Spine+Leaf网络架构起源
Spine+Leaf两层设备的扁平化网络架构来源于CLOS网络,CLOS网络以贝尔实验室的研究人员Charles Clos命名,他在1952年提出了这个模型,作为克服电话网络中使用的机电开关的性能和成本相关挑战的一种方法。Clos用数学理论来证明,如果交换机按层次结构组织,在交换阵列(现在称为结构)中实现非阻塞性能是可行的,主要是通过组网来形成非常大规模的网络结构,本质是希望无阻塞。在此之前,要实现“无阻塞的架构”,只能采用 NxN 的 Cross-bar 方式。
Charles Clos提出的设计是他分为三层网络架构的CLOS模型。如图6-4所示,一个三层CLOS网络架构由一个Ingress节点,一个Middle节点和一个Engress节点组成。
现在假如我们将这种网络架构对折,统一放在一边,那么我们将得到与前面讨论过的Spine+Leaf相同的网络架构,如图6-5所示。
接入连接的数量仍然等于折叠后的三层CLOS网络架构的Spine与Leaf之间的连接数,正如本章后面将会讨论的,现在流量可以分布在所有可用的链接上,不用担心过载问题。随着更多的连接被接入到Leaf交换设备,我们的链路带宽收敛比将增加,可以通过增加Spine和Leaf设备间的链路带宽降低链路收敛比。
除了支持Overlay层面技术之外,Spine+Leaf网络架构的另一个好处就是,它提供了更为可靠的组网连接,因为Spine层面与Leaf层面是全交叉连接,任一层中的单交换机故障都不会影响整个网络结构。因此,任一层中的一个交换机的故障都不会使整个结构失效。