Practical Networking With Ethernet (Practical Networking Series) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:International Thomson Computer Press

作者:Charles E. Spurgeon

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1997-05

价格:USD 44.95

装帧:Paperback

isbn号码:9781850328858

丛书系列:

图书标签:

• Ethernet
• Networking
• TCP/IP
• LAN
• WAN
• Network Protocols
• Data Communication
• Computer Networking
• Practical Networking
• Troubleshooting

书籍简介：深度解析现代数据中心网络架构与高性能计算（HPC）互连技术 书名： 现代数据中心网络架构与高性能计算互连技术：从理论基石到前沿实践 (Advanced Data Center Networking Architectures and High-Performance Computing Interconnects: From Foundational Theory to Cutting-Edge Practice) 目标读者： 网络架构师、系统工程师、研发科学家、以及任何希望深入理解超大规模网络基础设施和异构计算集群互联技术的专业人士。 --- 第一部分：超大规模数据中心网络的基础范式转换 本书深入探讨了自传统三层网络模型（核心、汇聚、接入）向扁平化、高带宽、低延迟的现代数据中心网络架构演进的驱动力、挑战与解决方案。我们不再仅仅满足于提供基本的IP连通性，而是聚焦于如何构建一个能够支撑PB级数据流动、支持虚拟化、容器化以及东西向流量爆炸式增长的基础设施。 第一章：超越传统拓扑的限制：Clos架构的全面剖析 本章将详细分析Clos网络拓扑（如Leaf-Spine架构）如何通过消除传统三层架构中的阻塞点，实现全带宽的无阻塞通信。我们将量化分析不同层级（Spine、Leaf、Super-Spine）的数量、端口密度、以及对上行链路（Uplink）容量的需求，并讨论如何平衡硬件成本与网络性能。重点关注如何利用等价多路径（ECMP）实现链路负载均衡，以及在拓扑扩展时如何应对ECMP的局限性。 第二章：软件定义网络（SDN）与意图驱动网络（Intent-Based Networking, IBN）的实践落地 现代数据中心的核心在于控制平面与数据平面的分离。本章详述SDN控制器（如OpenDaylight, ONOS）如何接管全局可见性，实现策略的集中控制与动态下发。我们将深入探讨Overlay网络技术，特别是VXLAN/EVPN的机制、封装、ARP代理、以及在多租户环境下如何保证隔离性和安全策略的统一性。此外，我们将分析IBN框架的成熟度，从网络状态采集、模型驱动、到策略验证的完整生命周期管理。 第三章：拥塞管理与流量工程的精细化控制 在100G乃至400G的网络中，微突发（Microbursts）和公平性问题成为性能杀手。本章侧重于数据平面中的高级拥塞管理技术，如： 显式拥塞通知（ECN）的优化部署： 如何结合队列管理算法（如RED/AQM的改进版）在不触发TCP重传的情况下，平滑地限制流量速率。 基于流的流量工程： 利用P4可编程交换机和网络遥测数据，实现对特定关键业务流的优先调度和路径选择，确保关键应用的SLA。 公平性保证： 分析不同调度算法（如Weighted Fair Queuing, Deficit Round Robin）在实际部署中的优劣，以及如何设计机制防止“最后一跳”的带宽抢占。 --- 第二部分：高性能计算（HPC）与AI训练集群的互连挑战 高性能计算集群，特别是用于深度学习训练的AI集群，对网络的延迟、带宽和拓扑感知能力提出了近乎苛刻的要求。本部分将完全聚焦于如何构建能够高效运行大规模并行算法（如MPI、Allreduce）的基础设施。 第四章：InfiniBand与RoCEv2：异构计算网络的双雄对决 本章对比分析了InfiniBand（IB）和运行在以太网上的RDMA（Remote Direct Memory Access）——特别是RoCEv2——在HPC/AI场景中的适用性。 InfiniBand架构深度解析： 详细介绍IB的核心概念，包括Subnet Manager、Partitioning、以及其特有的不可靠传输（IB-UD）与可靠传输（IB-RC）机制。探讨ConnectX系列适配器与Omni-Path（OPA）技术的演进和市场定位。 RoCEv2的工程实现： 重点分析如何通过PFC（Priority Flow Control）和ECN（DCQCN）在以太网数据平面上构建一个无损、低延迟的RDMA环境。讨论DCQCN如何实现对拥塞的快速感知和速率调整，以适应GPU间的密集通信模式。 第五章：拓扑结构对并行算法性能的影响 对于大规模MPI作业（如Ring Allreduce, Grouting Allgather），网络拓扑的选择直接决定了收敛时间。本章将网络拓扑与并行算法的通信模式进行耦合分析： 环形与树形拓扑的优化： 分析在胖树（Fat-Tree）结构下，如何通过调整交换机间连接权重或使用特定路由算法来优化Allreduce操作的通信开销。 超立方体与拓扑映射： 对于超算系统，讨论如何将计算任务的通信需求映射到物理网络拓扑上，以最小化跨越多个交换机层级的通信次数。 网络虚拟化与多租户HPC： 探讨在共享网络基础设施上为不同计算作业提供隔离且性能可预测的虚拟网络环境的技术。 第六章：遥测、调试与网络可编程性：迈向自愈网络 在数千个节点的集群中，手动故障排除是不可行的。本章聚焦于网络监控和主动干预的先进技术。 实时流遥测（Streaming Telemetry）： 介绍基于gRPC/Netconf、In-band Network Telemetry (INT) 以及Open-Telemetry标准，如何从网络设备中实时、精细地导出队列深度、延迟抖动、丢包率等指标。 P4语言在网络编程中的应用： 深入剖析P4的体系结构，展示如何利用P4定制数据包头、实现复杂的查找表（Lookup Tables），以及在交换机内部逻辑中集成自定义的拥塞控制或负载均衡算法，从而实现超越传统CLI配置的精细控制能力。 --- 第三部分：面向未来的网络：融合与解耦的趋势 本书的最后部分将展望下一代数据中心和计算环境对网络提出的更高要求，关注跨域连接、光电融合以及算力池化的趋势。 第七章：跨域连接与网络弹性：数据中心互联（DCI）与WAN优化 探讨如何利用DWDM/OTN技术构建城域甚至长途的DCI链路，以及在这些链路上如何部署BGP EVPN扩展以实现跨数据中心的L2/L3互通。分析网络切片技术在5G回传和边缘计算（MEC）场景中的应用，以及如何利用SD-WAN技术优化广域网流量。 第八章：光电融合与下一代互连技术的探索 分析Chiplet技术、CPO（Co-Packaged Optics）以及硅光子技术对网络带宽和功耗的革命性影响。探讨未来网络可能从基于通用交换芯片（ASIC）向特定功能加速器（如DPU/IPU）迁移的方向，以及这些新硬件如何进一步解耦和加速网络处理功能。 --- 总结： 本书不是对现有网络协议的简单复述，而是面向未来十年数据中心和高性能计算基础设施演进的蓝图。它要求读者不仅熟悉TCP/IP和以太网的底层机制，更要掌握如何将软件工程思维应用于复杂的网络系统设计与优化中。通过对Clos、RDMA、P4编程和先进遥测技术的系统化阐述，读者将获得构建和运维下一代超大规模、超高性能网络环境所需的深度洞察与实战能力。

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