随着云计算和大数据技术和应用的发展，传统数据中心三层网络架构的局限性越来越明显，很难满足目前数据中心高速交换的要求，而且多环的二层接入带来复杂的网络配置的调整，给企业的运维人员带来极大的压力，采用虚拟化技术可以满足数据中心网络的高速传输和灵活配置的要求。本文主要研究的数据中心在无环的网络环境中通过采用新型虚拟化技术，逻辑上将设备虚拟整合，统一进行管理和运行，提高网络运行可用性。论文通过研究传统与新一代数据中心设备虚拟化不同的使用特点，分析各种虚拟化的优势及劣势，提出采用新型的IRF2智能弹性架构技术，实现数据中心整体网络架构的“横向整合”和高可用性，并分别从工程网络现状、网络出口带宽、服务器业务等技术角度对项目需求进行了分析，提出结构化、模块化、扁平化的提议。在此基础上，本文完成了基于IRF2的技术某大型石油企业数据中心交换网络的的设计，完成了系统整体架构的设计，并对组网的搭建，在系统故障后需要的不同的检测机制以及故障恢复机制等问题进行了分析和研究。论文还针对设计方案，通过软件搭建了项目平台，完成了对系统的测试，测试结果表明，本文所完成的某大型石油企业数据中心交换网络方案，与传统的设计方案相比，不仅能够提高网络结构的可靠性，还能进一步增强冗余可靠性。