什么是数据中心主干交换机和叶交换机？

Leaf-Spine架构的发展，不仅解决了数据中心流量快速增长和数据中心规模不断扩大的问题，也满足了数据中心内部高速互联的需求。这种网络架构需要配置相应的数据中心交换机，Spine和Leaf交换机应该如何选择和配置才能充分发挥作用？这篇文章会告诉你答案。

为什么需要 Spine-leaf 架构？

脊叶架构可以提供网络延迟的可预测性。在叶脊架构中，您始终知道每个数据包经过多少个码头。相应地，这些数据包必须经过的流量和距离也是一致的，从而减少了叶子交换机之间的网络延迟。除此之外，删除STP协议的叶脊架构支持三层路由，以实现更稳定的网络环境。

Leaf-spine 网络架构大大提高了网络效率，尤其是在高性能数据中心或高密度带宽云网络中。当链路流量过大时，可以增加额外的Spine交换机和Leaf交换机，或者VXLAN技术，实现更全面的流量覆盖和负载均衡。Leaf-Spine架构不仅解决了横向网络连接的传输瓶颈，还展现了其高扩展性，几乎可以适配所有大中小型数据中心。

什么是主干交换机和叶交换机？

数据中心主干和叶子交换机是叶子-主干架构的两个主要组件。Spine 交换机可以看作叶脊网络架构中的核心交换机。但不同的是，100G的高端口密度的交换机足够做主干交换机了。叶子交换机相当于接入层交换机。叶交换机提供到端点、服务器并向上到主干交换机的网络连接。

数据中心主干交换机

主干交换机可以处理具有高端口密度的第 3 层网络流量以实现可扩展性。它的每个 L3 端口都专用于连接到 L2 叶交换机，无法连接或找到任何服务器、接入点或防火墙。因此，Spine交换机上可用端口的数量决定了Spine层和Leaf层交换机的数量，进而决定了网络中可以连接的最大服务器数量。

在高密度数据中心网络中，将Leaf交换机的上行连接均匀分布在Spine交换机的单板之间，通过交叉模块减少流量，可以显着提高Spine交换机的性能。当然，数据中心骨干交换机一般需要具备大缓存、高容量、虚拟化的性能。它们通常需要配备10G/25G/40G/100G端口和完整的软件系统、完备的协议和应用功能，如EVPN-VXLAN、堆叠、MLAG等，以方便网络快速部署。

数据中心叶交换机

叶子交换机是数据中心常用的设备，主要用于控制服务器之间的流量，转发二三层流量。Leaf交换机的上行端口数量决定了其连接的Spine交换机数量，下行端口数量决定了Leaf交换机连接的设备数量。通常，上行端口支持 40G/100G 的速度，而下行端口可以从 10G/25G/40G/50G/100G 变化，具体取决于您计划使用的型号。

随着服务器设备的不断增长，需要选择支持更大速率和更多端口的叶子交换机。为防止链路流量拥塞，叶子交换机的上下行端口带宽超额配置比例应小于3:1，或应用虚拟化技术平衡链路流量。对于相关的虚拟化技术，如spine交换机，还可以加入VXLAN、PFC、stacking或MLAG技术，同时支持IPv4和IPv6，以更好地管理和扩展网络。

数据中心主干和叶交换机推荐

基于Leaf-Spine架构给网络环境带来的优势，Spine交换机和Leaf交换机相继出现。根据不同的业务需求选择合适的主干交换机和枝叶交换机至关重要。例如，FS 数据中心主干交换机提供 1U 和 2U 外形规格，配备全面的性能和虚拟化技术，可实现低延迟、零丢包、高吞吐量和业务转发率，以满足数据中心环境不断增长的需求。这些功能包括行业领先的芯片、冗余热插拔电源、风扇、VXLAN、MLAG (VAP)、PFC、ECN 等。同时FS数据中心Spine交换机也有不同速率的端口，您可以根据业务需要选择端口数量和带宽速率。

FS数据中心叶子交换机提供10G/25G/40G/100G端口的高性能交换机，满足上行端口和下行端口数量的多样化需求。与Spine交换机一样，它们也应用了相关的虚拟化技术来满足日益增长的数据需求，充分实现零丢包、低延迟、无阻塞无损以太网，确保您的网络可靠性。具有三层IPv4和IPv6路由协议、VXLAN、MLAG等软件技术。 FS N8550和N5850系列交换机极大地应用了自主研发的可扩展开放网络系统FSOS，提供更高的可靠性，特别适用于中小型数据中心以及大中型校园网设计。

概括

数据中心中的高密度网络需要性能更高且支持网络可扩展性的交换机。Leaf-spine架构可以通过东西向流量监控和预测实现低网络延迟和可扩展性，而FS数据中心交换机提供完备的协议功能和虚拟化应用技术，恰好符合spine-leaf交换机应有和展现的优势。