數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)
     數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)（data center network）指的是連接數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的海量服務(wù)器、連接分布式數(shù)據(jù)中心以及連接數(shù)據(jù)中心與終端用戶之間的網(wǎng)絡(luò)。數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)是伴隨著互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)規(guī)模的增長(zhǎng)、升級(jí)，以及云計(jì)算等新型服務(wù)模式的出現(xiàn)而形成的。對(duì)于一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)公司而言，當(dāng)其提供的服務(wù)規(guī)模較小時(shí)，僅需一臺(tái)或幾臺(tái)服務(wù)器就足夠了，這時(shí)并不需要復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；但當(dāng)其所提供的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)增加到很大的規(guī)模（如谷歌、亞馬遜、阿里巴巴、騰訊等公司）時(shí)，則需要幾十萬臺(tái)甚至數(shù)百萬臺(tái)服務(wù)器才能提供用戶所需的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，這時(shí)就誕生了數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)。

數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)可以分為三個(gè)部分：
     1、數(shù)據(jù)中心內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)。主要是連接數(shù)據(jù)中心內(nèi)的海量服務(wù)器，支持?jǐn)?shù)據(jù)中心服務(wù)器之間的通信需求。這部分網(wǎng)絡(luò)可以被視為一種“計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)”，而這部分流量經(jīng)常被稱為數(shù)據(jù)中心的“東西流量”。
     2、分布式數(shù)據(jù)中心之間的網(wǎng)絡(luò)。一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)提供商可能修建了多個(gè)數(shù)據(jù)中心（為了異地災(zāi)備、降低延遲等多種考慮），連接這些分布式數(shù)據(jù)中心之間的網(wǎng)絡(luò)，也是數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的組成部分。這部分網(wǎng)絡(luò)一般是專線（自建或租用）連接，但也不排除使用電信運(yùn)營商的公共互聯(lián)網(wǎng)。
     3、連接數(shù)據(jù)中心和終端用戶之間的網(wǎng)絡(luò)。大部分情況下，數(shù)據(jù)中心與終端用戶之間是通過電信運(yùn)營商的接入網(wǎng)絡(luò)來互通的，但當(dāng)前許多互聯(lián)網(wǎng)公司所修建的數(shù)據(jù)中心已經(jīng)離用戶越來越近，部分互聯(lián)網(wǎng)公司甚至有過自建網(wǎng)絡(luò)直聯(lián)用戶的做法（比如谷歌公司曾經(jīng)的“谷歌光纖”項(xiàng)目）。數(shù)據(jù)中心與終端用戶之間的流量，經(jīng)常被稱為數(shù)據(jù)中心的“南北流量”。

數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系
     互聯(lián)網(wǎng)（Internet）是對(duì)“網(wǎng)絡(luò)”進(jìn)行“互聯(lián)”的“網(wǎng)絡(luò)”。IP協(xié)議（Internet Protocol）是互聯(lián)網(wǎng)最核心的協(xié)議，圍繞互聯(lián)網(wǎng)“開放與互聯(lián)”的使命而設(shè)計(jì)，是互聯(lián)網(wǎng)取得巨大成功的重要原因之一。以IP協(xié)議為核心的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，也將成為打通行業(yè)網(wǎng)絡(luò)“孤島”、連接不同行業(yè)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)，是貫通“新基建”中5G網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)等不同網(wǎng)絡(luò)的“血管”，是更“全局”、更“基礎(chǔ)”的基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)。
     世界上并不存在所謂的“互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營商”，因?yàn)榛ヂ?lián)網(wǎng)本身是一個(gè)完全分布式的架構(gòu)。我們常說的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商（Internet Service Provider，ISP），其實(shí)是為不具備網(wǎng)絡(luò)部署能力的機(jī)構(gòu)或個(gè)人提供互聯(lián)網(wǎng)接入”服務(wù)的公司，一旦網(wǎng)絡(luò)部署完成，ISP并不能成為這些網(wǎng)絡(luò)的“管理者”或“運(yùn)營者”（ISP可以協(xié)助運(yùn)維）。從理論上講，任何一個(gè)“網(wǎng)絡(luò)”要想加入“互聯(lián)網(wǎng)”，只要申請(qǐng)到IP地址、AS號(hào)等基本互聯(lián)網(wǎng)資源就可以了，數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)也是一樣。如今，很多大型互聯(lián)網(wǎng)公司的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)都有完全獨(dú)立的AS號(hào)、IP地址段等。
     數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分。值得注意的是，數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)加入互聯(lián)網(wǎng)的部分，既包括傳統(tǒng)意義上的“計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)”（即單個(gè)數(shù)據(jù)中心的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)），也包括傳統(tǒng)意義上的“廣域網(wǎng)”（即分布式數(shù)據(jù)中心之間的網(wǎng)絡(luò)）。如果互聯(lián)網(wǎng)公司直接提供光纖到戶服務(wù)，那就相當(dāng)于把電信運(yùn)營商直接“旁路”了（這種做法并不經(jīng)濟(jì)，因此“谷歌光纖”項(xiàng)目被停掉了）。
     因?yàn)榧尤肓嘶ヂ?lián)網(wǎng)，所以數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的所有行規(guī)則與互聯(lián)網(wǎng)無異了，這些運(yùn)行規(guī)則包括但不限于：（1）通過運(yùn)行域間路由協(xié)議，向外發(fā)布數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的IP地址前綴及路由；（2）數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的每臺(tái)服務(wù)器都分配一個(gè)IP地址；（3）數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)運(yùn)行TCP/IP協(xié)議棧，與互聯(lián)網(wǎng)其他部分交互的報(bào)文都要封裝一個(gè)IP頭部。當(dāng)然，數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部服務(wù)器之間交互的流量，其協(xié)議棧的選擇相對(duì)靈活，比如可以采用“大二層網(wǎng)絡(luò)”（用MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)），也可以采用RoCE（RDMA over Converged Ethernet）協(xié)議棧，但就算在這兩種情況下，一般也會(huì)給報(bào)文封裝PP頭部（但不一定用P地址來轉(zhuǎn)發(fā)）。

數(shù)據(jù)中心內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)局域網(wǎng)的區(qū)別
     數(shù)據(jù)中心內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)本質(zhì)上屬于計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)，與園區(qū)網(wǎng)、企業(yè)辦公網(wǎng)絡(luò)等其他的傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)相比，存在以下特點(diǎn)：
     1、數(shù)據(jù)中心內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的流量主要是機(jī)器產(chǎn)生的，而傳統(tǒng)的園區(qū)網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)的流量主要是人產(chǎn)生的。數(shù)據(jù)中心把大規(guī)模的服務(wù)器進(jìn)行互聯(lián)通信，不管是數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部流量，還是數(shù)據(jù)中心與終端用戶之間的通信流量，都是機(jī)器產(chǎn)生的。因此數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的流量往往具有突發(fā)性強(qiáng)、缺乏規(guī)律性的特點(diǎn)，流量的可預(yù)測(cè)性不強(qiáng)。
     2、數(shù)據(jù)中心內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的鏈路密集、拓?fù)湟?guī)整性強(qiáng)。與園區(qū)網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)等相比，數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)主要是把海量服務(wù)器進(jìn)行互聯(lián)，這些服務(wù)器都被密集地放置，因此服務(wù)器之間的鏈路也非常密集。為了讓這些服務(wù)器進(jìn)行更好的互聯(lián)通信，服務(wù)器之間的互聯(lián)拓?fù)湟餐哂休^強(qiáng)的規(guī)整性，比如fat-tree（胖樹）、VL2、BCube等拓?fù)洹?/span>
     3、數(shù)據(jù)中心內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的端到端帶寬極高、延遲極低。由于當(dāng)前的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)規(guī)模不斷增加，數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的流量極高，服務(wù)器之間的端到帶寬當(dāng)前已經(jīng)達(dá)到100Gbps，未來還會(huì)繼續(xù)增長(zhǎng)；而園區(qū)網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)的端到端帶寬大部分情況下是在MGBps級(jí)別。由于數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)連接的服務(wù)器之間距離很近，帶寬又極高，因此服務(wù)器之間的端到延遲極低，往往在微秒級(jí)別；而園區(qū)網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)的端到端延遲較高，一般在毫秒級(jí)別。

數(shù)據(jù)中心內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)與超級(jí)計(jì)算機(jī)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的區(qū)別
     由于數(shù)據(jù)中心是把大量服務(wù)器（計(jì)算節(jié)點(diǎn)）相連，讓人很容易將其與超級(jí)計(jì)算機(jī)聯(lián)想到一起。但是，數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)與超級(jí)計(jì)算機(jī)的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)還存在以下區(qū)別：
     1、大部分?jǐn)?shù)據(jù)中心是商業(yè)公司所擁有的，因此在技術(shù)選擇上更看重“性價(jià)比”，而非“絕對(duì)性能”。所以，數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)往往采用TCP/IP/Ethernet這樣的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)協(xié)議棧，因?yàn)檫@一類協(xié)議棧所對(duì)應(yīng)的硬件設(shè)備成本較低。而超級(jí)計(jì)算機(jī)的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)主要看重性能，采用的是InfiniBand這樣的通信協(xié)議棧。
    2、由于數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)側(cè)重于“性價(jià)比”的考慮，往往采用較為“廉價(jià)”的硬件設(shè)備，因此網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的設(shè)計(jì)中需要考慮容錯(cuò)性。這與數(shù)據(jù)中心MapReduce、HDFS等分布式計(jì)算或分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想一致，即通過軟件上的設(shè)計(jì)，在相對(duì)“低端”“不可靠”的硬件設(shè)備上實(shí)現(xiàn)高性能的系統(tǒng)性能。而超級(jí)計(jì)算機(jī)的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)往往通過硬件手段（比如備份硬件）來解決容錯(cuò)問題。