雲數據中心網絡與SDN:技術架構與實現
技術審校
本書贊譽
1 雲數據中心網絡演進
1.1 傳統的3-Tier架構
1.2 設備“多虛一”——虛擬機框
1.2.1 Cisco VSS
1.2.2 Juniper VC與H3C IRF
1.3 高級STP欺騙——跨設備鏈路聚合
1.3.1 Cisco vPC
1.3.2 Juniper MC-LAG和Arista M-LAG
1.4 變革3-Tier——向Leaf-Spine演進
1.5 初識大二層
1.6 插敘——虛擬機的接入
1.6.1 VEB
1.6.2 Cisco VN-TAG
1.6.3 VEPA
1.6.4 VEB性能優化
1.7 消除STP——Underlay L2MP
1.7.1 TRILL
1.7.2 SPB
1.8 Cisco私有的大二層——FabricPath
1.8.1 整體設計
1.8.2 控制與轉發過程分析
1.8.3 其他技術細節
1.9 Juniper私有的大二層——QFabric
1.9.1 整體設計
1.9.2 集中式的控制機制
1.9.3 控制與轉發過程分析
1.10 Brocade私有的大二層——VCS
1.10.1 整體設計
1.10.2 控制與轉發過程分析
1.10.3 其他技術細節
1.11 跨越數據中心的二層——DCI優化
1.11.1 Cisco OTV
1.11.2 HUAWEI EVN與H3C EVI
1.12 端到端的二層——NVo3的崛起
1.12.1 VxLAN
1.12.2 NvGRE
1.12.3 STT
1.12.4 Geneve
1.13 新時代的開啟——SDN入場
1.14 Overlay最新技術——EVPN
1.14.1 傳統網絡對SDN的反擊
1.14.2 組網與數據模型
1.14.3 控制信令的設計
1.15 Underlay最新技術——Segment Routing
1.15.1 SID與Label
1.15.2 控制與轉發機制
1.15.3 SDN 2.0?
1.16 本章小結
2 雜談SDN
2.1 SDN與傳統網絡——新概念下的老問題
2.2 轉控分離——白盒的曙光
2.2.1 芯片級開放
2.2.2 操作系統級開放
2.2.3 應用級開放
2.2.4 機箱級開放
2.2.5 白盒的“通”與“痛”
2.3 網絡可編程——百家爭鳴
2.3.1 芯片可編程
2.3.2 FIB可編程
2.3.3 RIB可編程
2.3.4 設備配置可編程
2.3.5 設備OS和控制器可編程
2.3.6 業務可編程
2.4 集中式控制——與分布式的哲學之爭
2.4.1 在功能上找到平衡點
2.4.2 在擴展性和可用性上找到平衡點
2.5 回歸軟件本源——從N到D再到S
2.5.1 模塊管理
2.5.2 模塊間通信
2.5.3 接口協議適配
2.5.4 數據庫
2.5.5 集群與分布式
2.5.6 容器與微服務
2.6 本章小結
3 SDDCN概述
3.1 需求
3.1.1 自動化與集中式控制
3.1.2 應用感知
3.2 整體架構
3.2.1 實現形態
3.2.2 功能設計
3.3 關鍵技術
3.3.1 網絡邊緣
3.3.2 網絡傳輸
3.3.3 服務鏈
3.3.4 可視化
3.3.5 安全
3.3.6 高可用
3.4 本章小結
4 商用SDDCN解決方案
4.1 VMware NSX
4.1.1 從NVP到NSX
4.1.2 NVP控制平面設計
4.1.3 NVP數據平面設計
4.1.4 NVP轉發過程分析
4.1.5 NSX-V整體架構
4.1.6 NSX-V管理平面設計
4.1.7 NSX-V控制平面設計
4.1.8 NSX-V數據平面設計
4.1.9 NSX-V轉發過程分析
4.1.10 NSX-MH與NSX-T
4.2 Cisco ACI
4.2.1 整體架構
4.2.2 管理與控制平面設計
4.2.3 數據平面設計
4.2.4 轉發過程分析
4.2.5 議ACI與SDN
4.3 Cisco VTS
4.3.1 整體架構
4.3.2 管理與控制平面設計
4.3.3 數據平面設計
4.4 Juniper Contrail
4.4.1 整體架構
4.4.2 管理與控制平面設計
4.4.3 數據平面設計
4.4.4 轉發過程分析
4.5 Nuage VCS
4.5.1 整體架構
4.5.2 管理平面設計
4.5.3 控制平面設計
4.5.4 數據平面設計
4.6 Arista EOS與CloudVison
4.6.1 整體架構
4.6.2 管理與控制平面設計
4.6.3 數據平面設計
4.7 HUAWEI AC-DCN
4.7.1 整體架構
4.7.2 管理平面設計
4.7.3 控制平面設計
4.7.4 數據平面設計
4.8 Bigswitch BCF與BMF
4.8.1 整體架構
4.8.2 BCF控制平面設計
4.8.3 BMF控制平面設計
4.8.4 數據平面設計
4.9 Midokura Midonet
4.9.1 整體架構
4.9.2 控制平面設計
4.9.3 數據平面設計
4.10 PLUMgrid ONS
4.10.1 整體架構
4.10.2 數據平面設計
4.10.3 控制平面設計
4.10.4 轉發過程分析
4.11 Plexxi Switch與Control
4.11.1 整體架構
4.11.2 數據平面設計
4.11.3 控制平面設計
4.12 Pluribus
4.12.1 Server Switch設計
4.12.2 Netvisor設計
4.12.3 再議數據中心SDN
4.13 本章小結
5 開源SDDCN:OpenStack Neutron的設計與實現
5.1 網絡基礎
5.1.1 網絡結構與網絡類型
5.1.2 VLAN網絡類型中流量的處理
5.2 軟件架構
5.2.1 分布式組件
5.2.2 Core Plugin與Service Plugin
5.3 WSGI與RPC的實現
5.3.1 Neutron Server的WSGI
5.3.2 Neutron Plugin與Neutron Agent間的RPC
5.4 虛擬機啟動過程中網絡的相關實現
5.4.1 虛擬機的啟動流程
5.4.2 Nova請求Port資源
5.4.3 Neutron生成Port資源
5.4.4 Neutron將Port相關信息通知給DHCP Agent
5.4.5 DHCP Agent將Port相關信息通知給DHCP Server
5.4.6 Nova拉起虛擬機並通過相應的Port接入網絡
5.5 OVS Agent的實現
5.5.1 網橋的初始化
5.5.2 使能RPC
5.6 OVS Agent對Overlay L2的處理
5.6.1 標准轉發機制
5.6.2 arp_responder
5.6.3 l2_population
5.7 OVS Agent對Overlay L3的處理
5.7.1 標准轉發機制
5.7.2 DVR對東西向流量的處理
5.7.3 DVR對南北向流量的處理
5.8 Security-Group與FWaaS
5.8.1 Neutron-Security-Group
5.8.2 FWaaS v1
5.8.3 FWaaS v2
5.9 LBaaS
5.9.1 LBaaS v1
5.9.2 LBaaS v2
5.9.3 Octavia
5.10 TaaS
5.11 SFC
5.12 L2-Gateway
5.13 Dynamic Routing
5.14 VPNaaS
5.15 Networking-BGPVPN與BagPipe
5.15.1 Networking-BGPVPN
5.15.2 BagPipe
5.16 DragonFlow
5.17 OVN
5.18 本章小結
6 開源SDDCN:OpenDaylight相關項目的設計與實現
6.1 架構分析
6.1.1 AD-SAL架構
6.1.2 MD-SAL架構
6.1.3 YANG和YANG-Tools
6.1.4 MD-SAL的內部設計
6.1.5 MD-SAL的集群機制
6.1.6 其他
6.2 OpenFlow的示例實現
6.2.1 OF交換機的上線
6.2.2 l2switch獲得PacketIn
6.2.3 l2switch下發PacketOut和FlowMod
6.3 OpenStack Networking-ODL
6.3.1 v1
6.3.2 v2
6.4 Neutron-Northbound的實現
6.4.1 對接Networking-ODL
6.4.2 RESTful請求的處理示例
6.5 Netvirt簡介
6.5.1 OVSDB-Netvirt和VPNService的合並
6.5.2 Genius
6.6 Netvirt-OVSDB-Neutron的實現
6.6.1 net-virt分支
6.6.2 net-virt-providers分支
6.7 Netvirt-VPNService的實現
6.7.1 elanmanager
6.7.2 vpnmanager
6.8 SFC的實現
6.8.1 sfc-openflow-renderer分支
6.8.2 sfc-scf-openflow分支
6.9 VTN Manager的實現
6.9.1 neutron分支
6.9.2 implementation分支
6.10 本章小結
7 開源SDDCN:ONOS相關項目的設計與實現
7.1 架構分析
7.1.1 分層架構
7.1.2 分層架構的實現
7.1.3 模塊的開發
7.1.4 分層架構存在的問題
7.1.5 數據存儲與集群
7.1.6 其他
7.2 OpenFlow的示例實現
7.2.1 OF交換機的上線
7.2.2 fwd獲得PacketIn
7.2.3 fwd下發PacketOut和FlowMod
7.3 ONOSFW的實現
7.3.1 vtnmgr分支
7.3.2 sfcmgr分支
7.4 SONA的實現
7.4.1 openstacknode分支
7.4.2 openstacknetworking分支
7.5 CORD簡介
7.5.1 R-CORD的架構
7.5.2 R-CORD的控制與轉發機制
7.6 本章小結
8 學術界相關研究
8.1 拓撲
8.1.1 FatTree
8.1.2 VL2
8.1.3 DCell
8.1.4 FiConn
8.1.5 BCube
8.1.6 MDCube
8.1.7 CamCube
8.2 路由
8.2.1 Seattle
8.2.2 FatTree
8.2.3 VL2
8.2.4 PortLand
8.2.5 SecondNet
8.2.6 SiBF
8.2.7 SPAIN
8.2.8 WCMP
8.2.9 OF-based DLB
8.2.10 Flowlet與CONGA
8.2.11 Hedera
8.2.12 DevoFlow
8.2.13 MicroTE
8.2.14 Mahout
8.2.15 F10
8.2.16 DDC
8.2.17 SlickFlow
8.2.18 COXCast
8.2.19 Avalanche
8.3 虛擬化
8.3.1 NetLord
8.3.2 FlowN
8.3.3 FlowVisor
8.3.4 ADVisor
8.3.5 VeRTIGO
8.3.6 OpenVirteX
8.3.7 CoVisor
8.4 服務鏈
8.4.1 pSwitch
8.4.2 FlowTags
8.4.3 Simple
8.4.4 StEERING
8.4.5 OpenSCaaS
8.4.6 SPFRI
8.5 服務質量
8.5.1 NetShare
8.5.2 Seawall
8.5.3 GateKeeper
8.5.4 ElasticSwitch
8.5.5 SecondNet
8.5.6 Oktopus
8.6 傳輸層優化
8.6.1 MPTCP
8.6.2 DCTCP
8.6.3 D3
8.6.4 pFabric
8.6.5 Fastpass
8.6.6 OpenTCP
8.6.7 vCC
8.7 測量與分析
8.7.1 Pingmesh
8.7.2 OpenNetMon
8.7.3 FlowSense
8.7.4 Dream
8.7.5 OpenSample
8.7.6 Planck
8.7.7 OpenSketch
8.8 安全
8.8.1 SOM
8.8.2 FloodGuard
8.8.3 TopoGuard
8.8.4 FortNox
8.8.5 AVANT GUARD
8.8.6 OF-RHM
8.8.7 Fresco
8.9 高可用
8.9.1 ElastiCon
8.9.2 Ravana
8.9.3 BFD for OpenFlow
8.9.4 In-Band Control Recovery
8.9.5 OF-based SLB
8.9.6 Anata
8.9.7 Duet
8.10 大數據優化
8.10.1 BASS
8.10.2 OFScheduler
8.10.3 Phurti
8.10.4 Application-Aware Networking
8.10.5 CoFlow
8.11 本章小結
9 番外——容器網絡
9.1 容器網絡概述
9.2 容器網絡模型
9.2.1 接入方式
9.2.2 跨主機通信
9.2.3 通用數據模型
9.3 Docker網絡
9.3.1 docker0
9.3.2 pipework
9.3.3 libnetwork
9.4 Kubernetes網絡
9.4.1 基於POD的組網模型
9.4.2 Service VIP機制
9.5 第三方組網方案
9.5.1 Flannel
9.5.2 Weave
9.5.3 Calico
9.5.4 Romana
9.5.5 Contiv
9.6 Neutron網絡與容器的對接
9.7 本章小結
10 番外——異構網絡與融合
10.1 融合以太網基礎
10.1.1 PFC
10.1.2 ETS
10.1.3 QCN
10.1.4 DCBX
10.2 存儲網絡及其融合
10.2.1 FC的協議棧
10.2.2 FC的控制與轉發機制
10.2.3 FCoE的控制與轉發機制
10.2.4 曇花一現的SDSAN
10.3 高性能計算網絡及其融合
10.3.1 InfiniBand的協議棧
10.3.2 InfiniBand的控制與轉發機制
10.3.3 RoCE與RoCEv2
10.4 本章小結
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