第1章　歡迎來到雲網絡　　1
1.1　介紹　　1
1.2　網絡基礎　　2
1.2.1　網絡協議棧　　2
1.2.2　包與幀　　3
1.2.3　網絡設備　　3
1.2.4　互連　　4
1.3　什麼是雲數據中心　　4
1.4　什麼是雲網絡　　5
1.5　雲網絡的特徵　　5
1.5.1　以太網的使用　　5
1.5.2　虛擬化　　6
1.5.3　融閤　　6
1.5.4　可擴展性　　7
1.5.5　軟件　　7
1.6　本書概要　　8
第2章　數據中心的演變：從大型機到雲 　　9
2.1　數據中心的演變　　9
2.1.1　早期的大型機　　10
2.1.2　小型機　　10
2.1.3　服務器　　11
2.1.4　企業數據中心　　11
2.1.5　雲數據中心　　12
2.1.6　虛擬化數據中心　　13
2.2　計算機網絡　　14
2.2.1　專用鏈路　　14
2.2.2　ARPANET　　14
2.2.3　TCP/IP　　15
2.2.4　多協議標簽交換　　16
2.2.5　SONET/SDH　　17
2.2.6　異步傳輸模式　　18
2.2.7　令牌環/ 令牌總綫　　19
2.2.8　以太網　　20
2.2.9　光縴信道　　20
2.2.10　InfiniBand　　20
2.3　以太網　　21
2.3.1　以太網的曆史　　21
2.3.2　以太網綜述　　22
2.3.3　電信級以太網　　23
2.4　企業VS.雲數據中心　　25
2.4.1　企業數據中心網絡　　25
2.4.2　雲數據中心網絡　　26
2.5　遷移到雲　　27
2.5.1　驅動力　　28
2.5.2　雲的類型　　29
2.5.3　公有雲服務　　30
2.6　本章迴顧　　31
第3章　交換結構技術　　32
3.1　交換結構架構概述　　32
3.1.1　共享總綫架構　　33
3.1.2　共享總綫的性能缺陷 　　33
3.1.3　共享內存架構　　34
3.1.4　共享內存的性能缺陷 　　34
3.1.5　縱橫式交換機　　35
3.1.6　縱橫式交換機的性能缺陷　　36
3.1.7　同步串行交換　　36
3.1.8　同步串行架構的性能缺陷　　37
3.2　交換結構的拓撲結構　　37
3.2.1　環型拓撲結構　　38
3.2.2　網狀拓撲結構　　38
3.2.3　星型拓撲結構　　39
3.2.4　胖樹拓撲結構　　40
3.3　擁塞管理　　41
3.3.1　擁塞的原因　　41
3.3.2　負載均衡算法　　42
3.3.3　通信量緩衝　　43
3.4　流量控製　　44
3.4.1　鏈路級流量控製　　44
3.4.2　虛擬輸齣隊列　　46
3.4.3　多級交換結構流量控製 　　47
3.5　通信量管理　　48
3.5.1　幀分類引擎　　48
3.5.2　多級調度　　48
3.5.3　通信量調整　　50
3.6　交換機芯片架構示例　　51
3.6.1　基於信元的設計　　51
3.6.2　輸入輸齣排隊設計　　53
3.6.3　輸齣排隊共享內存設計 　　54
3.7　本章迴顧　　56
第4章　雲數據中心網絡拓撲結構　　57
4.1　傳統多層企業級網絡　　57
4.1.1　成本因素　　57
4.1.2　性能因素　　59
4.2　數據中心網絡交換機類型　　60
4.2.1　虛擬交換機　　60
4.2.2　ToR 交換機　　61
4.2.3　EoR 交換機　　63
4.2.4　結構擴展器　　64
4.2.5　匯聚交換機與核心交換機　　64
4.3　扁平化數據中心網絡　　65
4.3.1　數據中心通信模式　　65
4.3.2　ToR 交換機功能　　67
4.3.3　核心交換機功能　　68
4.4　機架規模架構　　70
4.4.1　資源的分布　　71
4.4.2　微型服務器　　72
4.5　網絡功能虛擬化　　73
4.6　本章迴顧　　75
第5章　數據中心網絡標準　　76
5.1　以太網數據速率標準　　76
5.1.1　10GbE　　77
5.1.2　40GbE和100GbE　　77
5.2　虛擬局域網　　78
5.3　數據中心橋接　　79
5.3.1　基於優先權的流量控製 　　80
5.3.2　增強傳輸選擇　　81
5.3.3　量化擁塞通知　　83
5.3.4　數據中心橋接交換協議 　　84
5.4　提高網絡帶寬　　84
5.4.1　生成樹　　85
5.4.2　等價多路徑路由　　85
5.4.3　最短路徑橋接　　86
5.4.4　多鏈路透明互聯　　87
5.5　遠程直接內存訪問　　88
5.5.1　數據中心需求　　89
5.5.2　互聯網廣域RDMA協議　　89
5.5.3　融閤以太網上的RDMA 　　90
5.6　本章迴顧　　90
第6章　服務器虛擬化與網絡　　92
6.1　虛擬機概述　　92
6.1.1　管理程序　　93
6.1.2　VMware　　94
6.1.3　微軟　　94
6.2　虛擬交換　　94
6.2.1　vSphere分布式交換機 　　95
6.2.2　Hyper-V虛擬交換機96
6.2.3　Open vSwitch　　97
6.2.4　虛擬機設備隊列　　97
6.3　PCIe接口　　98
6.3.1　背景知識　　99
6.3.2　單根IO虛擬化　　100
6.3.3　多根IO虛擬化　　102
6.4　邊緣虛擬橋接　　102
6.4.1　虛擬以太網端口聚閤 　　103
6.4.2　虛擬網絡標簽　　104
6.4.3　行業應用　　104
6.5　虛擬機遷移　　105
6.5.1　內存遷移　　105
6.5.2　網絡遷移　　106
6.5.3　供應商解決方案　　107
6.6　本章迴顧　　108
第7章　網絡虛擬化　　109
7.1　多租戶環境　　109
7.1.1　網絡需求　　110
7.1.2　MAC地址學習　　110
7.2　傳統網絡隧道協議　　111
7.2.1　Q-in-Q　　111
7.2.2　MPLS　　112
7.2.3　VN-Tag　　113
7.3　VXLAN　　114
7.3.1　幀格式　　114
7.3.2　VTEP封裝　　115
7.3.3　VTEP拆封　　116
7.4　NVGRE　　117
7.4.1　通用路由封裝　　118
7.4.2　幀格式　　118
7.4.3　NVE 封裝　　118
7.4.4　NVE 拆封　　119
7.5　隧道位置　　120
7.5.1　虛擬交換機　　121
7.5.2　網卡　　121
7.5.3　ToR交換機　　121
7.6　負載均衡　　122
7.6.1　基於散列的算法　　122
7.6.2　等價多路徑路由　　123
7.7　本章迴顧　　124
第8章　存儲網絡　　125
8.1　存儲器背景知識　　125
8.1.1　存儲層次結構　　126
8.1.2　硬盤驅動器　　127
8.1.3　閃存　　127
8.1.4　直連存儲　　128
8.1.5　存儲區域網絡　　129
8.1.6　網絡連接存儲　　130
8.2　高級存儲技術　　130
8.2.1　對象存儲和元數據.131
8.2.2　數據保護與恢復　　131
8.2.3　重復數據刪除　　134
8.3　存儲通信協議　　135
8.3.1　SCSI　　135
8.3.2　SATA　　135
8.3.3　SAS　　136
8.3.4　光縴信道　　137
8.4　網絡融閤　　138
8.4.1　需求　　138
8.4.2　網絡文件係統和服務器消息塊　　139
8.4.3　iSCSI　　139
8.4.4　FCoE　　140
8.4.5　行業應用　　142
8.5　軟件定義存儲　　142
8.5.1　存儲抽象　　142
8.5.2　存儲虛擬化　　143
8.5.3　開放接口　　143
8.6　雲數據中心存儲　　143
8.6.1　分布式存儲　　143
8.6.2　數據中心POD　　144
8.6.3　機架規模架構　　144
8.7　本章迴顧　　146
第9章　軟件定義網絡　　147
9.1　數據中心軟件背景知識　　147
9.1.1　傳統數據中心網絡軟件　　148
9.1.2　不斷發展的數據中心需求　　148
9.1.3　應用程序編程接口　　148
9.1.4　軟件定義數據中心　　149
9.2　OpenStack　　150
9.3　OpenFlow　　151
9.3.1　Open API　　153
9.3.2　轉發錶的實現　　153
9.3.3　行業應用　　154
9.4　網絡功能虛擬化　　154
9.4.1　背景知識　　155
9.4.2　網絡安全　　156
9.4.3　負載均衡　　157
9.4.4　網絡監控　　158
9.4.5　實施　　158
9.4.6　Open Daylight基金會 　　158
9.5　SDN部署　　159
9.5.1　控製器的位置　　159
9.5.2　網絡邊緣處的SDN　　160
9.6　本章迴顧　　161
第10章　高性能計算網絡　　162
10.1　HPC係統架構　　162
10.1.1　大型計算節點　　163
10.1.2　計算節點陣列　　163
10.2　多插座CPU闆　　163
10.2.1　超傳輸技術　　164
10.2.2　英特爾快速通道互連　　165
10.2.3　RapidIO　　165
10.2.4　PCIe NTB　　165
10.3　HPC網絡標準　　166
10.3.1　交換結構　　167
10.3.2　Myrinet　　167
10.3.3　InfiniBand　　168
10.3.4　以太網　　168
10.4　HPC網絡性能因素　　169
10.4.1　結構接口　　169
10.4.2　交換機　　169
10.4.3　結構架構　　170
10.5　HPC網絡軟件　　170
10.5.1　消息傳遞接口　　170
10.5.2　動詞　　171
10.6　本章迴顧　　171
第11章　未來發展趨勢　　172
11.1　機架規模架構　　172
11.1.1　資源區分　　172
11.1.2　CPU模塊　　173
11.1.3　內存和存儲模塊　　174
11.1.4　分布式結構　　175
11.2　內存技術　　175
11.2.1　非易失性內存和存儲器　　176
11.2.2　內存接口　　176
11.3　交換結構技術　　177
11.3.1　幀開銷　　177
11.3.2　端口帶寬　　178
11.3.3　模塊化設計　　178
11.4　布綫技術　　179
11.4.1　銅纜布綫　　179
11.4.2　光纜布綫　　180
11.4.3　無綫互連　　181
11.5　軟件定義基礎設施　　181
11.5.1　數據中心自動化　　181
11.5.2　網絡功能虛擬化　　182
11.5.3　大數據分析　　182
11.6　本章迴顧　　183
第12章　總結　　184
12.1　技術發展　　184
12.2　行業標準　　185
12.3　網絡設計　　185
12.4　存儲器和HPC　　186
12.5　數據中心虛擬化　　186
12.6　軟件定義基礎設施　　187
12.7　結束語　　187
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