从上世纪90年代开始，三层网络一直以来都是数据中心的主流架构。但是，最近向虚拟化、面向服务和聚合基础架构的转变，使前几年已弃用的扁平网络拓扑又重新走入人们的视野。

扁平网络支持者认为，减少交换层次可以让我们实现网络服务器与节点之间任意连接，从而支持快速自动化的虚拟机迁移。而且这将消除延迟，并最终降低管理的复杂性。

在本文涉及扁平网络及相关技术，如实现扁平网络拓扑中深度管理的网络结构和虚拟集群交换技术之前，我们介绍了一些网络架构师必须考虑的问题。

为什么需要扁平网络拓扑？

在十几年前，网络的设计会多年保持不变，而且一旦完成部署，修改需要面临巨大的挑战和开支。然而，根据Freeform Dynamics的服务主管Andrew Buss介绍，高级数据中心的快速发展影响了网络需求，情况现在不同了。

事实上，Buss认为，虚拟化和云计算迫使网络架构师投入更大精力去简化网络拓扑，以支持动态的基础架构。从三层架构变为扁平网络，简化了数据中心的流量流，让虚拟负载重部署和常规运营管理更简单了。

新型数据中心：扁平网络拓扑和聚合存储

转到更扁平的数据中心网络是为了减少交换层次数量，以消除延迟和降低管理复杂性，供应商承诺采用一些预标准技术，如多链路透明互联（TRILL）和思科的叠加传输虚拟化（OTV） 来实现这个目标。

这迫使网络工程师和架构师必须仔细了解许多专利技术。这样，他们最终会面临许多新架构和技术选择——这意味在投入资源之前需要进行更多的研究。

为了转到这种新型数据中心网络并实现私有云，架构师还必须使用数据中心桥接、以太网光纤通道（FCoE）或I/O虚拟化技术，来整合数据中心和存储基础构架，从而减少安装服务器机架所需要的布线、网络接口卡（NIC）和主总结适配器。

使用虚拟化集群交换技术来管理扁平网络

UCLA神经成像实验室（LONI）对大脑进行绘图，并持续将扫描数据保存到将近PB存储量的影像数据库，1，000名研究人员会不停地访问这个数据库，以了解和治疗老年痴呆症和精神分裂症等疾病。同时上百名研究人员会同时在线处理从20MB至几百GB的数据。

LONI最近实施了一个无阻塞扁平2层协议网络，直接将所有机架服务器相连，但是它所采用的是虚拟集群交换技术，即对顶级机架交换机进行分组，通过一个虚拟机架将它们进行统一管理，从而提高网络管理效率。

除了高性能数据中心，随着封闭的企业数据中心开始在地理上分散各地，虚拟机架在企业网络管理中发挥了中枢作用。目前，大多数集群交换或虚拟机架解决方案的缺点是互操作性不强。

网络需要扁平化和以太网结构

网络供应商认为对于网络而言，简单性和优化要比扁平更为重要。云自动化，即按需分配和收回服务器、存储、网络、应用程序，是非常重要的。

供应商的自动化工具和接口根据硬件的不同而不同，特别是专门的交换操作系统，这就是为什么数据中心内网络的优先级不高。但是通过使用标准来提升互操作性，从而简化数据中心网络的自动化负载分配任务，或者由网络管理员以一个交换机、一个交换结构视图来管理网络基础架构，有利于保证平稳地过渡到以太网结构和未来的开放网络软件。