随着信息技术的不断进步,数据中心网络的规模也逐步扩大。作为影响数据中心各项性能指标的重要因素之一,网络架构的设计一直是相关研究中的热点问题。本文对传统的数据中心网络架构进行了介绍和总结,详细对比了几种新型数据中心网络结构的特点和性能,并在此基础上提出了一种新型的数据中心网络架构：Diamond。Diamond对胖树结构进行了改进,用边缘交换机替代了所有的汇聚交换机,并让这些边缘交换机直接与核心交换机相连。通过这种改进,Diamond不仅在平均路由长度和端到端延迟方面有更大的优势,在聚合带宽问题上也优于胖树结构。在路由方法的选择上,本文提出了一种基于数据中心网络特征的新型通用路由方法：故障规避路由方法。故障规避路由方法是一种简单高效的路由方法,其需要存储的路由表条目较少,路由器或交换机之间交换的信息量较低,因此可以支持大规模的数据中心网络。本文阐述了该路由方法的基本思想和路由过程,并对路由表的建立进行了详细的说明。实验基于扩展开放路由平台(XORP)构建,设计了支持故障规避路由方法的路由原型设备。另外,通过大规模网络仿真实验,对Diamond和胖树两种网络架构进行了全面的比较和分析。利用Click构建的原型系统和OPNET实现的网络仿真实验对Diamond及故障规避路由方法进行了验证,为网络结构设计和路由算法实现提供了新的实验方法。数据中心网络的技术发展正处于十分关键的时期,本文提出的新型网络结构,可以广泛应用于建设新一代大规模数据中心,所提出的故障规避路由方法,经过稍许的修改,就可以应用到其他具有规则拓扑结构的数据中心网络中,具有一定的通用性。