企业架构中的 FABRIC 网络
了解 Fabric 架构如何变革企业网络模式。
什么是企业网络中的 Fabric？
企业网络中的 Fabric 指的是一种架构，它通过互连节点实现高度可扩展、灵活且可靠的网络设计。与传统的分层网络设计不同，Fabric 拓扑结构支持动态路径选择、简化管理和自动化配置。它尤其适用于数据中心、园区网和多站点企业环境，这些环境需要稳健性以及多个设备和服务之间的无缝通信。
网络 Fabric 的核心在于将交换机和路由器组视为一个统一的系统，从而抽象化了物理互连的复杂性。这种抽象化使得利用软件定义网络 (SDN) 原则进行集中控制成为可能，从而简化了网络配置、策略执行和故障管理。
Fabric 网络可以使用各种专有标准和开放标准来实现，例如 Cisco 的数字网络架构 (DNA)、VMware NSX、Arista 的 CloudVision 以及基于标准的 CloS 拓扑结构。
与传统的三层网络模型相比，这些解决方案提供高带宽、低延迟和东西向流量优化。Fabric 与传统网络
- 拓扑结构： 传统网络使用核心层、汇聚层和接入层。Fabric 采用脊叶式或网状设计，使网络扁平化。
- 可扩展性： Fabric 支持轻松进行水平扩展，而传统模型通常需要重新设计才能扩展。
- 自动化： Fabric 支持通过 SDN 控制器进行自动化配置和部署。传统模型通常需要手动更新。
- 流量方向： Fabric 架构针对东西向流量进行了优化，这在现代应用模式中更为常见。
企业为何采用 Fabric 技术
数字化转型和云采用的推动对传统网络的有效性提出了挑战。
企业越来越依赖 Fabric 技术来实现以下目标：- 更敏捷地部署新服务。
- 优化跨站点或云的工作负载迁移。
- 通过路径冗余提高容错能力。
- 通过 SDN 实现集中式可见性和策略执行。
Fabric 架构消除了单点故障，并创建了一个互连节点的网状结构，可在发生故障时自动重新路由流量，从而保持服务连续性并提高正常运行时间。
Fabric 部署类型
- 数据中心 Fabric： 高度可扩展，通常采用脊叶式拓扑结构设计，以支持大规模服务器间通信。
- 园区 Fabric： 专为企业环境设计，提供跨建筑物的直观网络分段和用户/设备策略。
- 广泛区域架构： 使用 SD-WAN 或支持 Fabric 的路由器，将 Fabric 原则扩展到地理位置分散的区域。
无论采用何种部署方式，Fabric 架构都能提升网络运维的自动化程度、敏捷性和简易性。
如何使用 Fabric 构建企业网络
使用 Fabric 构建企业网络需要精心集成硬件、软件和策略框架，使其作为一个统一的系统协同工作。以下是基础组件及其在创建高效且可扩展的 Fabric 网络中所扮演的角色。
1. 脊叶拓扑结构
大多数 Fabric 部署都采用脊叶拓扑结构。在这种架构中：
- 叶节点 作为接入交换机，连接到服务器或终端等终端设备。
- 脊节点 作为核心交换机，连接所有叶交换机，确保每个叶节点都能平等地访问网络核心。
这种设计显著降低了延迟和瓶颈，因为任意两个终端都可以通过可预测且一致的跳数进行通信。
2.叠加网络
网络架构通常依赖于虚拟可扩展局域网 (VXLAN) 等叠加技术。叠加网络允许虚拟网络运行在物理基础设施之上，从而实现网络分段、多租户和工作负载迁移，而无需更改物理拓扑。
例如，VXLAN 通过将二层以太网帧封装在三层 UDP 数据包中，增加了一个抽象层。这使得 VLAN 可以跨越不同的物理位置，并提供增强的可扩展性（最多可达 1600 万个分段）。
3. 控制器和编排器
网络架构通过集中式控制器进行管理和自动化。
这些平台提供配置、策略执行、遥测和故障排除的接口。示例包括：
- Cisco DNA Center： 提供 AI 驱动的分析、基于意图的网络和策略管理。
- VMware NSX Manager： 为多云环境构建安全的虚拟化 Fabric 层。
- Juniper Apstra： 用于基于意图的安全网络的闭环自动化平台。
这些系统支持自动化，简化了网络升级、设备接入、动态分段和 SLA 管理流程。
4. 分段和策略
Fabric 支持网络流量的微分段和宏分段。
通过基于组的策略 (GBP) 或软件定义访问等技术，管理员可以根据以下信息应用策略：- 用户身份
- 设备类型
- 应用程序使用情况
- 位置数据
此功能可减少攻击面，确保合规性，并增强企业分支机构的网络安全。
5. 弹性和冗余
Fabric 架构利用等价多路径 (ECMP) 路由，允许多条活动数据路径，并将流量负载分散到可用的网络链路上。如果某条路径发生故障，流量会立即重新路由，从而使系统能够抵御节点或链路故障。
6.可视性和遥测
现代 Fabric 网络内置了流量分析、数据包跟踪和基于机器学习的异常检测等可视性功能。
这种深度可视性使 IT 团队能够主动监控性能、实时定位瓶颈并执行网络健康服务级别协议 (SLA)。
通过在控制平面和数据平面层面集成监控，管理员可以更高效地解读流量模式并执行根本原因分析。
Fabric Networking 的优势和未来趋势
Fabric Networking 改变了企业构建和管理网络的方式，带来了显著的运营和安全效益。
随着 IT 环境日益分布式和动态化，Fabric 的相关性和应用范围只会不断扩大。运营优势
- 简化管理： 通过集中式编排，IT 团队可以从单一界面部署、配置和监控网络，从而减少人为错误并加快运营速度。
- 可扩展性： Fabric 架构支持水平扩展，无需重新架构即可无缝添加新设备、位置或服务覆盖。
- 成本效益： 通过自动化降低复杂性并最大限度地减少停机时间，企业通常会随着时间的推移降低运营成本。
- 快速故障排除： 实时分析和自愈功能可以更快地解决问题，并提高关键服务的正常运行时间。
安全增强
安全已嵌入到Fabric 架构通过以下特性实现：
- 零信任强制执行： 网络访问权限基于已验证的身份和上下文动态授予，默认情况下阻止未经授权的流量。
- 微隔离： 限制威胁在网络内的横向移动，降低潜在的安全漏洞影响。
- 加密隧道： Fabric 覆盖网络中的数据路径通常采用端到端加密，从而保护共享基础设施上的敏感业务流量。
与新兴技术的集成
Fabric 与新兴技术的兼容性是其另一优势。
集成领域包括：- 云赋能架构： Fabric 无缝支持混合云和多云环境，促进工作负载可移植性和策略一致性。
- 边缘计算： Fabric 可实现与边缘设备的敏捷连接，促进网络边缘的实时应用、物联网和人工智能的发展。
- 5G 和专用无线网络： 将 Fabric 与 5G 集成可增强园区无线部署和移动性支持。
未来展望
随着企业网络日益分散化，Fabric 网络有望成为支持全新数字化战略的基础。
未来的发展方向可能包括：- 增强 Fabric 控制器中的 AI 驱动决策。
- 加强网络和安全架构之间的集成。
- 开源且厂商中立的 Fabric 部署模式正在蓬勃发展。
凭借其强大的架构、策略驱动的分段和高可用性设计，Fabric 将成为下一代企业网络的基础，支持自动化、可持续性和网络安全方面的创新。
