數(shù)據(jù)中心使用率正在以指數(shù)級速度增長，它推動了對網(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）通常會依靠大容量的40Gb/s和100Gb/s交換矩陣，總吞吐量現(xiàn)在達到了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)中心運營者帶來了昂貴的成本。他們需要找到合適的方法來對已安裝的各個存儲單元及服務(wù)器刀片上的接口和他們購買用來支持其網(wǎng)絡(luò)擴容計劃的交換機進行匹配。

機架式（ToR）交換機為匹配服務(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。這種交換機可以將較慢速網(wǎng)絡(luò)接口的數(shù)據(jù)進行聚合，從而作為核心交換矩陣的前端。但這樣的ToR交換機通常衍生自老一代的核心交換矩陣，其功能往往比實際的需要復(fù)雜得多。它們會執(zhí)行一些不必要的交換，因此，當其主要用于將流量匯聚到12.8Tb/s的核心交換矩陣時，無法實現(xiàn)成本優(yōu)勢。過高的費用不僅表現(xiàn)在硬件復(fù)雜性和對于額外網(wǎng)絡(luò)層維護上，還包括電源和空調(diào)功耗。比如每個ToR交換機單元內(nèi)部需要五臺或更多臺風扇用于內(nèi)部芯片的降溫�；�于上述傳統(tǒng)ToR交換機缺陷，業(yè)界提出了另外一種能夠大幅降低電能和費用，同時提供更大的模塊化和靈活性的數(shù)據(jù)中心運營方法。

IEEE 802.1BR標準為克服傳統(tǒng)ToR交換機設(shè)計中的大功率和高成本問題提供了一種方法，該標準使得可以在核心網(wǎng)絡(luò)接口和多個與邊緣設(shè)備互聯(lián)的端口擴展器之間實現(xiàn)橋接。該標準其中的一個有吸引力的特性是能夠允許端口擴展器級聯(lián)，從而實現(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）可以通過單個控制橋接設(shè)備（controlling Bridge）由一個核心網(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)的被動智能端口擴展器（PIPE）架構(gòu)通過更簡單、模塊化的方法，實現(xiàn)了無風扇設(shè)計的下一代機架交換（ToR）單元。PIPE參考設(shè)計通過使用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，從而進一步節(jié)省運營支出。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。