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出版者:dotq1 Publishing

作者:Paul T. Ammann

出品人:

页数:512

译者:

出版时间:2009-12-29

价格:USD 39.99

装帧:Perfect Paperback

isbn号码:9780557230365

丛书系列:

图书标签:

• IPsec
• Windows
• Networking
• Security
• VPN
• Troubleshooting
• Firewall
• Protocols
• Cryptography
• Microsoft

《云端架构与未来网络：面向新一代基础设施的深度剖析》 书籍概览 本书深入探讨了当前信息技术基础设施领域最前沿、最核心的技术议题，聚焦于如何构建具备弹性、高可用性、安全性和极致性能的新一代云端架构与未来网络体系。它旨在为系统架构师、网络工程师、DevOps专家以及技术决策者提供一个全面而深入的知识框架，用以理解和实施下一代数据中心和广域互联策略。 我们不讨论具体的商业产品集成，而是着眼于底层原理、设计范式和未来趋势，剖析支撑现代数字经济的隐形骨架。全书内容围绕三大核心支柱展开：软件定义基础设施（SDI）、下一代网络架构（NGNA）和前沿边缘计算（MEC）。 --- 第一部分：软件定义基础设施的深度转型 本部分着重于基础设施的抽象化和自动化，这是实现大规模、快速部署和灵活运维的关键。 第一章：基础设施即代码（IaC）的范式革命 本章首先回顾了传统基础设施管理的痛点，并详细阐述了IaC如何通过版本控制、状态管理和幂等性原则，彻底改变基础设施的生命周期。我们将深入探讨声明式与命令式配置的区别，分析主流IaC工具集的内在工作原理和设计哲学，而非停留在简单的语法介绍。重点分析状态管理机制（如状态锁定、远程后端存储）在保证大规模部署一致性中的核心作用。 第二章：虚拟化与容器编排的底层机制 超越表面的容器使用，本章深入探究CRI（容器运行时接口）和CNI（容器网络接口）的设计规范。我们会详细拆解Linux内核中的命名空间（Namespaces）和控制组（Control Groups, cgroups）如何协同工作，实现资源隔离与限制。随后，我们将剖析高性能容器编排系统的调度算法，例如如何权衡抢占策略、资源亲和性/反亲和性，以及分布式锁在协调集群状态中的关键作用。 第三章：存储系统的演进：从SAN到分布式对象存储 本章对比了块存储、文件存储和对象存储的设计哲学差异。核心在于理解分布式存储系统如何通过一致性哈希、纠删码（Erasure Coding）替代传统的RAID冗余，以实现更高的容量效率和容错能力。我们将分析存储网络的延迟特性，探讨NVMe-oF（NVMe over Fabrics）如何重新定义远程存储的性能边界，以及存储虚拟化层在I/O路径中如何引入或消除性能瓶颈。 --- 第二部分：下一代网络架构与互联挑战 本部分关注网络层的重构，探讨如何构建适应高带宽、低延迟要求的现代数据中心和广域网。 第四章：软件定义网络（SDN）与控制平面分离 本章详尽阐述了SDN的核心理念——控制平面与数据平面的解耦。我们将深入研究OpenFlow协议栈的结构，分析其在交换机流表管理中的效率与局限性。更重要的是，我们将探讨网络功能虚拟化（NFV）如何与SDN结合，实现防火墙、负载均衡器等网络服务的功能化和弹性化部署。讨论集中式控制器在面对大规模网络拓扑时的可扩展性挑战及其解决方案（如分层控制架构）。 第五章：数据中心网络拓扑与无阻塞架构 本书将详细分析Clos网络架构（如Spine-Leaf）的设计原理，解释其如何通过多级等价路径实现负载均衡和高容错性。我们会计算不同层次的网络冗余度（Fat-Tree）对整体吞吐量的影响。深入探讨ECMP（等价多路径路由）在充分利用冗余链路中的机制，以及如何应对BUM（广播、未知单播、多播）流量的管理难题，尤其是在大规模东西向流量场景下的优化策略。 第六章：传输层优化与拥塞控制的未来 本章专注于提升网络传输效率。我们将细致对比TCP的各种拥塞控制算法（如Reno, CUBIC, BBR）的设计目标和适用场景，并分析它们在长距离、高带宽网络（LBHN）中表现的差异。针对数据中心内部的微突发和超低延迟需求，本章会引入RDMA（远程直接内存访问）技术的原理，分析InfiniBand和RoCE（RDMA over Converged Ethernet）在不同硬件栈上的性能权衡与实现复杂性。 --- 第三部分：前沿边缘计算与分布式智能 本部分将视野扩展到数据中心之外，探讨计算资源如何下沉，以满足实时性和数据主权的需求。 第七章：边缘计算的模型与部署策略 本章界定了近边缘（Near Edge）与远边缘（Far Edge）的概念，并分析了它们在延迟预算、计算能力和物理环境方面的差异。我们将探讨构建一个多级分布式计算体系所面临的关键挑战，包括资源异构性管理、跨地域的统一安全策略下发，以及生命周期管理（LCM）的复杂性。分析如何设计轻量级、自愈合的边缘工作负载调度机制。 第八章：分布式系统中的一致性与容错设计 在高度分布式的架构中，数据和状态的一致性是核心难题。本章将绕开商业实现，专注于共识算法的理论基础。详细解析Paxos和Raft协议的设计目标、日志复制流程和领导者选举机制。我们将深入探讨在网络分区容忍（Partition Tolerance）场景下，如何通过Quorum机制在一致性（Consistency）和可用性（Availability）之间进行权衡，从而设计出适应边缘环境的容错模型。 第九章：安全边界的消融：零信任与服务网格 随着基础设施的扁平化和微服务化，传统的边界安全模型失效。本章探讨零信任架构（ZTA）的实现原则，重点关注身份验证与授权（Authentication and Authorization）在应用层面的动态化和细粒度控制。随后，我们将分析服务网格（Service Mesh）如何作为基础设施层面的安全和可观测性增强工具，探讨Sidecar代理的工作原理，以及其如何实现加密通信（mTLS）和高级流量控制，而无需修改应用代码。 --- 结论：面向未来的系统思维 本书的最后部分将所有章节的技术点串联起来，强调构建下一代基础设施不仅仅是技术的堆叠，更是一种系统级的思维重塑。未来的基础设施将是高度抽象、自优化的、并且能够感知并响应应用需求的智能实体。我们展望了量子计算对现有加密体系的潜在冲击，以及软件栈的持续演进对硬件依赖的进一步解耦。本书力求提供一个非特定厂商、注重工程原理和理论深度的参考，助读者驾驭这场由软件定义一切驱动的基础设施变革浪潮。

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