就是最著名的工作在南向接口的协议。

2. 北向接口(Northbound Interface或A-CPI)：位于控制平面与应用平面之间，上层的应用程序通过北向接口获取下层的网络***，并通过北向接口向下层网络发送数据。

刚才说了这是SDN的最概览的一个体系结构，其实在这个体系结构中还要加入相应的管理层，请看这张图：

可以看到每一层其实都并不是只包含自己要负责的功能，每一层都多少会涵盖一些管理类的功能。

途中蓝色的方块的区域可以被看做是网络的提供者，红、绿色方块的区域可以被看做是网络的消耗者。这张图更加直白的凸显了"平面"这个概念。

内容中心网络CCN和软件定义网络SDN两者是什么关系

层次不相同。

技术上是不竞争的。

内容有接近的部分，但是基本上是两个独立的理念。

具体来说，CCN关注的是以内容取代原先IP网络中地址的概念，如果以传统网络层次来看，应该是网络层以上的部分。而SDN侧重于网络控制平面和数据平面分离，并不关心网络是按地址转发还是按名字转发，只要集中式的软件控制就行了。

然而，CCN和SDN都太革命性了，如果两者同时进行，运营商肯定承受不了那么大改变。所以，目前SDN还只是在IP网络中实现。而CCN就更遥远了。

数据中心为什么需要大二层网络

数据中心为什么需要大二层网络？

在开始之前，首先要明确一点，大二层网络基本上都是针对数据中心场景的，因为它实际上就是为了解决数据中心的服务器虚拟化之后的虚拟机动态迁移这一特定需求而出现的。对于普通的园区网之类网络而言，大二层网络并没有特殊的价值和意义（除了某些特殊场景，例如WIFI漫游等等）。

所以，我们现在所说的大二层网络，一般都是指数据中心的大二层网络。

1 传统数据中心网络架构

我们看到，这种网络架构其实和园区网等网络的架构是一样的，这种架构相当于零售行业的“加盟店”形式，而与之相对应的“三层到边缘”架构，以及我们下面要谈到的“大二层”架构，就相当于“直营店”了。

之所以***用这种网络架构，是因为这种架构非常成熟，相关的二三层网络技术（二层VLAN+xSTP、三层路由）都是成熟的技术，可以很容易的进行部署，也符合数据中心分区分模块的业务特点。

但是这种网络架构对于数据中心来说，其实是隐藏着一个弱点的，是什么呢？

2 服务器虚拟化趋势

由于传统的数据中心服务器利用率太低，平均只有10% 15%，浪费了大量的电力能源和机房***。所以出现了服务器虚拟化技术。

服务器虚拟化技术是把一台物理服务器虚拟化成多台逻辑服务器，这种逻辑服务器被称为虚拟机（VM），每个VM都可以独立运行，有自己的OS、APP，当前也有自己独立的MAC地址和IP地址，它们通过服务器内部的虚拟交换机（vSwitch）与外部实体网络连接。

通过服务器虚拟化，可以有效地提高服务器的利用率，降低能源消耗，降低客户的运维成本，所以虚拟化技术目前得到了广泛的应用。（至于为啥有这些好处，我就懒得去说了，有兴趣的话可以自己问一下度娘，总之服务器虚拟化就是个好东东啦）

PS：VMware是服务器虚拟化领域的市场领先产品和创新品牌，提供一整套VM解决方案的软件。除了VMware之外，业界还有微软Hyper-V和Xen等服务器虚拟化软件。

3 虚拟机动态迁移

我们继续回到数据中心网络上来。

本来，服务器虚拟化对于数据中心网络来说，也没啥特别大的影响，无非就是接入的主机规模变大一些而已（原来一台物理服务器算一个主机，现在每个VM算一个主机），还是可以用二三层网络架构来连接的，规模变大了，多划分一些二层域就行。

但是服务器虚拟化之后，带来了一项伴生的技术，那就是虚拟机动态迁移，这就给传统的数据中心网络带来了很大的麻烦。当然在讲麻烦之前，我们先得搞清楚虚拟机动态迁移是怎么回事。

所谓虚拟机动态迁移，就是在保证虚拟机上服务正常运行的同时，将一个虚拟机系统从一个物理服务器移动到另一个物理服务器的过程。该过程对于最终用户来说是无感知的，从而使得管理员能够在不影响用户正常使用的情况下，灵活调配服务器***，或者对物理服务器进行维修和升级。

说白了，动态迁移就是让虚拟机搬家，但是要求搬家的时候，虚拟机上运行的业务还不会中断，外面的用户察觉不到。

搞清楚虚拟机动态迁移是怎么回事之后，我们来看到底这个技术给网络带来了什么麻烦。

4 虚拟机动态迁移对网络的影响

对于数据中心来说，二三层网络架构是有一个弱点的，那是什么弱点呢？这个弱点就是服务器的位置不能随便在不同二层域之间移动。

因为一旦服务器迁移到其他二层域，就需要变更IP地址，TCP连接等运行状态也会中断，那么原来这台服务器所承载的业务就会中断，而且牵一发动全身，其他相关的服务器（比如WEB-APP-DB服务器之间都是相互关联的）也要变更相应的配置，影响巨大。

（这和园区网不一样，园区网里面接入的办公PC等，换一个办公区，换一个二层域，重新获取一下IP地址，对于业务来说，几乎没什么影响）。

幸好在传统的数据中心中，物理服务器位置的跨二层域迁移的场景是非常少见的，而且即使发生迁移，也都是物理层面的，业务肯定都已经中断了，更换IP地址所以这个隐患并不明显。

但是在服务器虚拟化之后，虚拟机的动态迁移会成为一种经常出现的场景。为了保证迁移时业务不中断，就要求在迁移时，不仅虚拟机的IP地址不变，而且虚拟机的运行状态也必须保持原状（例如TCP会话状态），所以虚拟机的动态迁移只能在同一个二层域中进行，而不能跨二层域迁移。

而传统的二三层网络架构限制了虚拟机的动态迁移只能在一个较小的局部范围内进行，应用受到了极大的限制。

所以，为了打破这种限制，实现虚拟机的大范围甚至跨地域的动态迁移，就要求把VM迁移可能涉及的所有服务器都纳入同一个二层网络域，这样才能实现VM的大范围无障碍迁移。

就好比你原来住在南京，现在迁移到苏州了，原来各城市的社保系统是独立的（小二层网络），所以你要办理社保关系迁移（IP地址变更），办过的人都知道这有多痛苦。

而据说从2015年开始整个江苏省的社保系统现在纳入统一管理了（大二层网络），那么从南京迁移到苏州，人过去就行了，社保关系不需要任何变更（IP地址不变，业务不中断）。

这就是大二层网络！一个真正意义的大二层网络至少要能容纳1万以上的主机，才能叫做大二层网络。

常见的网络架构有哪些？

常见网络架构的有星形、总线形、环形和网状形等。

1、星形网络拓扑结构：

以一台中心处理机（通信设备）为主而构成的网络，其它入网机器仅与该中心处理机之间有直接的物理链路，中心处理机***用分时或轮询的方法为入网机器服务，所有的数据必须经过中心处理机。

星形网的特点：

（1）网络结构简单，便于管理（集中式）；

（2）每台入网机均需物理线路与处理机互连，线路利用率低；

（3）处理机负载重（需处理所有的服务），因为任何两台入网机之间交换信息，都必须通过中心处理机；

（4）入网主机故障不影响整个网络的正常工作，中心处理机的故障将导致网络的瘫痪。

适用场合：局域网、广域网。

2、总线形网络拓扑结构：

所有入网设备共用一条物理传输线路，所有的数据发往同一条线路，并能够由附接在线路上的所有设备感知。入网设备通过专用的分接头接入线路。总线网拓扑是局域网的一种组成形式。

总线网的特点：

（1）多台机器共用一条传输信道，信道利用率较高；

（2）同一时刻只能由两台计算机通信；

（3）某个结点的故障不影响网络的工作；

（4）网络的延伸距离有限，结点数有限。

适用场合：局域网，对实时性要求不高的环境。

3、环形网络拓扑结构：

入网设备通过转发器接入网络，每个转发器仅与两个相邻的转发器有直接的物理线路。环形网的数据传输具有单向性，一个转发器发出的数据只能被另一个转发器接收并转发。所有的转发器及其物理线路构成了一个环状的网络系统。

环形网特点：

（1）实时性较好（信息在网中传输的最大时间固定）；

（2）每个结点只与相邻两个结点有物理链路；

（3）传输控制机制比较简单；

（4）某个结点的故障将导致物理瘫痪；

（5）单个环网的结点数有限。

适用场合：局域网，实时性要求较高的环境。

4、网状网络拓扑结构：

利用专门负责数据通信和传输的结点机构成的网状网络，入网设备直接接入结点机进行通信。网状网络通常利用冗余的设备和线路来提高网络的可靠性，因此，结点机可以根据当前的网络信息流量有选择地将数据发往不同的线路。适用场合：主要用于地域范围大、入网主机多（机型多）的环境，常用于构造广域网络。

内容中心网络架构的特点的介绍就聊到这里吧，感谢你花时间阅读本站内容，更多关于数据中心网络架构设计、内容中心网络架构的特点的信息别忘了在本站进行查找喔。