从2006年开始出现的云计算概念，其热度一直持续到今天，并有愈演愈烈之势，几乎所有企业IT业务都在向云计算演进。在此期间，数据中心网络设备更是以每年40%以上的速度增长，其中数据中心级核心交换机可以说是整个云计算网络架构的一个关键节点。
何以诞生？
数据中心级交换机之所以诞生，背后有着深刻的原因。根本的支撑是整个IT业界的应用模型发生了革命性的变化，从Client/Server的流量模型向Server/Server流量模型演进，从单播为主的流量模型到Incast和多播流量的大量使用。同时伴随着的是大量企业关键业务IT化，企业客户对IT的投资更加活跃，大规模服务器集群、虚拟化、大数据等技术的成熟都对网络提出了更高的业务要求。
从附表的分析中我们可以发现，业务应用的需求驱动加上产品技术的成熟是数据中心核心交换机成功的关键。所以当我们设计下一代的数据中心核心交换机时，也谨遵守这一规则。
现状如何？
当前条件下，主流网络设备厂商的数据中心级核心交换机基本具备如下特点：
1．较高可扩展性可扩展性的应用场景主要集中在如下3个方面：
首先是高速扩展的数据中心，它需要容纳更多的服务器接入、更高的接入端口速率、更大的数据吞吐量，来满足不断新增的服务器接入需求。要达成这一目标，需要依赖更高性能的硬件，生产出高密度、高速接口的新网络设备。
其次是虚拟机迁移的支持，需要一个可扩展的大二层网络来匹配虚拟机应用。使虚拟机的灵活部署可以在更广大的物理场点之间实现。这就需要新协议、新硬件特性的支持，比如全新的二层路由协议TRILL，还有跨数据中心的L2互连支持。
最后是网络架构扩展的需求，现代数据中心网络架构越来越趋向于采用模块化的方式，它易部署、易维护、易管理，能有效提高部署效率，降低运维的复杂度。
2．网络设备的自身虚拟化能力网络设备自身的虚拟化应用场景主要集中在如下3个方面：
首先是简化网络拓扑，降低网络运维的复杂性。比较典型的业务特性是双（多）机集群。目前业界比较成熟的是双机集群；而多机集群的技术难度远大于双机集群，现在还处于试水阶段；另外还包括接入层交换机的各种矩阵扩展方式，虚拟堆叠技术等等。
其次是网络资源共享、灵活调配。目前已有多个厂家提供虚拟交换机技术来达成这一目标。虚拟交换机帮助用户快速部署网络，并提升网络资源的利用率，包括机房空间、供电、设备板卡等，是一个不可多得的好技术。
最后是网络对虚拟机的感知以及网络适配。它要求网络可以以虚拟机的颗粒度进行管理。这类技术是现在业界在实现上最不成熟的一环，目前有802.1BR、802.1Qbg、甚至是带外网管实现……一线厂商或多或少都有自己的方案，但最终谁能占据主流市场尚未可知。
3．多业务支持和网络融合多业务支持和网络融合的应用场景主要集中在如下3个方面：
首先是对复杂网络业务的支持。譬如，支持多租户、移动IP、VPN等。这需要引入各种创新的协议和硬件芯片（如各种VPN技术、VxLAN/NvGRE、IPv6等）。如果用芯片直接适配复杂业务的处理，可以获得较高的处理性能；目前基本都在启动阶段，没有成熟应用。
其次是对传统业务的集成。常用的传统业务有防火墙、网络分析、负载均衡设备等。通常的做法是用多业务板块在设备层面进行集成。由于这些复杂业务不能在ASIC上直接实现，所以用加载CPU的业务板卡来实现是一个比较快速、灵活的解决方案。好处是可以支持多种业务，甚至允许用户自定义；缺点是性能一般都不太高。
最后看网络融合。在数据中心，最主要的内容就是对传统的FC网络和HPC网络进行融合。目标是实现Everything over Ethernet。10GE和DCB等新技术的出现使得Ethernet可以承载原来所不能承载的异种网络，如FCoE、RDMAoE等等。
缺憾在哪？尽管数据中心级的核心交换机在业务和技术上取得了很大突破，但目前还存在不少缺憾，主要包括：
1．网络扩展能力有限在设备的可扩展性上，核心交换机能满足支撑未来5年乃至10年的网络扩展需求的厂家几乎没有；究其根本原因就是设备架构设计和网络业务快速扩张速度的不匹配。
服务器虚拟化后，对二层的数据交换产生了巨大需求，但二层网络由于天生的缺陷，网络节点的可扩展性非常有限。
一些传统的二层网络技术，如STP等，只解决了二层网络的破环，却在如何做大二层网络上并未涉及，在多个数据中心之间如何实现虚拟机的二层互通，现在也没有一个非常成熟的方案。
2．网络虚拟化和应用虚拟化分离应用虚拟化以后，客户的业务、应用将变得更加灵活，调整起来会变得更加动态、频繁。
网络虚拟化如何跟随业务、应用的变化进行动态适配，快速、自动地进行部署变更，也是一道很大的考题。
3．网络行为开放有限随着客户应用环境的日益复杂，许多客户都提出了网络行为定制化的需求。因为每个客户的网络环境都有其特点，而厂家生产的标准化设备不能满足所有客户的特殊行为需求，所以业界出现了通过一个开放式标准接口来控制网络设备行为的思潮。
OpenFlow/OpenStack/SDN等技术应运而生。尽管目前这些技术还比较稚嫩，和设备的适配上也不完美，但谁也不能断言将来这种将网络控制的细节充分开放给外部应用的架构就一定走不通。
不管最终采用了什么技术——控制和转发完全分离、网络设备直接提供API接口、开放式平台提供中间件……定制客户化的网络行为这一业务需求是不可忽略的。
4．“数据中心”和“园区网”核心的重复投资两套核心设备固然能解决安全性问题，但势必带来物理设备双份投资，同时管理和维护成本也会相应提高。
从客户的角度看，使用同一硬件平台支持数据中心和园区网，能获得统一的管理、双核心物理耦合（通过虚拟交换机来实现）、便捷的部署和运维等优点。
从技术角度看，数据中心和园区网共享核心交换机是大势所趋。
5．极高的电力成本比较历代核心交换机的功耗会发现最近几代设备的电力消耗越来越大。如果客户把这些新型的交换机安装在传统供电设计的数据中心机房，那么供电就是个大问题，而且温度越高、对设备可靠性的冲击就越大。
把数据中心级核心交换机的功耗降下来是一个非常重要的课题，有助于提高设备的可靠性，节约日益紧张的能源，降低对设备机房的安装要求。
