一、传统三层网络的弊端
如上图是传统三成网络架构的典型拓扑结构：（
接入层-客户端连接网络;汇聚层-交换机接入;核心层-交换机和路由汇聚并连接内外网络）
1. 接入层：接入交换机通常位于机架顶部，所以它们也被称为ToR（Top of Rack）交换机，它们物理连接服务器。
2. 汇聚层：汇聚交换机连接同一个二层网络（VLAN）下的接入交换机，同时提供其他的服务，例如防火墙，SSL offload，入侵检测，网络分析等， 它可以是二层交换机也可以是三层交换机。
3. 核心层： 核心交换机为进出数据中心的包提供高速的转发，为多个二层局域网（VLAN）提供连接性，核心交换机为通常为整个网络提供一个弹性的三层网络。
在这种网络架构下，存在如下的一些弊端：
1.带宽的浪费：为了防止环路，汇聚层和接入层之间通常会运行STP协议，使得接入交换机的上联链路中实际承载流量的只有一条，而其他上行链路将被阻塞（如图中虚线所示），造成了带宽的浪费；
2.故障域较大：STP协议由于其本身的算法，在网络拓扑发生变更时需要重新收敛，容易发生故障，从而影响整个VLAN的网络；
3.难以适应超大规模网络：在云计算领域，网络规模扩大，数据中心也分布在不同的地理位置，虚拟机要求能在任意地点创建，迁移，而保持其网络属性（IP, 网关等）保持不变，需要支持大二层网络，在上图的拓扑中，无法在VLAN10和VLAN20之间作上述迁移；
对于上述带宽浪费的问题，思科提出的解决方案是vPC（virtual Port Channel）协议，可以将接入交换机的两条上行链路做成一个vPC，同时承载流量，从而避免了带宽的浪费，提升了带宽的利用率，然而，一方面，这种方案仍然无法做到水平扩展，因为vPC只支持最多两个上行链路，上行链路增多时，无法线性增加带宽；另一方面，vPC是思科的私有协议，对于厂商的依赖性强，成本上不具有优势，下图为vPC的架构图：
上图的方案提高了带宽利用率，但仍没有解决大二层的问题，解决方案是将核心层以下的部分全部放在同一个二层网络中，但是，同一个二层网络中容纳如此多的设备，二层网络中的广播风暴将随着设备的增加而越来越严重，最终给交换机带来沉重的负载，从而影响流量，下图为传统网络大二层的解决方案示意图：
在过去的业务模式中，分布式还没有兴起，一个服务通常需要访问的资源在同一个服务器上，因此东西向流量较少，主要需要关注的是南北向流量，以一个web服务为例，后端服务也许只位于一个服务器上，这个服务处理请求时不需要向别的服务器发起请求，在本机上就可以完成处理，处理完成后将结果返回给浏览器，如果访问请求增多，则南北向流量增大，对单个服务器的运算能力也要求较大，然而东西向流量并不会变多。
然而由于技术的发展，如今的数据中心对网络的需求早已发生了变化：
1.虚拟化的兴起：为了提高计算和存储资源的利用率，如今的数据中心几乎都会采用虚拟化技术，而虚机资源的迁移会大大增加网络中的东西向流量；
2.软件架构的解耦：当今的一个服务可能会拆分成多个服务部署在不通的虚拟机上，可能位于不通的位置，这些服务之间会频繁的通信，会大大增加东西向流量；
3.分布式应用的兴起：数据和应用如今会分布在成千上万个服务器上，任务需要在这些服务起上进行分发，计算，汇总，返回，会大大增加东西向流量；
传统架构下，当存在大量东西向流量时，汇聚交换机和核心交换机的压力会大大增加，网络规模和性能也就限制在了汇聚层和核心层。要支持大规模的网络，就必须有性能最好，端口密度最大的汇聚层核心层设备，这样的设备成本高，不是所有企业都买得起，且必须在建设网络时就预先规划好网络规模，在网络规模小时，会造成资源的浪费，在网络规模继续扩大时，扩容也比较困难，因而让企业陷入了成本和可扩展性的两难选择之中。
我们先来看看标准的网络数据中心传统的三层的网络拓扑结构：