雲數據中心網絡架構與技術, 2/e

本系列圖書基於華為公司工程創新、技術創新的成果以及在全球範圍內豐富的商用交付

經驗，介紹新一代網絡技術的發展熱點和相關的網絡部署方案。

本書以雲數據中心網絡面臨的業務挑戰為切入點，詳細介紹了雲數據中心網絡的架構設

計和技術實現，並提供了部署建議。首先，本書介紹了數據中心網絡的整體架構及技術演進，幫助讀者瞭解數據中心網絡的發展歷程。隨後，本書介紹了雲數據中心網絡的設計與實現，內容包含單數據中心的業務模型、數據中心物理網絡和邏輯網絡的構建，多數據中心網絡的構建以及數據中心的安全方案。本書還對數據中心網絡的開放性和當前的一些熱點前瞻技術進行了講解和展望。本書的第2版增加雲數據中心網絡智能運維和智能無損數據中心網絡方面的內容，還介紹了與新時代超融合數據中心網絡的相關內容。

本書可以為構建安全、可靠、高效、開放的雲數據中心網絡提供參考和幫助，適合企業

和科研院所信息化部門及數據中心的技術人員閱讀，也適合高等院校電腦網絡相關專業的師生參考。

徐文伟

现任华为公司董事、科学家咨询委员会主任。1991年加入华为，是华为第一代创业者。30多年来，先后主持一系列重大产品的研发，奠定了华为芯片（海思半导体）、移动网络、数据中心网络等关键业务的国际领先地位。历任华为预研部总裁、研发部总裁、海思创始总裁、欧洲片区总裁、全球销售与服务总裁、企业业务创始CEO、产品投资评审委员会主任、战略Marketing总裁、战略研究院院长等，在产品研发、市场营销、战略制定、产业布局等领域取得重大成绩，是华为从小到大、从大到强、从国内走向国际发展历程的重要参与者和推动者。

 

 

 

后勒口（照片用原来第一版的）

张磊，华为数据中心网络解决方案首席架构师，具有20余年的网络产品和解决方案设计经验，以及丰富的产品设计开发、网络规划设计及网络工程项目实施等方面的经验，曾先后主导过全球范围内十余个500强跨国企业大型数据中心网络的设计和部署。

 

陈乐，华为数据中心网络解决方案资料工程师，具有10年数据中心网络产品和解决方案相关资料的开发经验，曾参与多个企业大型数据中心网络的设计和交付。曾创作“数据中心网络技术红宝书””论剑BGP”等广受欢迎的技术专题。

第 1章 聯接變革使能數據中心網絡演進 001

第 2章 認識雲數據中心網絡 003

2.1 什麽是雲計算 003

2.2 雲計算催生的虛擬化技術 004

2.3 當SDN邂逅雲計算 008

2.4 超融合數據中心網絡 012

2.4.1 高性能計算為什麽需要超融合數據中心網絡 013

2.4.2 高性能存儲為什麽需要超融合數據中心網絡 015

第3章 雲數據中心網絡面臨的挑戰 017

第4章 數據中心網絡的總體架構與技術演進 023

4.1 數據中心網絡技術概述 023

4.1.1 數據中心網絡的物理架構 023

4.1.2 數據中心網絡的技術演進 028

4.2 金融數據中心網絡的總體架構與方案演進| 061

4.2.1 金融企業網絡的總體架構 061

4.2.2 金融業務的發展訴求與數據中心網絡的演進 067

4.2.3 金融雲數據中心的目標架構與設計原則 074

4.3 運營商數據中心網絡的總體架構與方案演進| 078

4.3.1 運營商企業網絡的總體架構 078

4.3.2 運營商業務的發展訴求與數據中心網絡的演進 080

4.3.3 運營商雲數據中心的目標架構與設計原則 082

第5章 雲數據中心網絡的功能組件與業務模型 084

5.1 雲數據中心網絡的業務模型| 084

5.1.1 典型OpenStack業務模型 085

5.1.2 FusionSphere業務模型 087

5.1.3 iMaster NCE-Fabric業務模型 089

5.2 雲數據中心解決方案的組件間交互 093

5.2.1 雲數據中心解決方案的架構 093

5.2.2 業務發放過程中的組件間交互 094

5.3 雲數據中心組件間交互技術解析 098

5.3.1 OpenFlow協議解析 099

5.3.2 NETCONF協議解析 105

5.3.3 OVSDB協議解析 110

5.3.4 YANG協議解析 112

第6章 構建數據中心的物理網絡（Underlay網絡） 114

6.1 物理組網和基礎網絡 114

6.2 設計數據中心的物理網絡 116

6.2.1 路由協議選擇 117

6.2.2 服務器接入方案選擇 120

6.2.3 Border Leaf和Service Leaf節點設計及其原理 121

6.2.4 出口網絡設計 124

第7章 構建數據中心的邏輯網絡（Overlay網絡） 127

7.1 Overlay網絡 127

7.2 VXLAN基礎及相關概念 128

7.3 VXLAN Overlay網絡 130

7.3.1 VXLAN Overlay網絡類型 130

7.3.2 網絡類型對比 132

7.4 VXLAN控制面| 135

7.5 VXLAN數據面| 140

7.6 業務模型和網絡的映射 151

第8章 構建多數據中心網絡 155

8.1 多數據中心的業務訴求場景 155

8.1.1 多數據中心業務的場景分析 155

8.1.2 多數據中心的網絡需求分析 159

8.1.3 Multi-DC Fabric方案整體架構和場景分類示例 161

8.2 Multi-Site場景和設計 166

8.2.1 Multi-Site方案的應用場景 166

8.2.2 Multi-Site方案的具體設計 169

8.2.3 推薦的部署方案 180

8.3 Multi-PoD場景和設計 184

8.3.1 Multi-PoD方案的應用場景 184

8.3.2 Multi-PoD方案的具體設計 187

8.3.3 推薦的部署方案 194 版

第9章 構建雲數據中心端到端安全 198

9.1 雲數據中心面臨的安全挑戰 198

9.2 雲數據中心的安全架構 199

9.2.1 安全架構全景 199

9.2.2 安全組件架構 201

9.3 雲數據中心安全方案的價值 202

9.4 雲數據中心的安全方案 204

9.4.1 虛擬化安全 205

9.4.2 網絡安全 207

9.4.3 高級威脅檢測防禦 225

9.4.4 邊界安全 230

9.4.5 安全管理 233

第 10章 雲數據中心網絡智能運維 236

10.1 數據中心網絡中的智能運維 236

10.1.1 數據中心網絡為何需要智能運維 236

10.1.2 業界的應對之道 237

10.2 智能運維技術的遠程流鏡像 241

10.2.1 遠程流鏡像概述 243

10.2.2 遠程流鏡像與FabricInsight配合使用 245

10.3 智能運維技術之Telemetry 254

10.3.1 Telemetry概述 255

10.3.2 Telemetry與FabricInsight的對接 256

10.4 智能運維技術的智能流量分析 261

10.4.1 智能流量分析概述 262

10.4.2 針對TCP的智能流量分析 263

10.4.3 針對UDP的智能流量分析 268

10.4.4 針對RoCEv2的智能流量分析 272

10.4.5 智能流量分析與FabricInsight的對接 279

10.5 智能運維技術之全流分析 280

10.5.1 全流分析概述 281

10.5.2 全流分析與FabricInsight的對接 284

10.6 華為數據中心網絡智能運維系統 285

10.6.1 智能運維系統架構 285

10.6.2 iMaster NCE-FabricInsight分析器 286

10.6.3 iMaster NCE-Fabric控制器 288

10.6.4 數據中心交換機 290

10.7 未來之路 291

10.7.1 數據中心雲化架構對運維的新要求 292

10.7.2 運維目標：閉環自愈的智能系統 293

10.7.3 智能運維系統的發展方向 294

第 11章 數據中心網絡的開放性 297

11.1 數據中心網絡生態| 297

11.2 控制器的開放性 298

11.2.1 控制器的北向開放性 298

11.2.2 控制器的南向開放性 306

11.3 轉發器的開放性 307

11.3.1 轉發器的北向開放性 307

11.3.2 轉發器互聯互通的開放性 310

第 12章 熱點技術一瞥 312

12.1 容器 312

12.1.1 容器技術 312

12.1.2 業界主流容器網絡方案 314

12.1.3 華為SDN 容器網絡方案 322

12.2 混合雲 326

12.2.1 混合雲技術 326

12.2.2 業界主流混合雲網絡方案 328

12.2.3 華為混合雲SDN方案 330

12.3 確定性IP網絡 333

12.3.1 確定性IP網絡產生的背景 334

12.3.2 確定性IP網絡關鍵技術 336

12.3.3 確定性IP網絡未來展望 340

第 13章 智能無損網絡助力智能世界2030 341

13.1 邁向智能世界2030 341

13.2 智能世界2030對數據中心的要求 342

13.3 智能時代DCN的訴求：低時延、零丟包和高吞吐 344

13.3.1 低時延的RDMA技術需要零丟包的網絡傳輸 344

13.3.2 智能無損網絡的目的：低時延、零丟包和高吞吐 347

13.4 低時延、零丟包和高吞吐的數據中心網絡的實現 349

13.4.1 實現小緩存下的零丟包需要擁塞控制 349

13.4.2 應對分佈式架構的挑戰需要擁塞控制 350

13.4.3 數據中心Clos架構需要擁塞控制 351

13.5 智能無損網絡的前世：經典擁塞控制技術 355

13.5.1 網絡流量控制技術 356

13.5.2 網絡擁塞控制技術 360

13.6 智能無損網絡的今生：華為解決方案 370

13.6.1 智能無損網絡的iLossLess智能無損算法 372

13.6.2 智能無損網絡的應用 396

13.7 智能無損網絡的未來：擁抱變化，走在前沿 398

13.7.1 AI時代新浪潮對數據中心網絡的新訴求 398

13.7.2 智能無損網絡的發展方向：構建Everthing over RDMA

新生態 404

第 14章 雲數據中心網絡解決方案的組件 407

14.1 CloudEngine數據中心交換機 407

14.1.1 簡介 407

14.1.2 技術亮點 410

14.2 CloudEngine 虛擬交換機 421

14.3 HiSecEngine系列防火牆 427

14.3.1 簡介 427

14.3.2 應用場景 428

14.3.3 強大的內容安全防護 434

14.4 iMaster NCE-Fabric網絡控制器 441

14.4.1 簡介 441

14.4.2 架構 442

14.4.3 功能特性 445

14.5 SecoManager安全控制器 449

14.5.1 簡介 449

14.5.2 架構 450

14.5.3 功能特性 455

縮略語 459