为了满足自身的业务需求，保证数据的稳定和可靠。无论是互联网还是传统行业，都会有自己或大或小的数据中心，甚至如阿里云和亚马逊这种专门以出租计算资源的云计算公司，更是在全世界各地建立了不等的数据中心。
尽管到到如今的云计算时代，将数据中心自身的资源虚拟化以达到更高的利用率，有一点肯定，物理资源决定了虚拟资源的天花板。
物理网络的特性，例如带宽，MTU，延时等，最终直接或者间接决定了虚拟虚拟网络的特性。对网络性能进行优化时，有些物理网络特性可以通过升级设备或线路来提升，但是有些与网络架构有关。升级或者改动网络架构带来的风险和成本是巨大的，因此在架设数据中心初始，网络架构的选择和设计尤其需要谨慎。
那么，从过去的传统数据中心，到如今的云计算时代数据中心，中间经历了怎样的变迁呢？
02 传统数据中心网络架构在传统的大型数据中心，网络通常是三层结构。Cisco称之为：分级的互连网络模型（hierarchical inter-networking model）。
三层网络结构是采用层次化架构的三层网络，有三个层次：核心层(网络的高速交换主干)、汇聚层(提供基于策略的连接)、接入层(将工作站接入网络)，这个模型如下：
接入层(Access Layer) ：接入交换机通常位于机架顶部，所以它们也被称为ToR（Top of Rack）交换机，它们物理连接服务器。
汇聚层（Aggregation Layer） ：汇聚交换机连接Access交换机，同时提供其他的服务，例如防火墙，SSL offload，入侵检测，网络分析等。
核心层（Core Layer） ：核心交换机为进出数据中心的包提供高速的转发，为多个汇聚层提供连接性，核心交换机为通常为整个网络提供一个弹性的L3路由网络。 一个三层网络架构示意图如下所示：
通常情况下，汇聚交换机是L2和L3网络的分界点，汇聚交换机以下的是L2网络，以上是L3网络。每组汇聚交换机管理一个POD（Point Of Delivery），每个POD内都是独立的VLAN网络。
服务器在POD内迁移不必修改IP地址和默认网关，因为一个POD对应一个L2广播域。
汇聚交换机和接入交换机之间通常使用STP（Spanning Tree Protocol，生成树协议）。STP使得对于一个VLAN网络只有一个汇聚层交换机可用，其他的汇聚层交换机在出现故障时才被使用（上图中的虚线）。
也就是说汇聚层是一个active-passive的HA模式。这样在汇聚层，做不到水平扩展，因为就算加入多个汇聚层交换机，仍然只有一个在工作。
一些私有的协议，例如Cisco的vPC（Virtual Port Channel）可以提升汇聚层交换机的利用率，但是一方面，这是私有协议，另一方面，vPC也不能真正做到完全的水平扩展。
下图是一个汇聚层作为L2/L3分界线，且采用vPC的网络架构。
传统的数据中心网络技术，STP 是二层网络中非常重要的一种协议。在二层有一个相当矛盾的点，那就是可靠性和安全性的矛盾。
可靠性是指构建二层网络时，一般会采用会采用设备冗余和链路冗余的方式。
安全性是指二层交换机同处于一个广播域，广播报文在环路中会反复持续传送，可能会形成广播风暴，所以必须防止形成环路。
要想两种同时达到，可以采用STP（生成树协议）自动控制，即冗余设备和冗余链路成备份，在正常情况下被阻塞掉，当出现链路故障时冗余的设备端口和链路才会被打开。
由于 STP 的收敛性能等原因， 一般情况下 STP 的网络规模不会超过 100台交换机。STP的这种机制导致了二层链路利用率不足，尤其是在网络设备具有全连接拓扑关系时，这种缺陷尤为突出。