現今的資料中心網路被設計與定義成許多「分層」。一般而言，網路中有一個「網路核心」，是所有資料中心設備的中央連結點，這是資料中心架構的第一層，通常稱為「核心層」。這個核心可以能是一部高階交換器，或者如同多數人採用的模式，亦即用一群有備援配置的交換器來連結所有網路設施，包括網路元件、安全防護以及伺服器等設備。
網路的第二層（匯聚層）是一系列的集結交換器，負責把存取交換器連結匯聚到核心。這個分層通常用在大型資料中心，中型資料中心往往還不一定具有這個分層。第三層的交換器通常稱為「存取層」（Access Layer），它們提供直連至伺服器的管道。這些存取交換器通常稱為「Top-of-Rack」（機櫃頂端）或「End-of-Row」（列尾）。
這樣的三層式網路架構被沿用了許多年，然而，如今卻有兩項重要趨勢正改變著資料中心網路的建置模式，一個是虛擬的面向，另一個則是實體的面向，但是這兩個不同面向的趨勢，卻同時為現有的網路帶來了更多額外的分層。
虛擬化讓網路更複雜
過去數年間，資料中心最重要的發展趨勢就是採用虛擬化技術。虛擬化技術讓一部實體伺服器能承載多部虛擬伺服器∕虛擬機器（VM）。如此用戶就能提高伺服器的使用效率及伺服器的匯整度。虛擬化技術相當受到企業資料中心以及代管資料中心的歡迎。
虛擬化技術也帶來了虛擬交換器（Virtual Switch）的概念。在一個非虛擬化的資料中心，每部伺服器都會執行單一作業系統，這個作業系統負責管理實體網路連線，系統透過這些連線和使用者及其他伺服器聯繫。在虛擬化環境中，一部實體伺服器內裝有多部虛擬機器。這些虛擬機器必須透過有層次的方式來共用實體網路連線，並且要能相互通訊聯繫，這也就是虛擬交換器或稱「vSwitch」的概念。
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| ▲刀鋒交換器和虛擬交換器造成了五層式的網路架構。 |
vSwitch是運作於伺服器上的純軟體型態的Layer 2網路元件，用以讓伺服器內的虛擬機器能相互通訊，並管理與外部實體網路之間的通訊。vSwitch是由虛擬機器管理器（Hypervisor）供應商所創造的概念，通常特別設計用來專門處理這項工作，並具備一些實體交換器原有的功能。直到最近，vSwitch仍是伺服器內各虛擬機器之間，以及虛擬機器與使用者間的唯一通訊方法。
重點是，每部實體伺服器都需要一部虛擬交換器。例如，一部裝有40部1U伺服器的機架，可能運行40個虛擬交換器；一部裝有16片刀鋒伺服器的系統，可能會運行16個虛擬交換器。網路中vSwitch的數量，和執行虛擬化系統的伺服器數量，兩者的比例為1:1，而每一部vSwitch都必須加以管理與設定。這也帶來了許多問題：
vSwitch的主要功能是讓伺服器內的虛擬機器之間能進行通訊。由於vSwitch本身位於伺服器內，因此從網路外部無法得知各虛擬機器之間的傳輸流量。這讓管理者難以偵測到虛擬機器衍生的安全問題。
由於虛擬機器之間的流量不為外部所知，因此也很難對虛擬機器之間的傳輸流量進行監視與管理。
vSwitch的效能以及伺服器的網路效能，均取決於可用的CPU資源，因此也受到虛擬機器應用負載所影響。這會造成伺服器最佳化的矛盾：提高虛擬化效率將可以增加伺服器的負載，伺服器負載增加卻又可能導致網路效能降低，結果相互抵銷了虛擬化所帶來的效益提升。
vSwitch會成為典型資料中心網路中的「第四層」。由於這個分層產生了額外的網路轉送（Network Hop），所以也會增加網路的端到端傳輸延遲（Latency）。
每部伺服器都需要一個vSwitch，因此當資料中心擴充時，網路裝置的數量也會增加。一部裝有40台1U伺服器的機架就需要40個vSwitch，但卻只有一個實體網路交換器。這會讓需要管理與設定的網路元件數量大幅增加，導致資料中心的營運成本大幅提高。
每家虛擬機器管理器（Hypervisor）的廠商都透過本身的軟體提供獨特的vSwitch。在異質化的資料中心－－可能採用多家不同虛擬機器管理器廠商的產品－－會採用不同的vSwitch產品，它們需要不同的管理與設定流程，以及不同專才的人員，如此便導致了營運成本的提高。
哪個部門負責管理vSwitch，往往也是個問題。是否因為vSwitch在伺服器內運行，所以就該交由伺服器管理團隊負責？或者由管理所有其他網路裝置的網路團隊來管理？這種情況可能導致潛在的衝突，而且可能讓計畫的解決方案更加複雜。（更多精彩文章詳見網管人第61期﹚