第1章 欢迎来到云网络

1.1介绍

1.2网络基础

1.2.1网络协议栈

1.2.2包与帧

1.2.3网络设备

1.2.4互连

1.3什么是云数据中心

1.4什么是云网络

1.5云网络的特征

1.5.1以太网的使用

1.5.2虚拟化

1.5.3融合

1.5.4可扩展性

1.5.5软件

1.6本书概要

第2章 数据中心的演变：从大型机到云

2.1数据中心的演变

2.1.1早期的大型机

2.1.2小型机

2.1.3服务器

2.1.4企业数据中心

2.1.5云数据中心

2.1.6虚拟化数据中心

2.2计算机网络

2.2.1专用链路

2.2.2 ARPANET

2.2.3 TCP/IP

2.2.4多协议标签交换

2.2.5 SONET/SDH

2.2.6异步传输模式

2.2.7令牌环/令牌总线

2.2.8以太网

2.2.9光纤信道

2.2.10 InfiniBand

2.3以太网

2.3.1以太网的历史

2.3.2以太网综述

2.3.3电信级以太网

2.4企业VS.云数据中心

2.4.1企业数据中心网络

2.4.2云数据中心网络

2.5迁移到云

2.5.1驱动力

2.5.2云的类型

2.5.3公有云服务

2.6本章回顾

第3章 交换结构技术

3.1交换结构架构概述

3.1.1共享总线架构

3.1.2共享总线的性能缺陷

3.1.3共享内存架构

3.1.4共享内存的性能缺陷

3.1.5纵横式交换机

3.1.6纵横式交换机的性能缺陷

3.1.7同步串行交换

3.1.8同步串行架构的性能缺陷

3.2交换结构的拓扑结构

3.2.1环型拓扑结构

3.2.2网状拓扑结构

3.2.3星型拓扑结构

3.2.4胖树拓扑结构

3.3拥塞管理

3.3.1拥塞的原因

3.3.2负载均衡算法

3.3.3通信量缓冲

3.4流量控制

3.4.1链路级流量控制

3.4.2虚拟输出队列

3.4.3多级交换结构流量控制

3.5通信量管理

3.5.1帧分类引擎

3.5.2多级调度

3.5.3通信量调整

3.6交换机芯片架构示例

3.6.1基于信元的设计

3.6.2输入输出排队设计

3.6.3输出排队共享内存设计

3.7本章回顾

第4章 云数据中心网络拓扑结构

4.1传统多层企业级网络

4.1.1成本因素

4.1.2性能因素

4.2数据中心网络交换机类型

4.2.1虚拟交换机

4.2.2 ToR交换机

4.2.3 EoR交换机

4.2.4结构扩展器

4.2.5汇聚交换机与核心交换机

4.3扁平化数据中心网络

4.3.1数据中心通信模式

4.3.2 ToR交换机功能

4.3.3核心交换机功能

4.4机架规模架构

4.4.1资源的分布

4.4.2微型服务器

4.5网络功能虚拟化

4.6本章回顾

第5章 数据中心网络标准

5.1以太网数据速率标准

5.1.1 10GbE

5.1.2 40GbE和100GbE

5.2虚拟局域网

5.3数据中心桥接

5.3.1基于优先权的流量控制

5.3.2增强传输选择

5.3.3量化拥塞通知

5.3.4数据中心桥接交换协议

5.4提高网络带宽

5.4.1生成树

5.4.2等价多路径路由

5.4.3最短路径桥接

5.4.4多链路透明互联

5.5远程直接内存访问

5.5.1数据中心需求

5.5.2互联网广域RDMA协议

5.5.3融合以太网上的RDMA

5.6本章回顾

第6章 服务器虚拟化与网络

6.1虚拟机概述

6.1.1管理程序

6.1.2 VMware

6.1.3微软

6.2虚拟交换

6.2.1 vSphere分布式交换机

6.2.2 Hyper-V虚拟交换机

6.2.3 Open vSwitch

6.2.4虚拟机设备队列

6.3 PCIe接口

6.3.1背景知识

6.3.2单根IO虚拟化

6.3.3多根IO虚拟化

6.4边缘虚拟桥接

6.4.1虚拟以太网端口聚合

6.4.2虚拟网络标签

6.4.3行业应用

6.5虚拟机迁移

6.5.1内存迁移

6.5.2网络迁移

6.5.3供应商解决方案

6.6本章回顾

第7章 网络虚拟化

7.1多租户环境

7.1.1网络需求

7.1.2 MAC地址学习

7.2传统网络隧道协议

7.2.1 Q-in-Q

7.2.2 MPLS

7.2.3 VN-Tag

7.3 VXLAN

7.3.1帧格式

7.3.2 VTEP封装

7.3.3 VTEP拆封

7.4 NVGRE

7.4.1通用路由封装

7.4.2帧格式

7.4.3 NVE封装

7.4.4 NVE拆封

7.5隧道位置

7.5.1虚拟交换机

7.5.2网卡

7.5.3 ToR交换机

7.6负载均衡

7.6.1基于散列的算法

7.6.2等价多路径路由

7.7本章回顾

第8章 存储网络

8.1存储器背景知识

8.1.1存储层次结构

8.1.2硬盘驱动器

8.1.3闪存

8.1.4直连存储

8.1.5存储区域网络

8.1.6网络连接存储

8.2高级存储技术

8.2.1对象存储和元数据

8.2.2数据保护与恢复

8.2.3重复数据删除

8.3存储通信协议

8.3.1 SCSI

8.3.2 SATA

8.3.3 SAS

8.3.4光纤信道

8.4网络融合

8.4.1需求

8.4.2网络文件系统和服务器消息块

8.4.3 iSCSI

8.4.4 FCoE

8.4.5行业应用

8.5软件定义存储

8.5.1存储抽象

8.5.2存储虚拟化

8.5.3开放接口

8.6云数据中心存储

8.6.1分布式存储

8.6.2数据中心POD

8.6.3机架规模架构

8.7本章回顾

第9章 软件定义网络

9.1数据中心软件背景知识

9.1.1传统数据中心网络软件

9.1.2不断发展的数据中心需求

9.1.3应用程序编程接口

9.1.4软件定义数据中心

9.2 OpenStack

9.3 OpenFlow

9.3.1 Open API

9.3.2转发表的实现

9.3.3行业应用

9.4网络功能虚拟化

9.4.1背景知识

9.4.2网络安全

9.4.3负载均衡

9.4.4网络监控

9.4.5实施

9.4.6 Open Daylight基金会

9.5 SDN部署

9.5.1控制器的位置

9.5.2网络边缘处的SDN

9.6本章回顾

第10章 高性能计算网络

10.1 HPC系统架构

10.1.1大型计算节点

10.1.2计算节点阵列

10.2多插座CPU板

10.2.1超传输技术

10.2.2英特尔快速通道互连

10.2.3 RapidIO

10.2.4 PCIe NTB

10.3 HPC网络标准

10.3.1交换结构

10.3.2 Myrinet

10.3.3 InfiniBand

10.3.4以太网

10.4 HPC网络性能因素

10.4.1结构接口

10.4.2交换机

10.4.3结构架构

10.5 HPC网络软件

10.5.1消息传递接口

10.5.2动词

10.6本章回顾

第11章 未来发展趋势

11.1机架规模架构

11.1.1资源区分

11.1.2 CPU模块

11.1.3内存和存储模块

11.1.4分布式结构

11.2内存技术

11.2.1非易失性内存和存储器

11.2.2内存接口

11.3交换结构技术

11.3.1帧开销

11.3.2端口带宽

11.3.3模块化设计

11.4布线技术

11.4.1铜缆布线

11.4.2光缆布线

11.4.3无线互连

11.5软件定义基础设施

11.5.1数据中心自动化

11.5.2网络功能虚拟化

11.5.3大数据分析

11.6本章回顾

第12章 总结

12.1技术发展

12.2行业标准

12.3网络设计

12.4存储器和HPC

12.5数据中心虚拟化

12.6软件定义基础设施

12.7结束语