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页数:212

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出版时间:2009-4

价格:23.00元

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isbn号码:9787111266716

丛书系列:

图书标签:

• 路由器
• 交换机
• 网络工程
• 网络技术
• 案例分析
• 实战教程
• 网络设备
• 数据通信
• 网络搭建
• 网络维护

《面向现代数据中心的网络架构与部署实践》 摘要 本书深入探讨了当前企业级和云数据中心网络所面临的复杂挑战，并提供了一套全面、前沿的架构设计、关键技术解析与实际部署指南。全书围绕软件定义网络（SDN）、网络功能虚拟化（NFV）、高性能交换 Fabric 构建、安全零信任模型集成以及自动化运维（NetDevOps）这五大核心支柱展开。通过对 BGP EVPN/VXLAN 技术的深度剖析，结合多厂商的实际配置案例，帮助读者构建出具备高弹性、高可扩展性和低延迟特性的下一代数据中心基础设施。本书特别关注网络安全与自动化工具链的融合，旨在培养网络工程师从传统配置思维向系统化、编程化思维的转变。 第一章：数据中心网络演进与新范式建立 本章首先回顾了传统三层网络架构的局限性，重点分析了云计算、大数据和人工智能对网络带来的带宽、延迟和可扩展性的严苛要求。在此基础上，详细介绍了数据中心网络演进的驱动力，包括东西向流量激增、东西向流量隔离需求、多租户支持的复杂性等。 随后，本书引入了现代数据中心网络的三大核心设计范式： 1. 扁平化架构（Spine-Leaf Fabric）：深入解析 Clos 网络的拓扑优势，包括等价多路径（ECMP）的实现机制、无阻塞的带宽潜力，以及如何通过增加叶交换机（Leaf）或主干交换机（Spine）来实现线性扩展。 2. 基于隧道技术的二层扩展：重点阐述了在大规模二层网络中，如何利用隧道技术解决传统生成树协议（STP）的弊端，为虚拟机的快速迁移奠定基础。 3. 控制平面与数据平面的分离：这是 SDN 的核心思想，本章将从理论层面探讨解耦的优势，为后续章节的控制器和覆盖网络技术做铺垫。 第二章：VXLAN 与 EVPN 核心技术详解 作为现代数据中心网络实现大规模二层互联和灵活路由的关键技术，本章将进行细致的分解： 2.1 VXLAN 封装与工作原理 详细解析 VXLAN 协议栈，包括其如何利用 UDP 封装实现对传统以太网帧的承载，以及 VNI（VXLAN Network Identifier）在实现多租户隔离中的作用。本章会对比 GRE 隧道，阐述 VXLAN 在利用现有 IP 网络进行 L2 扩展时的优势。 2.2 EVPN（Ethernet VPN）——下一代控制平面 本书的核心技术之一，EVPN 通过 BGP 扩展（BGP EVPN Address Family）来分发 MAC 地址、主机路由和 Type-2/Type-5 路由信息。 BGP EVPN 路由类型解析：详细讲解 Type-2（MAC/IP 地址）、Type-3（Inclusive Multicast）和 Type-5（IP 前缀）路由在 Fabric 内的学习、分发和收敛过程。 ARP 抑制与优化：探讨 EVPN 如何利用 BGP 机制减少泛洪流量，提高网络效率。 2.3 关键功能实现：服务绑定与迁移 重点讲解 EVPN-VXLAN 架构下如何实现： 1. VTEP 发现机制：控制平面（BGP EVPN）与数据平面（Ingress Replication/Multicast）的协同。 2. 无缝虚拟机迁移（VM Mobility）：基于 EVPN 机制，实现跨物理机架甚至跨数据中心区域的 L2 连通性维护。 第三章：高性能 Fabric 的设计与部署策略 本章将理论转化为实际操作，聚焦于 Spine-Leaf 架构的硬件选型、端口规划和流量工程。 3.1 硬件选型与 Sizing 交换机选型标准：根据应用需求，选择合适的交换芯片（ASIC），重点关注端口密度、背板容量、缓冲区大小和 ASIC 转发性能。 Spine 与 Leaf 比例计算：提供基于目标超额比（Oversubscription Ratio）和总带宽需求的计算模型，指导读者确定所需的 Spine 数量和链路速率。 3.2 内部路由协议部署 在 EVPN-VXLAN Fabric 中，IP 互联通常采用 BGP 作为 Underlay 路由协议。 eBGP 部署指南：详细描述 Leaf 和 Spine 之间建立 eBGP 对等体的过程，包括使用 Loopback 地址作为源和邻居，以及 ASN 的规划原则。 ECMP 负载均衡优化：讲解如何在 Leaf 设备上配置 ECMP 组，以确保所有等价路径都能被有效利用，避免流量倾斜。 3.3 多站点和多出口连接（Border Leaf） 本章最后探讨如何将 Fabric 扩展到多个站点，或连接到传统网络： Border Leaf 的角色：定义 Border Leaf 作为 Fabric 的网关，负责与外部路由域进行路由交换。 Fabric 间互联：使用 EVPN Type-5 路由实现跨站点 IP 路由的自动通告与回收。 第四章：网络安全与零信任模型在 Fabric 中的集成 传统的基于边界的安全防护在东西向流量盛行的 Fabric 中已经失效。本章侧重于在 Fabric 内部署深度防御机制。 4.1 东西向流量的安全隔离 基于 VRF-Lite 的逻辑隔离：如何在 EVPN 中利用 VRF 实现租户间的严格路由隔离。 VLAN/VNI 到 VRF 的映射：确保二层域安全地映射到三层路由域。 4.2 基于策略的微隔离（Micro-segmentation） 重点介绍如何利用硬件转发能力实现基于身份的安全策略： VRF 感知与策略下发：讨论如何将身份信息（如用户组、应用标签）与网络策略关联。 数据包级别过滤：分析如何在 VTEP 层面（Leaf 交换机）对进入或离开隧道的数据流进行精准的访问控制列表（ACL）检查，实现零信任架构的初步落地。 4.3 DCI（Data Center Interconnect）的安全 当 Fabric 扩展到广域网时，必须保证 DCI 链路的安全性和完整性。讲解在 Border Leaf 上部署 IPsec 隧道或 MACsec 来保护 Overlay 流量。 第五章：网络自动化与可编程性实践（NetDevOps） 现代网络运营的核心是自动化。本章将指导读者掌握将网络配置管理融入 CI/CD 流程的技术栈。 5.1 基础工具与协议 NETCONF/YANG 模型：介绍这些替代 SNMP 的、面向结构化数据配置和状态查询的协议。 RESTful API 与 gRPC：探讨现代交换机提供的程序化接口及其在自动化部署中的应用。 5.2 配置管理与版本控制 基础设施即代码（IaC）理念：将网络配置视为代码进行管理。 版本控制系统（Git）：如何将所有网络配置、模板和自动化脚本存储在 Git 中，实现配置变更的可追溯性。 自动化工具链实战：以 Ansible 或 Python/Nornir 为例，展示如何根据统一的配置源文件，动态生成并批量推送 EVPN-VXLAN Fabric 的初始配置。 5.3 状态验证与持续集成 配置验证与合规性检查：自动化脚本如何定时检查生产环境的实际配置是否与 Git 仓库中的“期望状态”一致。 测试驱动的网络开发（TDND）：介绍如何在部署前，利用模拟环境（如 GNS3/EVE-NG）对自动化脚本和新配置进行充分的功能和性能测试。 第六章：网络可观测性与故障排除 随着网络复杂度的增加，传统的 Ping/TraceRoute 已不足以定位问题。本章聚焦于如何提升对 Fabric 运行状态的可见性。 6.1 集中化日志与遥测 流式遥测（Streaming Telemetry）：对比传统轮询模式，讲解如何利用 gRPC/OpenConfig 实时、高频次地采集接口统计、队列深度、缓冲利用率等关键指标。 集中式监控平台集成：如何将来自不同 VTEP 的日志（Syslog）和遥测数据汇聚到 ELK 或 Prometheus 等平台进行关联分析。 6.2 复杂故障排除案例分析 本书将提供几个典型的 Fabric 故障场景，并展示如何利用自动化采集的精细数据进行快速定位： 1. VXLAN 数据包丢失：如何通过分析 VTEP 间的 BGP EVPN 路由同步状态和数据平面复制列表来定位问题。 2. ECMP 路径利用率不均：如何通过实时查看 ASIC 内部的查找表和哈希算法分布来解决流量倾斜。 3. 自动化脚本部署失败回滚机制：如何设计健壮的自动化流程，确保在配置推送失败时，能自动或半自动地将网络恢复到已知的稳定状态。 本书内容聚焦于 现代数据中心网络架构、EVPN-VXLAN 协议的深度实现、高性能 Fabric 的部署工程、系统级安全集成，以及 NetDevOps 流程的落地。内容涵盖了网络设计、协议原理、软硬件集成和自动化运维的完整周期，旨在为构建和维护面向未来的云规模网络提供理论指导和可操作的蓝图。

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