网络对于分布式系统就像翅膀对于鸟一样。随着虚拟化、云计算和大数据的不断发展，深入了解网络变得越来越重要。

深入理解网络

几台电脑连接一台交换机，可以直接互相发送信息，传输数据。这种网络叫局域网，办公室和家里的网络就是典型的局域网。当局域网需要连接到外部网络时，需要互联网服务提供商(ISP)将局域网连接到更大的网络城域网。连接多个城域网的网络称为国家骨干网，连接全球骨干网的网络称为国际骨干网。以下是互联网的示意图，互联网是一个分层汇聚的网络。最上面是国际骨干网，负责连接各国骨干网，部分国家之间有直达通道。国内通常有一个全国高速的国家骨干网，只能在某些点上连接国际骨干网。国家骨干网负责连接分布在各个城市的城域网，每个城域网负责接入区域内的多个园区网，可以是一些高新技术产业园区和省内一些大型IT公司的网络。

首先说说最上面的国际骨干网。为了连接地球上的各大洲，人们修建了许多海底光缆，可以说构成了国际骨干网的骨架。美国是互联网的中心，周围有丰富的海底光缆，直通各大洲。中国大陆有三个：海底光缆连接点，分别是青岛、上海和汕头，共有六条光缆通向世界。

接下来说说国家骨干网。以中国为例。中国的国家骨干网是CHINANET，由原邮电部管理。1995年初接入互联网，向社会提供服务。类似于互联网的架构，CHINANET也是一个分层网络，由主干网和汇接层组成。骨干网是其主要信息通道，由直辖市和省会城市的网络节点组成。汇接层用于连接各省(区)的城域网。

CHINANET由北京、上海、广州、沈阳、南京、武汉、成都和Xi安八个核心节点组成。毫无疑问，& quot北上广& quot都成了超级节点，也是中网的三个国际出口。这三个超级节点之间形成一个三角形电路，另外五个普通节点与每个超级节点互连。

为了保证国内企业用户访问国外网站的速度和带宽，中国电信后来推出了另一个优秀的网络，即CN2网络。从下图可以看出，CN2网络为了保证海外站点的带宽和质量，特别增加了海外直拨线路。

让我们来谈谈& quot串联层& quotCHINANET网络。这一层由54个串联节点组成。除甘肃、山西、新疆、宁夏、贵州、青海、西藏、内蒙古等8个省份有单个汇接节点外，每个省份都有两个骨干网汇接节点，第一和第二网关节点通过一个省内中继相连。两省向上连接，分别连接到一个超级核心节点和一个普通核心节点。以下是天津电信城域网融合接入CHINANET的网络图。

最后，谈谈& quot城域网& quot。城域网也是一种分级融合网络，主要用于提供宽带接入服务。因此就有了一种特殊的设备，即宽带远程接入服务器(BRAS)，它是一种用于完成各种宽带接入方式下宽带网络用户的接入、认证、计费、控制和管理的网络设备，是宽带网络运营和管理的基石。

如果我们在家里上网，我们通常会通过本地宽带运营商的网络访问该男子，并最终实现& quot全球互联& quot,

IDC机房又称互联网数据中心(InternetDataCenter)或数据中心，既是数据存储的中心，也是数据流通的中心。IDC机房是标准化的电信专业机房，为企业和政府提供服务器托管、租赁及相关增值的全方位服务。第一，起初IDC机房主要由电信、联通等运营商建设。后来很多企业也有了自己的IDC机房，BAT也自建了IDC机房。比如腾讯在深圳宝安、深圳腾达、天津建了三个IDC机房。

由于2002年5月国内电信业重组，中国电信北方10省正式纳入中国网通集团，南方21省重组为新中国电信。这将把中国的互联网一分为二，使互联互通无法进行，使国内IDC机房往往具有双线接入的奇特特性。

以下是IDC机房的网络架构图，一般分为四个区域：出口路由区、核心交换区、接入网区、增值业务区。

(1)出口路由区的主要功能是作为IDC机房的出口，与CHINANET及自身城域网互联，完成外网与IDC内网的三层互通，通常由两台CR路由器组成。一些大省通常会建多个IDC机房。如果每个IDC机房都与全国干线网和城域网互联，会浪费全国干线网和城域网设备的端口资源和线路资源，所以通常会建设一个IDC路由骨干网。骨干层的两台CR路由器直接与全国干线网和城域网互联，各机房IDC出口的CR路由器与骨干层出口路由器互联。

(2)核心交换区由-组核心交换机组成，作为接入层和出口路由区之间的互联设备，起到汇聚流量的作用。同时，IDC内部的流量互通也可以通过核心交换机完成。云计算业务兴起后，为了扩大二层网络规模，提高内网效率，交换网络大多是核心层和接入层的扁平化组网，不再设置汇聚层。为了实现高密度访问，核心交换机通常使用数据中心级设备，具有高吞吐量和大缓存的特点，同时通过IRF2网络虚拟化技术连接多个核心

换机虚拟成--台，既提高接入密度，又方便管理。

(3)接入网络区下连物理服务器，.上连核心交换机，主要部署千兆或万兆交换机。物理服务器数量多，且每台物理服务器均有多个端口，这就要求接入层交换机实现高密接入。当前在IDC网络中，接入交换机通常以TOR方式在每个机柜都部署两台，实现本机柜的服务器接入。接入交换机通常采用千兆下行(连接服务器)、万兆上行(连接核心交换机)的连接方式，并通过IRF2技术进行虚拟化部署。

(4)增值业务区部署与增值业务相关的设备，包括防火墙、IPS、负载均衡等设备。这些设备通常以旁挂核心交换机的方式进行设计，根据业务需求，在核心交换机上将流量引到增值业务区处理。对于云主机等业务，由于规划使用私网IP网段，因此必须使用防火墙实现NAT转换，该防火墙设备通常也以旁挂方式部署在核心交换机上。

在IDC机房里通常采用传统的VLAN技术实现租户网络的隔离，VLAN基于IEEE的802.1Q协议，在该协议的帧格式里面定义了VLANID的位数为12比特，因此最多只能支持4094个VLAN。而随着云数据中心的各种业务应用的规模落地，业务量不断增长，就可能需要成千上万个VLAN,传统VLAN的数量不能满足云数据中心日后业务规模发展的需求。另外，在物理服务器被虚拟化后，云数据中心内部虛拟机的数量相比原有的物理机发生了数量级的增加，与之对应的虚拟机虚拟网卡的MAC地址数量也相应增加，这对云数据中心接入区网络的交换机地址容量能力产生了很大冲击。虚拟机数量很多时，会导致交换机的MAC地址表溢出，从而导致数据帧的丢弃或者产生大量的广播帧，严重影响网络的性能。最后，云数据中心的虚拟机通常需要在一定范围内迁移，在传统的VLAN网络下，虚拟机只能在二层网络下迁移，并且为了能够支持虛拟机的迁移,需要在二层网络中对VLAN进行预配置,这造成了VLAN配置混乱,影响了VLAN广播域的隔离，降低了网络的效率。VXLAN(VirtualeXtensibleLocalAreaNetwork)虚拟扩展局域网是一种“VLAN升级技术”，是一种大二层虚拟网络扩展的隧道封装技术，可以很好地解决上述问题，目前该技术已经成为各种规模化运营的云数据中心不可忽视的关键应用技术。

VXLAN是VMware、思科、Arista、Broadcom、Citrix和RedHat共同提出的IETF草案，可以通过软件的方式来实现支持，其中最重要的开源软件交换机是OpenvSwitch,它也是虚拟化网络解决方案中最重要的一个开源软件,OpenStack、Docker都可以用它实现虚拟网络。

本文给大家讲解的内容是架构解密从分布式到微服务：深入理解网络，从国际互联网开始

下篇文章给大家讲解的是架构解密从分布式到微服务：深入理解网络，NIO；觉得文章不错的朋友可以转发此文关注小编；感谢大家的支持！