數(shù)據(jù)中心使用率正在以指數(shù)級(jí)速度增長，它推動(dòng)了對(duì)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的大量投資，用于將虛擬化服務(wù)器連接到其需要承載的多種服務(wù)。為了支持虛擬化數(shù)據(jù)中心所需的服務(wù)器到服務(wù)器流量，網(wǎng)絡(luò)脊層（spine）通常會(huì)依靠大容量的40Gb/s和100Gb/s交換矩陣，總吞吐量現(xiàn)在達(dá)到了12.8Tb/s.但是，開發(fā)這些交換矩陣的“一刀切”的方法，給數(shù)據(jù)中心運(yùn)營者帶來了昂貴的成本。他們需要找到合適的方法來對(duì)已安裝的各個(gè)存儲(chǔ)單元及服務(wù)器刀片上的接口和他們購買用來支持其網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容計(jì)劃的交換機(jī)進(jìn)行匹配。

機(jī)架式（ToR）交換機(jī)為匹配服務(wù)器設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)的需求提供了一種方法。這種交換機(jī)可以將較慢速網(wǎng)絡(luò)接口的數(shù)據(jù)進(jìn)行聚合，從而作為核心交換矩陣的前端。但這樣的ToR交換機(jī)通常衍生自老一代的核心交換矩陣，其功能往往比實(shí)際的需要復(fù)雜得多。它們會(huì)執(zhí)行一些不必要的交換，因此，當(dāng)其主要用于將流量匯聚到12.8Tb/s的核心交換矩陣時(shí)，無法實(shí)現(xiàn)成本優(yōu)勢(shì)。過高的費(fèi)用不僅表現(xiàn)在硬件復(fù)雜性和對(duì)于額外網(wǎng)絡(luò)層維護(hù)上，還包括電源和空調(diào)功耗。比如每個(gè)ToR交換機(jī)單元內(nèi)部需要五臺(tái)或更多臺(tái)風(fēng)扇用于內(nèi)部芯片的降溫�；�于上述傳統(tǒng)ToR交換機(jī)缺陷，業(yè)界提出了另外一種能夠大幅降低電能和費(fèi)用，同時(shí)提供更大的模塊化和靈活性的數(shù)據(jù)中心運(yùn)營方法。

IEEE 802.1BR標(biāo)準(zhǔn)為克服傳統(tǒng)ToR交換機(jī)設(shè)計(jì)中的大功率和高成本問題提供了一種方法，該標(biāo)準(zhǔn)使得可以在核心網(wǎng)絡(luò)接口和多個(gè)與邊緣設(shè)備互聯(lián)的端口擴(kuò)展器之間實(shí)現(xiàn)橋接。該標(biāo)準(zhǔn)其中的一個(gè)有吸引力的特性是能夠允許端口擴(kuò)展器級(jí)聯(lián)，從而實(shí)現(xiàn)更大規(guī)模的模塊化網(wǎng)絡(luò)。因此，許多低速端口（1Gb/s或10Gb/s）可以通過單個(gè)控制橋接設(shè)備（controlling Bridge）由一個(gè)核心網(wǎng)絡(luò)端口（支持40Gb/s或100Gb/s工作）提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

Marvell公司開發(fā)的被動(dòng)智能端口擴(kuò)展器（PIPE）架構(gòu)通過更簡單、模塊化的方法，實(shí)現(xiàn)了無風(fēng)扇設(shè)計(jì)的下一代機(jī)架交換（ToR）單元。PIPE參考設(shè)計(jì)通過使用65W開放電源為48口10Gb/s的交換設(shè)備供電。此外，該設(shè)備可以設(shè)置成無管理模式，所有管理需求上移到核心的12.8Tb/s交換矩陣，從而進(jìn)一步節(jié)省運(yùn)營支出。這表明了模塊化的方法真正能夠顯著提高現(xiàn)在和未來數(shù)據(jù)中心部署的效率。