Die Leaf-Spine-Architektur ist eine moderne Rechenzentrum-Architektur, die Engpässe der klassischen Rechenzentrums-Architektur beseitigt. Das Leaf-Spine-Modell besteht aus zwei oder drei Layern: dem Core-Layer, Spine-Layer und Leaf-Layer. Der Core-Layer bildet die Spitze der Leaf-Spine-Architektur, der Leaf-Layer die untere Ebene.
Der Leaf-Layer bildet den Access-Layer an den die Server und Speichereinheiten angeschlossen sind. Die Leaf-Switches sind voll vermascht und mit den Spine-Switches verbunden. Die Vermaschung stellt sicher, dass zwischen den Access-Switches nicht mehr als ein Hop besteht. Dadurch minimiert sich die Latenzzeit und die Wahrscheinlichkeit, dass zwischen den Access-Switches Engpässe auftreten. Die Leaf-Switches bilden die Zugriffsschicht, die Netzwerkverbindungspunkte für Server bereitstellt. Bei jeder Verbindung zu einem anderen Server wird immer die gleiche Anzahl an Switches durchlaufen.
Der Datenfluss zwischen den Layer-3- und Layer-2-Switches kann geroutet oder geschaltet werden. Zur Vermeidung von Engpässen benutzt Leaf-Spine Transparent Interconnection of Lots of Links ( TRILL) oder Shortest Path Bridging ( SPB) anstelle der Spanning-Tree-Protokolle ( STP). Das SPB- Protokoll umfasst einen Lernmechanismus über den es feststellt wo die Hosts und Server an den Leaf-Layer angeschlossen sind und wie die kürzeste schleifenfreie Verbindung zu den entsprechenden MAC-Adressen aussieht.
Über dem Leaf-Layer liegt der Spine-Layer. Die Spine-Switches haben eine hohe Portdichte und bilden beim zweischichten Leaf-Spine-Modell den Kern des Architekturmodells. Bei dreischichtiger Architektur wird der Kern durch die Switches im Core-Layer gebildet. Über diese Switches erfolgt die Verbindung zu ausgegliederten Rechenzentren und zum Internet.