Fat tree

传统单根/多根拓扑结构有以下缺点：成本高，根部交换机必须要有足够大的带宽来满足下层服务器之间的通信；性能瓶颈，无法满足数据中心内部大规模的MapReduce和数据拷贝。为了解决树形结构根节点的瓶颈问题，研究者提出了许多可用的拓扑结构。分为以交换机为中心和以服务器为中心的架构。其中，Fat-Tree在近年来的科研中应用较为广泛, Fat-Tree是以交换机为中心的拓扑。支持在横向拓展的同时拓展路径数目；且所有交换机均为相同端口数量的普通设备，降低了网络建设成本。Fat-Tree结构共分为三层：核心层、汇聚层、接入层。一个k元的Fat-Tree可以归纳为5个特征：每台交换机都有k个端口；核心层为顶层，一共有(k/2)^2个交换机；一共有k个pod，每个pod有k台交换机组成。其中汇聚层和接入层各占k/2台交换机；接入层每个交换机可以容纳k/2台服务器，因此，k元Fat-Tree一共有k个pod，每个pod容纳k*k/4个服务器，所有pod共能容纳k*k*k/4台服务器；任意两个pod之间存在k条路径。

Dragonfly +

Dragonfly是由John Kim等人在2008年的论文Technology-Driven, Highly-Scalable Dragonfly Topology中提出，它的特点是网络直径小、成本较低，对于高性能计算有着非常大的优势。现在已经被运用在使用Cray XC系列网络的各种超算中

Dragonfly的拓扑结构分为三层：Switch层，Group层，System层[也叫路由器(Router)、组(Group)、系统(system)层）]。

Switch层：包括一个交换机，及其相连的 p 个计算节点

Group层：包含 a 个Switch层，这 a 个Switch层的 a 个交换机是全连接(All-to-all)的，换言之，每个交换机都有 a-1 条链路连接分别连接到其他的 a-1 台交换机

System层：包含 g 个Group层，这 g 个Group层也是全连接的

对于单个switch交换机，它有p个端口连接到了计算节点，a-1个端口连接到Group内其他交换机，h个端口连接到其他Group的交换机。因此，我们可以计算得到网络中的如下属性：每个交换机的端口数为 k=p+(a-1)+hGroup的数量为 g=ah+1网络中一共有 N=ap(ah+1) 个计算节点，如果我们把一个Group内的交换机都合成一个，将它们视为一个交换机，那么这个交换机的端口数为 k‘=a(p+h)，在一个较小规模的网络中， g=ah+1 个group可能会较多，可以将任意两个Group之间的连接数由一条增加为多条，这样任意两个Group之间就有 floor((ah+1)/g) 条链路连接。