万兆以太网交换所具有的高性能无阻塞吞吐让用户能够将服务器机柜和架顶式交换机直接与核心网络相联，回避了对汇聚层的需求。与此同时，由于消除了应用程序和操作系统之间在硬件上的互相影响，服务器的虚拟化使得更少的服务器可以装载更多的应用程序，将更多的应用程序装载在更少的服务器硬件上需要高性能的网络。
此外，向在以太网内整合存储协议的统一架构的转变过程也需要非常低的延时、无损架构，这些让其转向了两层解决方案。业内专家指出，存储信息不能忍受包括了一个融合交换层在内的三层架构所产生的缓冲和额外的交换机跳路延时。
结构图
图注：虚拟化、并不昂贵的万兆位连接、统一以太网交换架构促进了Layer3数据中心交换架构向更为简洁的Layer2两层架构转移。Layer2两层架构在访问层中包含了汇聚层。倡议者称两层架构将降低成本、简化管理、提高操作效率。
这些需求促使厂商在市场上推出了全新的高性能、低延时、无阻塞万兆以太网。当IEEE在2010年年中获得批准后，万兆以太网交换机很快就会升级至四万兆和十万兆以太网交换机。
Layland 咨询公司IT用户和厂商咨询师Robin Layland称：“在今后几年，老式交换机需要被速度更快，更灵活的交换机所替代。目前，除了速度还需要低延时、放弃生成树以及支持新存储协议。数据中心网络必须向统一交换架构演进。”
由访问、融合和核心交换机组成的三层架构在过去十年里在企业网络中十分常见。桌面、打印机、服务器和局域网附属设备都被连接以访问交换机，然后被汇聚在汇聚层交换机以管理流量和建筑布线。
汇聚层交换机再与提供路由、大范围网络服务连通、程序分段和拥塞管理的核心路由器/交换机连接。三层架构通常都会使用一部由思科生产的大型组件，这在企业和数据中心交换中为公司带来了优势，特别是已有十年之久的Catalyst 6500交换机。
思科表示三层架构解决方案适用于程序分段和测量。不过，他们也支持两层架构，并且认为客户应当需要这种架构。
思科高级产品管理总监Thomas Scheibe称：“我们提供这两种架构。至于要选择何种架构要取决于客户想在网络中取得何种效果。每一个层都会增加两个跳数，这将导致延时。在另一方面，这要取决于你的区域规模和汇聚层内的交换机架构大小。如果客户希望有1000个汇聚的万兆以太网端口，那么你需要两层架构设计。如果不是这样，你需要三层架构设计。”
数据中心网络领域备受信赖的领先厂商Blade Network Technology同意“在两层架构VS三层架构方面，在很大程度上要取决于规模”这一说法。该公司策略与产品管理副总裁Dan Tuchler称：“在特定的规模中，你需要增加汇聚层。”
专家指出，三层架构中不可避免的延时并不适用于融合了服务器虚拟化的新数据中心和云计算环境，以及汇聚了局域网和存储信息的统一交换架构。
专为网络设备采购商、供应商和服务提供商提供咨询服务的咨询师Nick Lippis指出，诸如存储连通性、高性能计算、视频、极端的Web 2.0容量等应用程序都需要独特的网络品质。网络性能要求无阻塞、高可靠性、对于广播、多点传送和单点传送信息类型具有低延时和零错误。
Arista Networks 首席执行官Jayshree Ullal 称：“新的应用程序需要可预测的性能和延时。”目前该公司收购了专门面向数据中心的低延时万兆以太网架顶式交换机制造商。他称：“由于多数交换机用户比都是10：1，甚至是50：1，因此一直沿用下来的三层架构模式无法工作。”这意味着不同的应用程序将争夺有限的带宽，这势必导致响应时间恶化。
Layland称，这种过载导致了当今的三层数据中心架构中的延时，因为一个应用程序穿越网络需要50至100微秒。他指出，云和整合有统一交换架构的虚拟数据中心需要低于10微秒的延时。
Layland表示，这种需求消除了数据中心网络的汇聚层。不过交换机自身必须少使用数据包缓冲和超量开通。
目前多数交换机都属于存储转发设备，能够在大缓冲队列中存储数据，如果数据排到队伍前列，那么数据将被转发到目的地。他称：“其结果是数据要穿越一个三层架构的数据中心要花上80微秒或更长时间。”
Layland称，新数据中心需要直通交换以减少或消除在交换机中的缓冲，而这并不是新概念。直通交换能够将交换机至交换机的15至50微秒延时缩短到2至4微秒。
对于数据中心交换，三层架构的另一个不利因素是服务器虚拟化。在刀片式或机架式服务器中加入虚拟化意味着服务器自身在网络中将扮演接入交换的角色。
在服务器内的虚拟交换机将替代系统管理程序，在其它一些案例中，网络架构将拓展至使用架构扩展器的机架层级中。Lippis称，其结果是接入交换层将被包括在服务器里。他称：“这种模式将没有信息流到包括服务器至服务器流的第三层。信息可以接入时被交换或在低于10微秒时间内在核心中交换。”
Voltaire 营销副总裁Asaf Somekh称，由于在服务器中增加了与虚拟交换相关的I/O，因此没有访问和核心间进行分组交换的空间。Voltaire公司是一家 Infiniband架构和数据中心以太网交换机制造商。他指出：“其中的问题是有太多的层。”
Layland表示，新数据中心交换机的另一个需要是消除以太网生成树算法。目前所有的Layer 2交换机都确定了从一个端点至另一个使用生成树算法的最佳路径。
Layland称，只有一条路径是最佳路径，只有当最佳路径失败，才会使用通过架构至目的地的其它路径。在虚拟数据中心中统一架构的无损、低延时需求要求交换机使用多路径让信息到达目的地。这些交换机持续监视着潜在的拥塞点和及时为发送的数据包寻求最快和最佳的路径。
他指出：“自从有了Layer 2网络，生成树工作的很好。但是唯一路径在非队列和非丢弃世界中并不够理想。”
最后，成本是推动两层架构的关键因素。万兆以太网端口并不昂贵――大约500美元，这个价格是千兆以太网端口的两倍，但是带宽并是千兆以太网的十倍。虚拟化使得更少的服务器可以处理更多的程序，因此排除了需要更多服务器的可能。
Layland称，统一架构意味着一台服务器不需要单独的适配器和局域网和存储信息接口。融合相同的网络可以减少服务器数量，接口适配器的数量也仅为原来的一半。通过消除交换的汇聚层，运作、支持、维护和管理并不需要太多的服务器。
Gartner 分析师Joe Skorupa称：“如果你有带有充足容量的交换机，输入端口和中继线应当保持正确的比率。你不需要汇聚层。你所增加的将是复杂性、成本和额外的热量，排除故障也将变得更困难。”
编辑特别推荐:
看异地分支机构如何实现多链路负载均衡
应用隧道技术(tunnel)的帧中继网络
