圖1. 傳統網絡中的疊加服務業(yè)務模型

3 數據中心中網絡架構的新思想

對于一個擁有大量節(jié)點的實際物理網絡，如何能夠支持大量的業(yè)務邏輯網絡，且每個業(yè)務邏輯網絡都可能擁有自己的地址編碼體系和傳遞規(guī)則?生活中很多的例子已經告訴了我們所需要的答案。

現行郵政系統中廣泛采用了郵政編碼和規(guī)范的郵件封裝。郵政編碼是郵政體系內的地址編碼系統，是郵政體系內每個業(yè)務服務點的地址。每個郵件上的郵政編碼，標明了目標業(yè)務服務點的地址。對郵政系統中的分揀和傳遞環(huán)節(jié)而言，只需簡單地識別目標郵政編碼即可。所以，郵政編碼是對用戶實際物理地址的封裝，實現了用戶地址與傳遞地址之間的解耦，解決了用戶物理地址數量快速增長的問題。同時，對不規(guī)范的郵遞物品進行了標準化的封裝，也讓為郵件傳送過程中使用機器來實現自動高速分揀成為可能。

貨物運輸系統中，規(guī)范的集裝箱尺寸、規(guī)范的目標地址，都極大地簡化了運輸過程中的中間環(huán)節(jié)，提高了工作效率。

與郵政和貨物運輸系統的作用一樣，網絡的作用就是將用戶的信息從源地址傳遞到目標地址。信息的地址體系和信息的格式會因業(yè)務的不同而不同，但網絡的信息傳遞功能不會改變。一個高效的網絡信息傳遞體系，不會、也不應受到被傳遞信息地址體系和格式的影響。網絡信息傳遞體系僅在其邊緣業(yè)務節(jié)點對被傳遞的信息做規(guī)范化的處理，而體系內部的傳遞過程不受被傳遞信息內容的影響。從網絡的整體架構上看，網絡信息傳遞體系內部就像是一座四通八達的橋梁，將網絡的各邊緣業(yè)務節(jié)點連接起來，如圖2。邊緣業(yè)務的源節(jié)點只需按各種業(yè)務的要求，加裝目標邊緣業(yè)務節(jié)點的地址，送上橋梁上運行的交通工具即可。而橋梁上只需運行一種類型的高效運輸交通工具，裝載標準的集裝箱。

圖2. 橋接網絡中的轉發(fā)與業(yè)務分離模型

橋接網絡將業(yè)務功能與轉發(fā)功能進行了分離，不僅解決了快速增長的用戶地址對網絡路由的影響，也極大地簡化了網絡中間節(jié)點之間的轉發(fā)過程，提高了網絡的效率。

4 橋接交換網絡架構的基本工作原理

1. 網絡邊緣的業(yè)務接入節(jié)點對來自于用戶的不同類型數據包進行統一的封裝，并加裝目標和源業(yè)務節(jié)點信息，然后送至橋接網絡內部的節(jié)點。

2. 橋接網絡內部節(jié)點之間依據目標業(yè)務節(jié)點的地址直接進行轉發(fā)，將轉發(fā)過程中使用的地址與數量巨大的實際用戶地址進行解耦;

3. 邊緣目標業(yè)務節(jié)點則對接收到的具有統一數據格式的用戶數據包進行解封裝，然后將原始數據報文送至目標用戶;

與傳統的疊加式服務業(yè)務的方法相比較，橋接交換網絡架構以路由協議計算結果作為交換網絡內部數據轉發(fā)的依據，網絡邊緣的業(yè)務節(jié)點地址作為數據轉發(fā)的地址，數據的轉發(fā)地址與用戶的實際地址解耦，消除了用戶地址變化對網絡內部轉發(fā)的影響。同時，橋接節(jié)點之間數據的傳輸只使用一種標準格式，有利于數據高速、有效地傳輸，實現DCB等無損以太網的協議和功能，有助于網絡的簡化管理。

從服務業(yè)務的角度看，橋接網絡提供了點對點、點對多點和多點對多點的連接業(yè)務，整個網絡如同一臺交換機/路由器/FC交換/IB交換機，…，網絡邊緣的業(yè)務節(jié)點端口如同該交換機的用戶端口。對所有的數據，只需配置上正確的出端口地址，該數據就可以通過橋接網絡送達，而無需關心在網絡內部是如何具體實現的。

5 橋接網絡所使用技術的選擇

數據中心網絡中已經存在有多種網絡業(yè)務與數據轉發(fā)相分離的解決方案和相應的協議，例如GRE、NvGRE、VPLS、VxLAN、 MACinIP等為代表的IT方案，以及TRILL，SPB等為代表的CT方案。對數據中心網絡而言，除了網絡的基本要求外，希望所選擇的技術和標準能夠：

1. 簡單、方便、動態(tài)地支持點對點、點對多點、多點對多點的連接業(yè)務;

2. 支持端到端得最短路徑;

3. 盡可能多的邏輯網絡和組播、廣播組，以便于支持眾多業(yè)務邏輯網絡的需求;

4. 兼容現有多種協議的數據格式，方便地實現業(yè)務的無縫互通;

5. 不僅能直接提供CT的解決方案，還需能有效地支持各種IT解決方案;

通常情況下，網絡中的數據層決定了網絡在這種協議下能夠完成什么樣的工作，而控制層則使得這種工作能夠自動、有效地去完成。選用合適的標準協議，數據層起著決定性的作用。

從目前數據中心中所使用協議的數據層上看，IT方案都是以現有二/三層網絡(例如以太+IP網絡)為基礎的，例如：GRE、NvGRE、 VPLS、VxLAN等等，其解決方案也都是為解決現有網絡的缺陷和不足、為某一特定問題而設計的。而現有二/三層網絡的的本質問題并沒有得到有效地解決，網絡潛在的資源也未能得到充分地利用。

而以TRILL、SPB為代表的CT方案，則試圖從本質上解決二層網絡的基本問題。由于在具體實施時，CT方案需要對網絡設備進行更新，這與快速發(fā)展的數據中心市場需求有著很大的差距。所以CT方案在解決二層網絡基本問題的同時，必須考慮三層網絡的問題，以及如何有效地支持現有的IT方案，并能與之協同工作。

從CT設備供應商的角度出發(fā)，二/三層網絡的基本問題不僅存在于數據中心網絡中，還廣泛存在于企業(yè)園區(qū)網、運營商的局域網、無線接入網等各個網絡系統之中，從根本上解決二/三層網絡的基本問題具有重大的意義。

6 橋接架構構筑“彈性云網絡”

傳統的網絡架構，邊緣和核心都具有相似的功能;這種網絡架構，如果網絡承載的云業(yè)務、，服務器和存儲頻繁變化的時候，需要對網絡整網升級，以便支持新特性，將導致網絡維護復雜度較高;另外，在設備上堆疊眾多復雜的業(yè)務后，網絡的性能也會受較大影響。

借鑒Internet架構的成功經驗，華為提出“彈性云網絡”的理念，采用先進的橋接交換架構，把復雜的功能部署在網絡邊緣，保持核心網絡的簡潔;并且，增加業(yè)務控制層，把容易變化的業(yè)務部分，從網絡設備上剝離出去。

“彈性云網絡”兼顧了網絡的高性能和復雜多變的業(yè)務處理，在云計算帶來各種新增業(yè)務時，整網的設備不需改動，只需要升級業(yè)務控制層面，即可部署新的數據中心業(yè)務，網絡架構長期穩(wěn)定。比如：只需要更新IPv6控制平面就能平滑遷移到IPv6，確保核心層的穩(wěn)定性;只需升級FC網絡控制平面就能做到 FCoE協議的升級，從FC-BB-5到FC-BB-6，無需改變網絡核心層。

7 未來新技術對橋接網絡的影響

網絡交換正在由光傳輸、電交換向著光傳輸、光交換的方向發(fā)展。由于技術的限制，在一個不太短的時間內，對光信號中的光數據直接進行修改在技術上還難以實現，因而在光交換機中對光信號的直接轉發(fā)(即端到端的路由)還是最為簡單和實用的技術方案，而橋接網絡架構中的端到端轉發(fā)機制也能很好地適應這種未來技術的發(fā)展需要。

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