1云数据中心网络演进1
网络虚拟化技术的演进与趋势
网络虚拟化技术的演进与趋势随着信息技术的不断发展，网络虚拟化技术作为一种重要的网络架构技术，在各个领域得到了广泛的应用。
通过网络虚拟化，我们可以将一台物理设备划分为多个虚拟设备或者将多台物理设备整合为一个虚拟设备，从而实现资源的灵活分配和管理，提高网络性能和可扩展性。
本文将介绍网络虚拟化技术的演进与趋势。
一、网络虚拟化技术的演进1. 虚拟局域网（VLAN）虚拟局域网技术是网络虚拟化技术的最早阶段，它通过交换机的配置实现了将一个物理网络划分为多个逻辑上独立的虚拟网络。
每个虚拟网络可以独立配置IP地址和网关，实现了不同用户之间的隔离和通信。
2. 虚拟专用网络（VPN）虚拟专用网络技术通过加密和隧道技术，在公共网络上构建了一个安全的虚拟私有网络。
用户可以通过互联网访问公司内部资源，实现远程办公和跨地域通信。
3. 虚拟机（VM）虚拟机技术是网络虚拟化技术的突破性进展。
通过在物理服务器上创建多个虚拟机，每个虚拟机拥有独立的操作系统和应用软件环境，实现了资源的隔离和动态分配。
虚拟机技术使得服务器的利用率大幅提高，同时简化了数据中心的管理和维护。
4. 软件定义网络（SDN）软件定义网络技术是网络虚拟化的新兴技术，它通过将网络控制平面和数据转发平面分离，将网络功能抽象为软件控制的实体，实现了网络的灵活性和可编程性。
SDN技术可以根据应用需求实时调整网络拓扑，提供更好的网络性能和服务质量。
二、网络虚拟化技术的趋势1. 云计算与网络虚拟化的结合云计算是当前信息技术发展的重要趋势，而网络虚拟化技术恰好为云计算提供了强大的支持。
未来，网络虚拟化将与云计算更加紧密地结合，通过虚拟化技术实现云计算资源的灵活分配和管理，提高云计算平台的性能和可靠性。
2. 超高速网络的支持随着数据量的快速增长和业务的复杂性提升，对网络传输速度和带宽的需求也越来越高。
为了满足这一需求，网络虚拟化技术需要适应超高速网络的发展，提供更高效、更可靠的网络虚拟化解决方案。
云数据中心网络与SDN：技术架构与实现
云数据中⼼⽹络与SDN：技术架构与实现云数据中⼼⽹络与SDN：技术架构与实现技术审校本书赞誉1 云数据中⼼⽹络演进1.1 传统的3-Tier架构1.2 设备“多虚⼀”——虚拟机框1.2.1 Cisco VSS1.2.2 Juniper VC与H3C IRF1.3 ⾼级STP欺骗——跨设备链路聚合1.3.1 Cisco vPC1.3.2 Juniper MC-LAG和Arista M-LAG1.4 变⾰3-Tier——向Leaf-Spine演进1.5 初识⼤⼆层1.6 插叙——虚拟机的接⼊1.6.1 VEB1.6.2 Cisco VN-TAG1.6.3 VEPA1.6.4 VEB性能优化1.7 消除STP——Underlay L2MP1.7.1 TRILL1.7.2 SPB1.8 Cisco私有的⼤⼆层——FabricPath1.8.1 整体设计1.8.2 控制与转发过程分析1.8.3 其他技术细节1.9 Juniper私有的⼤⼆层——QFabric1.9.1 整体设计1.9.2 集中式的控制机制1.9.3 控制与转发过程分析1.10 Brocade私有的⼤⼆层——VCS1.10.1 整体设计1.10.2 控制与转发过程分析1.10.3 其他技术细节1.11 跨越数据中⼼的⼆层——DCI优化1.11.1 Cisco OTV1.11.2 HUAWEI EVN与H3C EVI1.12 端到端的⼆层——NVo3的崛起1.12.1 VxLAN1.12.2 NvGRE1.12.3 STT1.12.4 Geneve1.13 新时代的开启——SDN⼊场1.14 Overlay最新技术——EVPN1.14.1 传统⽹络对SDN的反击1.14.2 组⽹与数据模型1.14.3 控制信令的设计1.15 Underlay最新技术——Segment Routing1.15.1 SID与Label1.15.2 控制与转发机制1.15.3 SDN2.0？1.16 本章⼩结2 杂谈SDN2.1 SDN与传统⽹络——新概念下的⽼问题2.2 转控分离——⽩盒的曙光2.2.1 芯⽚级开放2.2.2 操作系统级开放2.2.3 应⽤级开放2.2.4 机箱级开放2.2.5 ⽩盒的“通”与“痛”2.3 ⽹络可编程——百家争鸣2.3.1 芯⽚可编程2.3.2 FIB可编程2.3.3 RIB可编程2.3.4 设备配置可编程2.3.5 设备OS和控制器可编程2.3.6 业务可编程2.4 集中式控制——与分布式的哲学之争2.4.1 在功能上找到平衡点2.4.2 在扩展性和可⽤性上找到平衡点2.5 回归软件本源——从N到D再到S2.5.1 模块管理2.5.2 模块间通信2.5.3 接⼝协议适配2.5.4 数据库2.5.5 集群与分布式2.5.6 容器与微服务2.6 本章⼩结3 SDDCN概述3.1 需求3.1.1 ⾃动化与集中式控制3.1.2 应⽤感知3.2 整体架构3.2.1 实现形态3.2.2 功能设计3.3 关键技术3.3.1 ⽹络边缘3.3.2 ⽹络传输3.3.3 服务链3.3.4 可视化3.3.5 安全3.3.6 ⾼可⽤3.4 本章⼩结4 商⽤SDDCN解决⽅案4.1 VMware NSX4.1.1 从NVP到NSX4.1.2 NVP控制平⾯设计4.1.3 NVP数据平⾯设计4.1.4 NVP转发过程分析4.1.5 NSX-V整体架构4.1.6 NSX-V管理平⾯设计4.1.7 NSX-V控制平⾯设计4.1.8 NSX-V数据平⾯设计4.1.9 NSX-V转发过程分析4.1.10 NSX-MH与NSX-T4.2 Cisco ACI4.2.1 整体架构4.2.2 管理与控制平⾯设计4.2.3 数据平⾯设计4.2.4 转发过程分析4.2.5 议ACI与SDN4.3 Cisco VTS4.3.1 整体架构4.3.2 管理与控制平⾯设计4.3.3 数据平⾯设计4.4 Juniper Contrail4.4.1 整体架构4.4.2 管理与控制平⾯设计4.4.3 数据平⾯设计4.4.4 转发过程分析4.5 Nuage VCS4.5.1 整体架构4.5.2 管理平⾯设计4.5.3 控制平⾯设计4.5.4 数据平⾯设计4.6 Arista EOS与CloudVison 4.6.1 整体架构4.6.2 管理与控制平⾯设计4.6.3 数据平⾯设计4.7 HUAWEI AC-DCN4.7.1 整体架构4.7.2 管理平⾯设计4.7.3 控制平⾯设计4.7.4 数据平⾯设计4.8 Bigswitch BCF与BMF 4.8.1 整体架构4.8.2 BCF控制平⾯设计4.8.3 BMF控制平⾯设计4.8.4 数据平⾯设计4.9 Midokura Midonet4.9.1 整体架构4.9.2 控制平⾯设计4.9.3 数据平⾯设计4.10 PLUMgrid ONS4.10.1 整体架构4.10.2 数据平⾯设计4.10.3 控制平⾯设计4.10.4 转发过程分析4.11 Plexxi Switch与Control 4.11.1 整体架构4.11.2 数据平⾯设计4.11.3 控制平⾯设计4.12 Pluribus4.12.1 Server Switch设计4.12.2 Netvisor设计4.12.3 再议数据中⼼SDN4.13 本章⼩结5 开源SDDCN：OpenStack Neutron的设计与实现5.1 ⽹络基础5.1.1 ⽹络结构与⽹络类型5.1.2 VLAN⽹络类型中流量的处理5.2 软件架构5.2.1 分布式组件5.2.2 Core Plugin与Service Plugin5.3 WSGI与RPC的实现5.3.1 Neutron Server的WSGI5.3.2 Neutron Plugin与Neutron Agent间的RPC5.4 虚拟机启动过程中⽹络的相关实现5.4.1 虚拟机的启动流程5.4.2 Nova请求Port资源5.4.3 Neutron⽣成Port资源5.4.4 Neutron将Port相关信息通知给DHCP Agent5.4.5 DHCP Agent将Port相关信息通知给DHCP Server5.4.6 Nova拉起虚拟机并通过相应的Port接⼊⽹络5.5 OVS Agent的实现5.5.1 ⽹桥的初始化5.5.2 使能RPC5.6 OVS Agent对Overlay L2的处理5.6.1 标准转发机制5.6.2 arp_responder5.6.3 l2_population5.7 OVS Agent对Overlay L3的处理5.7.1 标准转发机制5.7.2 DVR对东西向流量的处理5.7.3 DVR对南北向流量的处理5.8 Security-Group与FWaaS5.8.1 Neutron-Security-Group5.8.2 FWaaS v15.8.3 FWaaS v25.9 LBaaS5.9.1 LBaaS v15.9.2 LBaaS v25.9.3 Octavia5.10 TaaS5.11 SFC5.12 L2-Gateway5.13 Dynamic Routing5.14 VPNaaS5.15 Networking-BGPVPN与BagPipe5.15.1 Networking-BGPVPN5.15.2 BagPipe5.16 DragonFlow5.17 OVN5.18 本章⼩结6 开源SDDCN：OpenDaylight相关项⽬的设计与实现6.1 架构分析6.1.1 AD-SAL架构6.1.2 MD-SAL架构6.1.3 YANG和YANG-Tools6.1.4 MD-SAL的内部设计6.1.5 MD-SAL的集群机制6.1.6 其他6.2 OpenFlow的⽰例实现6.2.1 OF交换机的上线6.2.2 l2switch获得PacketIn6.2.3 l2switch下发PacketOut和FlowMod6.3 OpenStack Networking-ODL6.3.1 v16.3.2 v26.4 Neutron-Northbound的实现6.4.1 对接Networking-ODL6.4.2 RESTful请求的处理⽰例6.5 Netvirt简介6.5.1 OVSDB-Netvirt和VPNService的合并6.5.2 Genius6.6 Netvirt-OVSDB-Neutron的实现6.6.1 net-virt分⽀6.6.2 net-virt-providers分⽀6.7 Netvirt-VPNService的实现6.7.1 elanmanager6.7.2 vpnmanager6.8 SFC的实现6.8.1 sfc-openflow-renderer分⽀6.8.2 sfc-scf-openflow分⽀6.9 VTN Manager的实现6.9.1 neutron分⽀6.9.2 implementation分⽀6.10 本章⼩结7 开源SDDCN：ONOS相关项⽬的设计与实现7.1 架构分析7.1.1 分层架构7.1.2 分层架构的实现7.1.3 模块的开发7.1.4 分层架构存在的问题7.1.5 数据存储与集群7.1.6 其他7.2 OpenFlow的⽰例实现7.2.1 OF交换机的上线7.2.2 fwd获得PacketIn7.2.3 fwd下发PacketOut和FlowMod7.3 ONOSFW的实现7.3.1 vtnmgr分⽀7.3.2 sfcmgr分⽀7.4 SONA的实现7.4.1 openstacknode分⽀7.4.2 openstacknetworking分⽀7.5 CORD简介7.5.1 R-CORD的架构7.5.2 R-CORD的控制与转发机制7.6 本章⼩结8 学术界相关研究8.1 拓扑8.1.1 FatTree8.1.2 VL28.1.3 DCell8.1.4 FiConn8.1.5 BCube8.1.6 MDCube8.1.7 CamCube8.2 路由8.2.1 Seattle8.2.2 FatTree8.2.3 VL28.2.4 PortLand8.2.5 SecondNet8.2.6 SiBF8.2.7 SPAIN8.2.8 WCMP8.2.9 OF-based DLB8.2.10 Flowlet与CONGA 8.2.11 Hedera8.2.12 DevoFlow8.2.13 MicroTE8.2.14 Mahout8.2.15 F108.2.16 DDC8.2.17 SlickFlow8.2.18 COXCast8.2.19 Avalanche8.3 虚拟化8.3.1 NetLord8.3.2 FlowN8.3.3 FlowVisor8.3.4 ADVisor8.3.5 VeRTIGO8.3.6 OpenVirteX8.3.7 CoVisor8.4 服务链8.4.1 pSwitch8.4.2 FlowTags8.4.3 Simple8.4.4 StEERING8.4.5 OpenSCaaS8.4.6 SPFRI8.5 服务质量8.5.1 NetShare8.5.2 Seawall8.5.3 GateKeeper8.5.4 ElasticSwitch8.5.5 SecondNet8.5.6 Oktopus8.6 传输层优化8.6.1 MPTCP8.6.5 Fastpass8.6.6 OpenTCP8.6.7 vCC8.7 测量与分析8.7.1 Pingmesh8.7.2 OpenNetMon8.7.3 FlowSense8.7.4 Dream8.7.5 OpenSample8.7.6 Planck8.7.7 OpenSketch8.8 安全8.8.1 SOM8.8.2 FloodGuard8.8.3 TopoGuard8.8.4 FortNox8.8.5 AVANT GUARD8.8.6 OF-RHM8.8.7 Fresco8.9 ⾼可⽤8.9.1 ElastiCon8.9.2 Ravana8.9.3 BFD for OpenFlow8.9.4 In-Band Control Recovery8.9.5 OF-based SLB8.9.6 Anata8.9.7 Duet8.10 ⼤数据优化8.10.1 BASS8.10.2 OFScheduler8.10.3 Phurti8.10.4 Application-Aware Networking 8.10.5 CoFlow8.11 本章⼩结9 番外——容器⽹络9.1 容器⽹络概述9.2 容器⽹络模型9.2.1 接⼊⽅式9.2.2 跨主机通信9.2.3 通⽤数据模型9.3 Docker⽹络9.3.1 docker09.3.2 pipework9.3.3 libnetwork9.4 Kubernetes⽹络9.4.1 基于POD的组⽹模型9.4.2 Service VIP机制9.5 第三⽅组⽹⽅案9.5.1 Flannel9.5.2 Weave9.6 Neutron⽹络与容器的对接9.7 本章⼩结10 番外——异构⽹络与融合10.1 融合以太⽹基础10.1.1 PFC10.1.2 ETS10.1.3 QCN10.1.4 DCBX10.2 存储⽹络及其融合10.2.1 FC的协议栈10.2.2 FC的控制与转发机制10.2.3 FCoE的控制与转发机制10.2.4 昙花⼀现的SDSAN10.3 ⾼性能计算⽹络及其融合10.3.1 InfiniBand的协议栈10.3.2 InfiniBand的控制与转发机制10.3.3 RoCE与RoCEv210.4 本章⼩结思维导图防⽌博客图床图⽚失效，防⽌图⽚源站外链：)思维导图在线编辑链接：。
数据中心基础架构的演进史
数据中心基础架构的演进史一、引言数据中心作为现代企业信息化建设的核心基础设施，承载着各种关键业务系统和海量数据的存储、处理和传输。
随着科技的不断发展和企业需求的不断增长，数据中心基础架构也经历了多个阶段的演进。
本文将从数据中心的起源开始，详细介绍数据中心基础架构的演进史。
二、数据中心的起源数据中心的起源可以追溯到上世纪60年代，当时计算机技术刚刚起步，大型计算机主要用于科学计算和军事应用。
数据中心最初是为了集中管理和维护这些大型计算机而建立的，主要包括机房、电力供应、空调系统等基础设施。
三、第一阶段：单一应用数据中心在上世纪80年代和90年代，随着计算机技术的普及和互联网的兴起，企业开始使用计算机进行日常业务处理。
这一阶段的数据中心主要以单一应用为主，通常只有一个主机房和一套基础设施。
数据中心的规模相对较小，主要用于支持企业的核心业务系统，如财务、人力资源等。
四、第二阶段：分布式数据中心随着企业业务的扩展和计算机技术的进一步发展，数据中心逐渐从单一应用发展为支持多个应用系统的分布式数据中心。
该阶段的数据中心通常由多个机房组成，分布在不同的地理位置，通过网络连接起来。
分布式数据中心的优势在于提高了系统的可用性和容错性，一旦某个机房发生故障，其他机房可以继续提供服务。
五、第三阶段：虚拟化数据中心随着虚拟化技术的成熟和应用，数据中心进入了虚拟化时代。
虚拟化数据中心将物理资源抽象化为虚拟资源，通过虚拟化技术将多个虚拟机部署在一台物理服务器上，实现资源的共享和灵活调度。
虚拟化数据中心的优势在于提高了资源利用率和灵活性，降低了硬件成本和能耗。
六、第四阶段：云计算数据中心云计算的兴起使得数据中心进入了新的阶段。
云计算数据中心基于虚拟化技术，通过云平台提供基础设施、平台和软件服务。
用户可以根据实际需求弹性地调整计算和存储资源，实现按需付费。
云计算数据中心的优势在于提供了高度可扩展的计算和存储能力，满足了企业快速发展和业务变化的需求。
云计算数据中心组网技术
物理服务器上的虚拟机 （ Ｍ）互访和数据交换。 Ｖ 为 实现虚拟机之间 以及虚拟机 与外 部网络的通信 ， 必 须存在 一个 “ 虚拟以太 网交换机” 以实现转 发功 能。 在 ＩＥ Ｅ Ｅ的文档 中，“ 拟以太 网交换机”正式英文名称 虚
为 “ ｒｕ ｌＥ ｈ ｒ ｅ ｒ ｇ ” Ｖｉ ａ ｔ ｅｎ ｔＢ ｉ ｅ ，简称 Ｖ Ｂ ｔ ｄ Ｅ 。ＶＥ Ｂ可以 在虚拟化软件 中采用纯软件方式实现 ，也可以借助支持 Ｓ Ｉ Ｖ特性的网卡通过全硬件方式实现 。 Ｒ— Ｏ 软 件 ＶＥ （ 称 Ｖ ｗｉ ｈ 是 目前 较 为 成 熟 且 Ｂ 或 Ｓ ｔ ） ｃ
户收取 相应服务 费用 的一种 电信服务。Ｉ ＤＣ拥有 完善 的
全性和可控性 ； 而对于 云计算数据 中心而言 ，网络性能 将会决 定云计算服务交付的性能 。
２ 云计算数据 中心对 网络的需求
２１虚拟化数据 中心对 网络的需求 ． 目前主流的云计算服务 的关键底层 技术是利用虚拟
化技术在一 台通用 ｘ ６服务器上虚拟 出多台标准规格 的 ８ 虚 拟机 （ ＶＭ） ，简 称 “ 一虚 多 ”技术 ，力 争 让所 有 的 Ｃ Ｕ、内存和带宽 的利用 率达 到 １０ Ｐ ０ ％，提 高设备本 身
间大二层互联和多站点动态选路的网络需求 ，从而导致 Ｏ Ｖ和 ＶＰ Ｓ等一系列新网络技术的出现。 Ｔ Ｌ
（）虚拟机的控制管理和访问安全。 ３ 多业务承载 ： 支持搜索、云服务等各类业务 。
３ 当前 数据 中心 网络 技 术 的演进 方 向
３ １虚拟机本地互访网络技术 ．
虚拟机本地互访主要指从服务器角度来看，同一台
的效率 。
由于虚拟化层 的引入 ，性能 、管理、安全和 可靠性
企业级网络架构演进与趋势展望
企业级网络架构演进与趋势展望随着科技的不断发展，企业级网络架构也在不断演进。
从最初的简单局域网到今天的复杂多层次网络结构，网络架构的演进是为了适应企业业务的不断变化和发展。
本文将探讨企业级网络架构的演进历程以及未来的趋势展望。
一、传统企业网络架构在过去，传统的企业网络架构主要是基于集中式的架构模式，通常由单一的数据中心提供服务和存储。
这种架构存在单点故障的风险，并且难以扩展和升级。
同时，由于业务需求的增加，传统架构往往无法满足高可用性和性能的要求。
二、虚拟化与云计算随着虚拟化技术和云计算的兴起，企业开始采用分布式的网络架构。
虚拟化技术可以将物理资源抽象化，实现资源的灵活分配和管理，从而提高了网络的灵活性和可扩展性。
云计算则进一步推动了企业网络架构向分布式、弹性和自动化方向发展。
三、软件定义网络（SDN）软件定义网络（SDN）是一种新型的网络架构，通过将网络控制平面与数据转发平面分离，实现网络的集中管理和编程。
SDN可以实现网络资源的动态分配和优化，提高了网络的灵活性和性能。
随着SDN技术的成熟和应用，企业网络架构将更加灵活和智能化。
四、边缘计算与物联网随着边缘计算和物联网技术的发展，企业网络架构将面临更大的挑战和机遇。
边缘计算将计算和存储资源推向网络边缘，实现更低延迟和更高带宽的服务。
物联网则将大量的智能设备连接到网络中，对网络架构提出了更高的要求。
五、安全与隐私保护在企业级网络架构的演进过程中，安全和隐私保护始终是重要的考虑因素。
随着网络规模的不断扩大和网络攻击的不断增加，企业需要采取有效的安全措施来保护网络和数据的安全。
同时，隐私保护也越来越受到重视，企业需要合规性的数据管理和隐私保护机制。
六、未来趋势展望未来，企业级网络架构将继续向更加智能、弹性和安全的方向发展。
人工智能、大数据分析和自动化技术将进一步推动网络架构的演进，实现更高效的网络运营和管理。
同时，新兴技术如5G、边缘计算和物联网将为企业网络架构带来更多的创新和机遇。
云数据中心网络架构之传统经典三层网络架构的全面剖析
04
三层网络架构的未来发展和挑战
三层网络架构的未来发展趋势
演进到软件定义网络（SDN）
• 随着云计算和网络技术的不断发展，三层网络架构正在向软件定义网络（SDN）演进。SDN将网络控制功能和转 发功能分离，通过开放的可编程接口实现网络的灵活管理和控制。
全面云化
• 随着云计算的普及，三层网络架构将逐渐实现全面云化，包括虚拟化、自动化和云化部署等，以更好地适应云数据 中心的需求。
基本概念介绍
• 三层网络架构是一种经典的网络架构，通常包括接入层、汇聚层和核心层三个层次。其中，接入层负责连接终端设 备，汇聚层负责将接入层的数据汇总并转发到核心层，核心层则负责高速转发数据。
三层网络架构的原理和实现方式
• 三层网络架构的实现方式主要是通过将网络划分为不同的层次，每 个层次上不同的设备之间通过相应的协议进行通信。接入层设备通常 采用以太网技术，通过交换机连接终端设备。汇聚层设备通常采用路 由器或交换机，通过路由表或路由协议将数据从一个层次转发到另一 个层次。核心层设备通常采用高速交换机或路由器，负责高速转发数 据。
• 接入层负责连接大量的终端设备，具有低成 本、高性能的特点；汇聚层负责将接入层的数 据进行汇总和转发；核心层则负责整个网络的 高速数据传输。
• 三层网络架构包括接入层、汇聚层和核心层 ，各层之间采用高速交换机进行连接，实现数 据的快速传输和转发。
• 三层网络架构具有易于管理、扩展性好的优 点，但也存在一些问题，如网络结构僵硬、无 法灵活适应新的业务需求等。
三层网络架构的未来发展展望
• 随着云计算和大数据技术的不断发展，三
1
层网络架构已经无法满足云数据中心的高效 运营需求。
• 未来，三层网络架构将朝着扁平化、大二
数据中心网络架构
数据中心网络架构在当今信息化时代，数据的存储和处理变得尤为重要。
数据中心作为存储和处理大量数据的关键设施，其网络架构的设计和优化对于数据中心的性能和可靠性至关重要。
本文将从数据中心网络的概述、架构设计原则、常见的网络架构模式以及未来发展趋势等方面进行讨论。
一、概述数据中心网络是指将数据中心内的各种设备（包括服务器、存储设备、交换机等）以及用户终端设备连接起来的网络系统。
其主要功能包括数据交换、负载均衡、故障切换等。
一个高效的数据中心网络可以提供高带宽、低延迟、可扩展性强的网络服务。
二、架构设计原则在设计数据中心网络架构时，需要考虑以下原则：1. 高带宽：数据中心网络需要能够支持大量的数据传输，因此必须具备高带宽的特性，以满足数据中心内部的大流量需求。
2. 低延迟：对于数据中心来说，实时性是非常重要的，因此网络的延迟必须尽量低，以确保数据的及时传输和处理。
3. 可靠性：数据中心网络需要具备高可靠性，以防止单点故障导致整个数据中心无法正常工作。
因此，需要采用冗余设计、故障切换等机制来保证网络的可用性。
4. 可扩展性：数据中心网络需要具备良好的可扩展性，以便能够根据业务需求随时添加新的设备和扩展网络规模。
5. 简洁性：数据中心网络的设计应尽量简洁，减少不必要的复杂性和冗余，以提高网络的管理和维护效率。
三、常见的网络架构模式目前，常见的数据中心网络架构模式主要包括三层架构、对等架构和叶脊架构。
1. 三层架构三层架构是一种传统的数据中心网络架构，包括核心层、汇聚层和接入层三个层次。
核心层负责网络的高速转发和跨数据中心的互联。
汇聚层负责连接核心层和接入层，并提供路由和负载均衡等功能。
接入层连接用户终端设备，为其提供网络服务。
三层架构具有较好的可扩展性和容错性，但也存在着网络传输路径较长和延迟较大等缺点。
2. 对等架构对等架构是一种新兴的数据中心网络架构，通过将网络交换机分布在各个服务器之间，实现了直接的点对点通信。
云数据中心网络架构与技术(第2版)
12.2.1混合云技术 12.2.2业界主流混合云网络方案 12.2.3华为混合云SDN方案
12.3.1确定性IP网络产生的背景 12.3.2确定性IP网络关键技术 12.3.3确定性IP网络未来展望
13.1迈向智能世界 2030
13.2智能世界2030 对数据中心的要求
13.3智能时代DCN的 诉求：低时延、零丢 包和高吞吐
读书笔记
这是网络工程师在云时代的教科书，如果不了解这些内容，迎接我们的可能就只有被淘汰或者转行。
目录分析
2.1什么是云计算
2.2云计算催生的虚 拟化技术
2.3当SDN邂逅云计 算
2.4超融合数据中心 网络
2.4.1高性能计算需要超融合数据中心网络 2.4.2高性能存储需要超融合数据中心网络
14.4.1简介 14.4.2架构 14.4.3功能特性
14.5.1简介 14.5.2架构 14.5.3功能特性
作者介绍
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精彩摘录
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4.3.1运营商企业网络的总体架构 4.3.2运营商业务的发展诉求与数据中心网络的演进 4.3.3运营商云数据中心的目标架构与设计原则
5.2云数据中心Байду номын сангаас 决方案的组件间交
互
5.1云数据中心网 络的业务模型
5.3云数据中心组 件间交互技术解析
5.1.1典型OpenStack业务模型 5.1.2 FusionSphere业务模型 5.1.3 iMaster NCE-Fabric业务模型
7.1 Overlay网络
数据中心发展趋势及数据中心架构部署图举例
数据中心发展趋势及数据中心架构部署图举例在当今数字化的时代，数据中心已经成为了企业和社会运行的核心基础设施。
它们不仅存储着海量的数据，还负责处理和传输这些数据，以支持各种应用和服务的运行。
随着技术的不断进步和业务需求的变化，数据中心也在不断发展和演变。
本文将探讨数据中心的发展趋势，并通过举例介绍数据中心的架构部署图。
一、数据中心发展趋势（一）云计算的广泛应用云计算的出现改变了数据中心的运营模式。
越来越多的企业选择将其业务迁移到云平台上，以获得灵活的资源配置、降低成本和提高效率。
云计算提供商通过大规模的数据中心提供各种服务，如基础设施即服务（IaaS）、平台即服务（PaaS）和软件即服务（SaaS）。
这使得企业不再需要自己建设和维护复杂的数据中心，而是可以根据需求随时获取所需的计算、存储和网络资源。
（二）大数据的驱动随着大数据技术的兴起，数据中心需要处理和存储的数据量呈爆炸式增长。
为了应对海量数据的处理和分析需求，数据中心需要具备更高的性能和扩展性。
这包括采用更快的处理器、更大容量的存储设备以及更高效的网络架构。
同时，大数据的处理也推动了数据中心在数据分析和挖掘方面的能力提升，以从海量数据中获取有价值的信息。
（三）绿色节能成为关键数据中心的能耗问题一直是关注的焦点。
随着能源成本的上升和环保意识的增强，数据中心需要采取各种节能措施来降低能耗。
这包括采用更高效的服务器、冷却系统和电源管理技术，以及利用可再生能源来供电。
绿色数据中心不仅能够降低运营成本，还符合可持续发展的要求。
（四）软件定义数据中心（SDDC）的兴起SDDC 通过软件来定义和管理数据中心的计算、存储和网络资源，实现了资源的灵活配置和自动化管理。
这种模式提高了数据中心的管理效率和灵活性，使得数据中心能够更快地响应业务需求的变化。
同时，SDDC 还促进了数据中心的虚拟化和容器化技术的发展，进一步提升了资源利用率。
（五）边缘计算的发展随着物联网和 5G 技术的普及，边缘计算逐渐成为数据中心发展的一个重要趋势。
云数据中心网络架构及关键技术
云数据中心网络架构及关键技术作者：吕博良来源：《中国金融电脑》 2015年第11期随着云计算应用、服务器和存储设备的激增，传统网络架构和技术已经难以适应云数据中心的发展。
传统网络服务多为静态配置，不能随应用迁移自动适配调度，无法满足服务的动态需求，因此急需实现物理网络、服务器内部虚拟网络等各种网络资源及服务的统一管理，逐渐向云网络演进。
云网络具备弹性、集成性和自适应性，不仅能够提供超强的扩展能力和资源按需分配能力，而且简单易维护。
一、数据中心云网络特点云网络是指建立在可编程的基础设施之上，基于统一的运行管理平台，按需分配资源的网络架构，可以满足虚拟机大范围动态的迁移和调度，能够按需、实时、动态地把物理网络变成多个虚拟网络，满足云计算的动态要求。
与传统网络架构的静态部署不同，云网络架构以服务、业务为导向，通过松耦合的方式实现多业务的综合承载与提供。
云数据中心由提供资源变成提供服务，用户根据业务需求选择相关的服务，对底层实际资源透明，具有以网络为中心、以服务为提供方式、资源池化、网络资源虚拟化和集中管控等特点。
1. 网络资源池化构建网络资源池实现网络资源池化管理，可通过集中管控平台对网络资源进行统一的调度、分配和管理。
网络资源池化管理打破了网络静态配置的瓶颈，将网络资源分为物理网络资源和逻辑网络资源，用户根据业务需求通过集中管控平台直接调用逻辑网络资源，而不再关注底层网络资源，实现网络资源与应用的紧耦合和物理网络资源与逻辑网络资源的去耦合，网络资源根据应用及用户的需求按需分配，实现网络的动态调度，且便于网络维护人员进行运维管理。
2. 集中管控将网络设备控制平面上收，搭建集中控制平面，把软件控制功能放到网络管理器上，从而提高了网络的管理控制能力，同时解决统一管理和接口扩展的需求，可集中进行虚拟交换机协议处理和表项同步等工作。
集中控制平面可控制所有虚拟网络资源，可以快速实现新型网络功能的配置，满足灵活多变的应用需求，通过编程手段对资源进行集中管理，实现自动化的资源监控、部署与调度以及业务生命周期的智能维护，极大地简化配置逻辑，并可以实现针对网络拓扑、状态监控、应用流量等网络资源和网络质量的可视化管理。
云数据中心演进思路剖析
整体架构以服务为导向， 通过松耦合的方式实现多服 务的综合承载与提供， 云数据中心由提供资源变成提供服 务， 用户通过服务 目录选择相关的服务 ， 对底层实际资源
透明 。
的方式在公共网络上建立虚拟专用网。近年 ， 计算虚拟化 “ 多对一” 的特征对网络提出了与底层虚拟机相适配、 互感
知的新要求， 充实了网络虚拟化的概念。传统网络逐步具
用程序分割成若干个可并行处理的功能模块以及如何解
决各功能模块间协同工作的问题。这类系统可能采用 以
ＣＳ结构为基础的 ３ ／ 层或多层分布式对象体系结构 ， 把表 示逻辑 、 业务逻辑和数据逻辑分布在不同的机器上 ， 也可 能采用 Ｗｅ 体系结构。基于 ＣＳ ｂ ／ 架构的分布式系统可借 助 Ｃ Ｒ Ａ ＥＢ Ｄ Ｏ Ｏ Ｂ 、Ｊ 、 Ｃ Ｍ等中间件技术解决各模块间的协 同工作问题 ： 基于 Ｗｅ 体系架构（ ｂ 或称 Ｗｅ ｅ ｉ ｂＳｒｃ ｖ ｅ的分
２３ 运营管理技术 ． 运营管理技术是云数据中心运营管理平台所涉及的
一
虚拟化技术的本质是实现底层物理设备与逻辑资源 的去耦合。通常所指的虚拟化即服务器虚拟化， 可以在相 同的一套硬件上运行彼此独立的操作系统和应用软件。 服 务器虚拟化具有同质 、 高效、 资源受控的特点。 虚拟化后的 虚拟机可以根据需求弹性增加或减少其分配的硬件资源 ，
ＩＣ运营商的应对策略。 Ｄ
系统中的重要一环， 在云计算模式下， 信息的存储 、 、 处理 传递等功能均由网络侧完成， 实际上由数据中心承担。由 于传统数据中心存在资源利用率低、 自动化程度低、 能耗 过高等一系列问题， 无法有效承载云计算业务， 因此基于 云计算技术的新一代数据中心应运而生。
提高资源配置的灵活性 ． 同时可以在单一物理服务器上运
数据中心架构演进
数据中心架构演进在当今数字化时代，数据中心已成为企业和社会运行的核心基础设施。
它们承载着海量的数据处理、存储和传输任务，为各种应用和服务提供强大的支持。
随着技术的不断发展和业务需求的变化，数据中心架构也在持续演进，以适应新的挑战和机遇。
早期的数据中心架构相对简单，主要由服务器、存储设备和网络设备组成。
服务器通常是单独的物理机，每个应用都运行在自己的服务器上，这种架构被称为“烟囱式架构”。
这种架构的优点是易于管理和维护，但缺点也很明显，资源利用率低，成本高昂，而且扩展性差。
当业务需求增长时，需要购买新的服务器来部署新的应用，导致数据中心的规模不断扩大，管理复杂度也随之增加。
随着虚拟化技术的出现，数据中心架构迎来了第一次重大变革。
虚拟化技术可以将一台物理服务器虚拟化为多台虚拟机，每个虚拟机可以运行不同的操作系统和应用，从而大大提高了服务器的资源利用率。
通过虚拟化，企业可以在更少的物理服务器上运行更多的应用，降低了硬件成本和运营成本。
此外，虚拟化还使得服务器的部署和管理变得更加灵活和高效，可以快速创建、迁移和删除虚拟机，满足业务的动态需求。
在虚拟化技术的基础上，云计算的兴起进一步推动了数据中心架构的演进。
云计算将计算、存储和网络资源以服务的形式提供给用户，用户可以根据自己的需求按需使用，按量付费。
云计算分为公共云、私有云和混合云三种模式。
公共云由云服务提供商运营，为广大用户提供服务；私有云则是企业自己构建和运营的云环境；混合云则是将公共云和私有云结合起来使用。
云计算的出现使得数据中心的资源更加集中化和规模化，通过大规模的资源池化和自动化管理，提高了资源的利用效率和服务质量。
同时，云计算还提供了丰富的云服务，如计算服务、存储服务、数据库服务、大数据服务等，用户可以根据自己的需求灵活选择和组合，快速构建自己的应用系统。
除了虚拟化和云计算，软件定义技术也在数据中心架构中发挥了重要作用。
软件定义网络（SDN）、软件定义存储（SDS）和软件定义数据中心（SDDC）等技术的出现，使得数据中心的网络、存储和计算资源可以通过软件进行灵活的定义和管理，打破了传统硬件设备的限制。
云计算的演进
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云计算的演进
二、云计算的演进历程
云计算模式：应对爆炸式的信 息增长和对动态灵活架构的 迫切需求。
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云计算的演进
二、云计算的演进历程ຫໍສະໝຸດ 云计算（Cloud Computing）是分布式计算、并行 计算和网格计算的发展或者说是这些计算机科学 概念的商业实现。 并行计算一般是指许多指令得以同时进行的计算 模式。
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云计算的演进
二、云计算的演进历程
云计算的演进
一、云计算的产生背景
2
云计算的产生是需求推动、技术进步、商业模式转变共同促进的结果。
云计算的演进
一、云计算的产生背景
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需求推动： 政企客户低成本且高性能的信息化需求个人用户的互联网、移动互联网应用需求强烈，
追求更好用户体验。 技术进步：
虚拟化技术、分布与并行计算、互联网技术的发展与成熟，使得基于互联网提供包括 IT基础设施、开发平台、软件应用成为可能宽带技术及用户发展，使得基于互联网的服 务使用模式逐渐成为主流。 商业模式转变：
少数云计算的先行者的云计算服务已开始运营市场对云计算商业模式已认可，越来越 多的用户接受并使用云计算服务生态系统正在形成，产业链开始发展和整合。
云计算的演进
一、云计算的产生背景
大型机集中模式：集中于大型 应用的处理，并且受限于数 据中心内部。
客户端服务器模式：应用从数 据中心走进千家万户。
PC：Personal Computer，个人 计算机。
CloudFabric云数据中心网解决方案-Underlay网络
CloudFabric云数据中心网解决方案设计指南（Underlay网络）目录1 概述 (1)2 数据中心物理网络方案设计 (3)2.1 总体架构 (3)2.1.1 数据中心物理网络概述 (3)2.1.2 数据中心物理网络架构演进 (5)2.1.3 CloudFabric物理网络总体架构 (7)2.2 物理组网设计 (8)2.2.1 CloudFabric标准组网设计 (8)2.2.2 CloudFabric融合组网设计 (10)2.2.3 CloudFabric扩展组网设计 (16)2.2.4 CloudFabric基线组网选型（待版本规格确认后刷新） (19)2.3 路由设计 (25)2.4 接入设计 (30)2.4.1 服务器接入设计 (30)2.4.2 V AS设备接入设计 (33)2.4.2.1 防火墙接入设计 (33)2.4.2.2 负载均衡器接入设计 (36)2.5 出口设计 (39)2.5.1 出口拓扑设计概览 (39)2.5.2 Border Leaf 4个L3接口对接PE（推荐） (40)2.5.3 Border Leaf 2个L3接口对接PE (41)2.5.4 Border Leaf 单L3接口对接PE (42)2.6 管理网络设计 (43)2.6.1 控制器/SecoManager部署设计 (43)2.6.1.1 管理Leaf被纳管（推荐） (43)2.6.1.2 管理Leaf不被纳管 (44)2.6.1.3 控制器/SecoManager部署连线方式 (44)2.6.2 FabricInsight部署设计 (45)2.6.2.1 FabricInsight网络平面规划 (46)2.6.2.2 单Fabric基础组网典型规划 (47)2.7 容量设计 (50)2.8 数据规划 (52)2.8.1 MTU规划 (52)2.8.2 VLAN规划 (53)2.8.3 IP规划 (54)2.8.3.1 IPv4地址规划 (54)2.8.3.2 IPv6地址规划 (56)3 数据中心物理网络可靠性设计 (60)3.1 高可靠设计综述 (60)3.2 Border Leaf高可靠设计 (61)3.3 Spine高可靠设计 (62)3.4 Server Leaf高可靠设计 (63)3.5 防火墙高可靠设计 (64)A 参考图片 (65)1 概述随着行业数字化转型加速，企业数据中心云化的要求越来越迫切，云计算逐渐成为各行各业的基本能力，数据中心网络作为构建云数据中心的基石面临很大的挑战。
数据中心建设方案
数据中心建设方案2 3数据中心建设介绍1数据中心基础架构数据中心整合优化4数据中心演进 -云计算IT 基础架构•实现系统整合，消除信息孤岛•能够灵活应对业务需求•网络及安全解决方案 •保障信息的安全•适应不间断高负荷运行 •保障业务连续性• 统一管理• 易于部署和发布新的应用• 节约能源• 利于环境保护数据整合资源灵活分配整体的安全设计集中存储容灾备份绿色节能设计服务为核心统一管理•存储统一规划•有效保护数据信息高可靠性高可用性领导业务部门信息部门 领导低TCO可分阶段投资 投资保护业务部门稳定、可靠支持全业务快速支持将来业务业务连续性好信息部门运行维护简单能够平滑升级/扩容问题能够快速修复实现目标：•安全性高–网络、数据•业务不中断•维护简单•数据集中存储•优异投资回报率数据中心的建设思想，通过分层架构的设计提高基础架构的灵活性、扩展性。
存储层操作及管理层网络层计算层防火墙核心交换机路由器IDS/IPS公共服务光纤交换机磁盘阵列KVM 系统SecondaryDC网络管理存储管理DNS EMAIL Portal备份系统虚拟带库物理带库负载均衡协同办公APP DB IP BackboneInternet管理和辅助决策APP DB 电子健康档案App DB 资产管理2数据中心基础架构Ø计算资源层Ø存储资源层Ø运维管理层不同的工作负载，对IT 设备具有不同的要求业务支撑边缘型关键型应用核心数据库ERP 商业智能供应链管理…政府/公安教育行业医疗行业制造业零售行业GIS 、警务信息管理系统…一卡通、校园网…HIS 系统、…财务、ERP……APP OAWeb 彩票查询…电子政务、网上审批…招生信息查询系统…社区卫生信息系统、…财税库、…政府/公安教育行业医疗行业制造业零售行业…DNS 代理服务…网站查询…x86 PC 服务器采用CISC （复杂指令集）架构，不支持多线程性能低，价格便宜第三方虚拟化及较弱扩展性操作系统开放且简单易学面向边缘型应用、小型用户要求全天候的技术售后服务UNXI “小型机”服务器采用RSIC （精简指令集）架构，效率高硬件级别的高可靠性，可用性，可服务性出色的性能和虚拟化功能操作系统稳定性和安全性高面向关键性和业务支撑应用、企业级用户通用、简单易学稳定性、可靠性、扩展灵活核心系统主机作为核心业务系统（数据库和业务软件系统），需要提供业务集中处理和交换，需要保证业务系统的高可靠性，提供7*24的可持续性服务，主机设备具有极强的承载能力，满足现有及未来几年的应用需求，保证业务处理高处理性能Ø操作系统选择ü稳定性：减少系统宕机及系统维护时间，保障核心系统稳定ü高性能：精简的系统内核，能为数据库系统提供最优异性能ü安全性：不易受到外部或的恶意攻击和病毒感染ü开放性：开放的系统内核，为不同的应用提供优化参数ü多用户：实现真正的多用户、多进程系统Ø硬件平台选择üUNIX平台：刀片小型机、机架式小型机üLinux平台：刀片服务器、小型机、PC服务器üWindows平台：刀片服务器、PC服务器Ø应用架构部署数据库与业务应用部署在不同的主机系统上，能够提高系统架构的扩展灵活性、升级的平滑性，满足未来系统建设的多样需求Ø企业级硬件架构的稳定性：机架式小型机 > 刀片小小型机 > X86 PC机架式 > 刀片服务器RAS特性POWER6/7SPARC Integrity Xeon应用和分区部分的RAS特性动态分区迁移是否否是动态应用迁移是否否否分区动态调整是否否否系统 RAS特性操作系统级别的首次出错数据捕捉是否否否内存校验是否否否处理器RAS特性处理器出错重试处理是是否否可变的处理器恢复是否否否动态处理器卸载是是是否动态处理器节能管理是是是否内存 RAS特性Chipkill™技术是是是是冗余内存是是是是 I/O RAS增强的错误处理是否否否三、系统高可用设计目标：消除主机系统单点故障，提高业务系统的连续性和可靠性，能够实现业务系统主机出现故障时，能够有备用的主机快速恢复业务系统的访问。
向“云端”迈进新一代数据中心的演进
数 据 中 心 全 面 实 现 向 云 计 算 服 务 的 转 型 将 会 是 一 个 漫 长 而 艰 辛 的 过 程 ，需 要 做 好 充 分 的
技 术 与 运 营 准 备 。 华 三 通 信 认 为 从 当前 的 数 据
中心 向云服 务数据 中心 的演进 可 以分为基 础设
备 虚 拟 化 一 平 台 虚 拟 化 一 云服 务 ３ 阶 段 实 施 ， 个
业 模 式 ，提 供 更 强 的差 异 化 竞 争 力 以及 更 高 的 商业价值 。
理 、业 务 测 试 等 配 套 组 件 ，如 图 ２ 示 。 所 云 计 算 交 换 中 心 作 为 新 一 代 数 据 中 心 的 基 础 支 柱 之 ～ ， 首 先 面 临 技 术 的 全 面 升 级 。从 搜 狐 、 淘 宝 、百 度 等 互 联 网 公 司 的 实 践 来 看 ， 新 一 代 云 计 算 数 据 中 心 是 一 个 高 密 度 、大 容 最
警 ห้องสมุดไป่ตู้
基础设施虚拟化 平台虚拟化 云服务
现 统 一 的 虚 拟 化 ，从 而 难 以 实 现 真 正 意 义 上 的 云 计 算 。 随 着 以 太 网 技 术 的
发展 以及 整 个 产 业 链 的 成熟 ，Ｅ ｈ ｒｅ ｔｅｎ ｔ
已 经 可 以 取 代 甚 至 超 越 Ｉ ｆ ｉ ａ ｄ ｎｉ ｂ ｎ 、 ｎ Ｆｂ ｒＣｈ ｎ ｌ 络 。华 三 通 信 可 以 采 用 ｉｅ ａ ｅ网
基 于 Ｅ ｈ ｒｅ的 统一 交 换 网来 建 设 新 一 ｔｅｎ ｔ 代 数 据 中 心 ， 从 而 构 建 真 正 的 云 计 算
平 台 ，如 图３ 示 。 所
圈 １ 云 计算 实 现 路径
（） 吉 比 特 端 口密 度 ２十
云计算数据中心的网络架构设计
云计算数据中心的网络架构设计随着云计算技术的迅猛发展，数据中心的网络架构设计成为了更加重要的议题。
一个高效、稳定且可扩展的网络架构对于提供优质的云服务以及满足用户需求至关重要。
本文将探讨云计算数据中心网络架构的设计原则和关键技术，旨在为构建先进的网络架构提供有益的指导。
一、网络架构的设计原则在设计云计算数据中心的网络架构时，以下几个原则需要被考虑：1. 可扩展性: 架构设计应具备良好的可扩展性，能够适应不断增长的用户和数据流量。
可通过水平扩展和垂直扩展等方式实现。
2. 高可用性: 云计算数据中心对于用户来说是关键的基础设施，因此高可用性是网络架构设计的重要目标。
应采用冗余设计和容错机制，确保网络的持续可用性。
3. 低延迟: 云应用对网络延迟非常敏感，特别是对于实时应用和大规模数据传输。
因此，网络架构设计应优化网络路径、减少网络设备的延迟。
4. 安全性: 云计算数据中心存储了大量用户的敏感数据，因此网络架构设计需要考虑安全性。
采用防火墙、访问控制列表（ACL）等措施来保护数据安全。
二、关键技术1. SDN（软件定义网络）: SDN将网络控制器和数据转发平面进行了解耦，使网络管理更加灵活和高效。
在云计算数据中心网络架构中应用SDN技术可以实现更好的流量控制、服务质量保证和资源管理。
2. 虚拟化网络: 虚拟化网络技术可以将物理网络资源划分为多个虚拟网络，每个虚拟网络可独立配置和管理。
通过虚拟化网络，可以实现更好的资源利用率和隔离性，提高网络性能和灵活性。
3. 多路径路由: 多路径路由可以增加网络的冗余性和可用性，减少网络拥塞。
通过选择多个路径传输数据，可以降低延迟并提高吞吐量，改善用户体验。
4. 虚拟专用网（VPN）: VPN技术可以通过加密和隧道技术保证数据在网络传输过程中的安全性。
在云计算数据中心网络架构设计中，使用VPN技术可以提供更高的数据安全保障，保护用户的隐私。
5. 负载均衡: 负载均衡技术可以将网络流量均匀地分发到多个服务器，提高服务的可用性和性能。
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第1章云数据中心网络演进 11.1传统的3-Tier架构 11.2设备“多虚一”——虚拟机框 21.2.1Cisco VSS 21.2.2Juniper VC与H3C IRF 41.3高级STP欺骗——跨设备链路聚合 4 1.3.1Cisco vPC 41.3.2Juniper MC-LAG和Arista M-LAG 6 1.4变革3-Tier——向Leaf-Spine演进 6 1.5初识大二层91.6插叙——虚拟机的接入101.6.1VEB 101.6.2Cisco VN-TAG 111.6.3VEPA 121.6.4VEB性能优化131.7消除STP——Underlay L2MP 141.7.1TRILL 151.7.2SPB 171.8Cisco私有的大二层——FabricPath 19 1.8.1整体设计191.8.2控制与转发过程分析211.8.3其他技术细节251.9Juniper私有的大二层——QFabric 25 1.9.1整体设计261.9.2集中式的控制机制291.9.3控制与转发过程分析301.10Brocade私有的大二层——VCS 32 1.10.1整体设计331.10.2控制与转发过程分析331.10.3其他技术细节351.11跨越数据中心的二层——DCI优化36 1.11.1Cisco OTV 361.11.2HUAWEI EVN与H3C EVI 381.12端到端的二层——NVo3的崛起39 1.12.1VxLAN 391.12.2NvGRE 411.12.3STT 421.12.4Geneve 431.13新时代的开启——SDN入场451.14Overlay最新技术——EVPN 461.14.1传统网络对SDN的反击461.14.2组网与数据模型471.14.3控制信令的设计481.15Underlay最新技术——Segment Routing 55 1.15.1SID与Label 561.15.2控制与转发机制571.15.3SDN2.0？601.16本章小结62第2章杂谈SDN 632.1SDN与传统网络——新概念下的老问题63 2.2转控分离——白盒的曙光662.2.1芯片级开放682.2.2操作系统级开放712.2.3应用级开放752.2.4机箱级开放762.2.5白盒的“通”与“痛”772.3网络可编程——百家争鸣782.3.1芯片可编程782.3.2FIB可编程802.3.3RIB可编程832.3.4设备配置可编程852.3.5设备OS和控制器可编程882.3.6业务可编程882.4集中式控制——与分布式的哲学之争89 2.4.1在功能上找到平衡点902.4.2在扩展性和可用性上找到平衡点912.5回归软件本源——从N到D再到S 942.5.1模块管理942.5.2模块间通信952.5.3接口协议适配962.5.4数据库972.5.5集群与分布式982.5.6容器与微服务992.6本章小结100第3章SDDCN概述1013.1需求1013.1.1自动化与集中式控制1013.1.2应用感知1033.2整体架构1053.2.1实现形态1053.2.2功能设计1073.3关键技术1073.3.1网络边缘1073.3.2网络传输1103.3.3服务链1123.3.4可视化1153.3.5安全1173.3.6高可用1203.4本章小结122第4章商用SDDCN解决方案1234.1VMware NSX 1234.1.1从NVP到NSX 1244.1.2NVP控制平面设计1254.1.3NVP数据平面设计1254.1.4NVP转发过程分析1264.1.5NSX-V整体架构1284.1.6NSX-V管理平面设计1294.1.7NSX-V控制平面设计1304.1.8NSX-V数据平面设计1324.1.9NSX-V转发过程分析1324.1.10NSX-MH与NSX-T 1394.2Cisco ACI 1404.2.1整体架构1414.2.2管理与控制平面设计1424.2.3数据平面设计1454.2.4转发过程分析1524.2.5议ACI与SDN 1544.3Cisco VTS 1554.3.1整体架构1564.3.2管理与控制平面设计1584.3.3数据平面设计1594.4Juniper Contrail 1624.4.1整体架构1644.4.2管理与控制平面设计1674.4.3数据平面设计1734.4.4转发过程分析1754.5Nuage VCS 1764.5.1整体架构1784.5.2管理平面设计1794.5.3控制平面设计1794.5.4数据平面设计1804.6Arista EOS与CloudVison 1814.6.1整体架构1834.6.2管理与控制平面设计1854.6.3数据平面设计1874.7HUAWEI AC-DCN 1874.7.1整体架构1874.7.2管理平面设计1894.7.3控制平面设计1894.7.4数据平面设计1934.8Bigswitch BCF与BMF 1944.8.1整体架构1954.8.2BCF控制平面设计1964.8.3BMF控制平面设计2014.8.4数据平面设计2054.9Midokura Midonet 2074.9.1整体架构2074.9.2控制平面设计2104.9.3数据平面设计2134.10PLUMgrid ONS 2174.10.1整体架构2174.10.2数据平面设计2194.10.3控制平面设计2214.10.4转发过程分析2224.11Plexxi Switch与Control 2254.11.1整体架构2254.11.2数据平面设计2274.11.3控制平面设计2294.12Pluribus 2304.12.1Server Switch设计2314.12.2Netvisor设计2324.12.3再议数据中心SDN 2354.13本章小结236第5章开源SDDCN：OpenStack Neutron的设计与实现2375.1网络基础2375.1.1网络结构与网络类型2385.1.2VLAN网络类型中流量的处理2395.2软件架构2425.2.1分布式组件2425.2.2Core Plugin与Service Plugin 2435.3WSGI与RPC的实现2455.3.1Neutron Server的WSGI 2455.3.2Neutron Plugin与Neutron Agent间的RPC 2475.4虚拟机启动过程中网络的相关实现2485.4.1虚拟机的启动流程2485.4.2Nova请求Port资源2505.4.3Neutron生成Port资源2505.4.4Neutron将Port相关信息通知给DHCP Agent 2525.4.5DHCP Agent将Port相关信息通知给DHCP Server 2525.4.6Nova拉起虚拟机并通过相应的Port接入网络2525.5OVS Agent的实现2535.5.1网桥的初始化2535.5.2使能RPC 2555.6OVS Agent对Overlay L2的处理2565.6.1标准转发机制2565.6.2arp_responder 2585.6.3l2_population 2605.7OVS Agent对Overlay L3的处理2615.7.1标准转发机制2615.7.2DVR对东西向流量的处理2625.7.3DVR对南北向流量的处理2675.8Security-Group与FWaaS 2685.8.1Neutron-Security-Group 2685.8.2FWaaS v1 2695.8.3FWaaS v2 2695.9LBaaS 2705.9.1LBaaS v1 2705.9.2LBaaS v2 2715.9.3Octavia 2715.10TaaS 2725.11SFC 2745.12L2-Gateway 2755.13Dynamic Routing 2775.14VPNaaS 2795.15Networking-BGPVPN与BagPipe 2805.15.1Networking-BGPVPN 2805.15.2BagPipe 2805.16DragonFlow 2825.17OVN 2875.18本章小结290第6章开源SDDCN：OpenDaylight相关项目的设计与实现2916.1架构分析2916.1.1AD-SAL架构2926.1.2MD-SAL架构2936.1.3YANG和YANG-Tools 2946.1.4MD-SAL的内部设计2946.1.5MD-SAL的集群机制2966.1.6其他2986.2OpenFlow的示例实现2986.2.1OF交换机的上线2996.2.2l2switch获得PacketIn 3016.2.3l2switch下发PacketOut和FlowMod 3026.3OpenStack Networking-ODL 3036.3.1v1 3036.3.2v2 3046.4Neutron-Northbound的实现3066.4.1对接Networking-ODL 3066.4.2RESTful请求的处理示例3066.5Netvirt简介3076.5.1OVSDB-Netvirt和VPNService的合并3076.5.2Genius 3096.6Netvirt-OVSDB-Neutron的实现3116.6.1net-virt分支3116.6.2net-virt-providers分支3176.7Netvirt-VPNService的实现3216.7.1elanmanager 3236.7.2vpnmanager 3266.8SFC的实现3286.8.1sfc-openflow-renderer分支3286.8.2sfc-scf-openflow分支3356.9VTN Manager的实现3366.9.1neutron分支3376.9.2implementation分支3396.10本章小结342第7章开源SDDCN：ONOS相关项目的设计与实现3437.1架构分析3437.1.1分层架构3447.1.2分层架构的实现3457.1.3模块的开发3477.1.4分层架构存在的问题3477.1.5数据存储与集群3487.1.6其他3497.2OpenFlow的示例实现3497.2.1OF交换机的上线3507.2.2fwd获得PacketIn 3527.2.3fwd下发PacketOut和FlowMod 3567.3ONOSFW的实现3597.3.1vtnmgr分支3597.3.2sfcmgr分支3637.4SONA的实现3657.4.1openstacknode分支3667.4.2openstacknetworking分支368 7.5CORD简介3717.5.1R-CORD的架构3727.5.2R-CORD的控制与转发机制373 7.6本章小结376第8章学术界相关研究3778.1拓扑3778.1.1FatTree 3778.1.2VL2 3798.1.3DCell 3808.1.4FiConn 3828.1.5BCube 3848.1.6MDCube 3858.1.7CamCube 3878.2路由3888.2.1Seattle 3888.2.2FatTree 3918.2.3VL2 3938.2.4PortLand 3968.2.5SecondNet 4008.2.6SiBF 4018.2.7SPAIN 4028.2.8WCMP 4048.2.9OF-based DLB 4068.2.10Flowlet与CONGA 4068.2.11Hedera 4088.2.12DevoFlow 4098.2.13MicroTE 4098.2.14Mahout 4108.2.15F10 4108.2.16DDC 4118.2.17SlickFlow 4128.2.18COXCast 4138.2.19Avalanche 4158.3虚拟化4168.3.1NetLord 4168.3.2FlowN 4188.3.3FlowVisor 4208.3.4ADVisor 4218.3.5VeRTIGO 4238.3.6OpenVirteX 4248.3.7CoVisor 4268.4服务链4278.4.1pSwitch 4278.4.2FlowTags 4288.4.3Simple 4308.4.4StEERING 4328.4.5OpenSCaaS 4348.4.6SPFRI 4358.5服务质量4378.5.1NetShare 4378.5.2Seawall 4388.5.3GateKeeper 4398.5.4ElasticSwitch 4408.5.5SecondNet 4418.5.6Oktopus 4418.6传输层优化4438.6.1MPTCP 4438.6.2DCTCP 4468.6.3D3 4478.6.4pFabric 4498.6.5Fastpass 4508.6.6OpenTCP 4518.6.7vCC 4528.7测量与分析4538.7.1Pingmesh 4538.7.2OpenNetMon 4548.7.3FlowSense 4558.7.4Dream 4558.7.5OpenSample 4578.7.6Planck 4588.7.7OpenSketch 4588.8安全4608.8.1SOM 4608.8.2FloodGuard 4628.8.3TopoGuard 4638.8.4FortNox 4648.8.5AVANT GUARD 4668.8.6OF-RHM 4688.8.7Fresco 4708.9高可用4718.9.1ElastiCon 4718.9.2Ravana 4738.9.3BFD for OpenFlow 4748.9.4In-Band Control Recovery 476 8.9.5OF-based SLB 4778.9.6Anata 4788.9.7Duet 4808.10大数据优化4828.10.1BASS 4828.10.2OFScheduler 4828.10.3Phurti 4838.10.4Application-Aware Networking 4848.10.5CoFlow 4858.11本章小结486第9章番外——容器网络4879.1容器网络概述4879.2容器网络模型4889.2.1接入方式4889.2.2跨主机通信4919.2.3通用数据模型4929.3Docker网络4949.3.1docker0 4959.3.2pipework 4969.3.3libnetwork 4969.4Kubernetes网络4989.4.1基于POD的组网模型4989.4.2Service VIP机制4999.5第三方组网方案5019.5.1Flannel 5019.5.2Weave 5029.5.3Calico 5049.5.4Romana 5069.5.5Contiv 5079.6Neutron网络与容器的对接5089.7本章小结510第10章番外——异构网络与融合51110.1融合以太网基础51110.1.1PFC 51210.1.2ETS 51310.1.3QCN 51310.1.4DCBX 51410.2存储网络及其融合51410.2.1FC的协议栈51510.2.2FC的控制与转发机制51610.2.3FCoE的控制与转发机制51710.2.4昙花一现的SDSAN 52010.3高性能计算网络及其融合524 10.3.1InfiniBand的协议栈52510.3.2InfiniBand的控制与转发机制526 10.3.3RoCE与RoCEv2 52810.4本章小结530。