9.5　架顶式体系结构案例学习

当私有云计算最开始还在地平线那端若隐若现时，企业就再也按捺不住对DC的灵活性及移动性的需求。当进行DC基础设施扩充或扩展时，时间不得不花在更多的设备或传输升级、更多的供电或冷却排放、更多的电线电缆、更多的设备租用空间占用等方面。未来企业需要的是模块式的DC基础设施，它们具备“rack-at-a-time”部署能力，能够在几个小时就完成组合而不是拖延到几天甚至几个星期才能完成。为了获得这样的能力，应该预先在机架中配置好服务器（例如，采用机架或刀片外形），以及预安装的供电系统、网络以及存储电缆。

架顶式（Top-of-Rack,ToR）体系结构定义了一种“机架滚动”式部署模式，将ToR交换机放置在每个机架中，使得服务器连接能够被汇聚在一起，并且只需通过少量的，连接至列末（End-of-Row,EoR）或列中（Middle-of-Row,MoR）交换机的线缆，就能实现与其余DC基础设施的互联。

9.5.1　使用Nexus 5000和2000进行ToR设计

ToR交换机在ToR模式中扮演了一个重要的角色，如果ToR仅仅是另一种类型的接入交换机，它将有可能被现有STP拓扑融合，导致比之前模式需要更多的设置工作量。而诸如可控制性及维护性这类操作问题也会随之产生。此时，ToR模式解决了一个难题，可是又制造了一个新问题。还有更好的方法吗？有。使用光纤扩展器（Fabric Extender,FEX）而非使用接入交换机。

有关FEX的简单介绍，可以参见8.2.1节。不过，你并不需要采用UCS来实现FEX功能。本案例使用了Nexus 5000（NX5K）来搭建ToR结构，期间也考虑了Nexus 2000（NX2K）FEX。从L2角度出发，NX5K交换机以及NX2K FEX一起组成了一个逻辑接入交换机，可以获得ToR灵活性而不会产生更大范围的STP拓扑。

说明：UCS采用了相同的NX5K和NX2K组合，只是NX2K FEX位于UCS机箱的背部模块，更多相关内容，请参考本书第8章8.2.2节中的“刀片服务器机箱”及“光纤扩展器”小节。

FEX结合了ToR及EoR两者的优点，在物理上，它驻留在每个机架的顶部，形成接入层在DC机架间的分布；在逻辑上，则类似EoR接入设备，接受NX5K的管理。从管理角度而言，FEX则像NX5K交换机的一个远程线卡，将交换机接入到虚拟机箱中。FEX不是一个单独的管理实体，NX5K通过向内传输与FEX通信，完成FEX的配置。由于FEX是NX5K交换机的一种扩展，它能够提供高度可扩展性，却不会增加管理的复杂性，也不会增加管理的节点。

通过在接入层部署NX5K/NX2K组合，DC能够建立自给自足的机架服务器，该服务器要求系统能够提供1GE连接性能，服务器只需使用少量10GE光纤或者CX-1型铜接头，就能连接到一个EoR或者是MoR交换机（NX5K），减少了不必要的水平线缆布线。

说明：FEX不支持本地交换，转发是基于VNTag完成的，可以把VNTag看成是一个携带了“源/目标接口”信息的标示符。更多有关VNTag的信息，请参考第8章8.2.1节中的“VNTage”小节。