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第1章 云数据中心网络演进1

1.1传统的3-Tier架构1

1.2设备“多虚一”——虚拟机框2

1.2.1 Cisco VSS2

1.2.2 Juniper VC与H3C IRF4

1.3高级STP欺骗——跨设备链路聚合4

1.3.1 Cisco vPC4

1.3.2 Juniper MC-LAG和AristaM-LAG6

1.4变革3-Tie——向Leaf-Spine演进6

1.5初识大二层9

1.6插叙——虚拟机的接入10

1.6.1 VEB10

1.6.2 Cisco VN-TAG11

1.6.3 VEPA12

1.6.4 VEB性能优化13

1.7消除STP—— Underlay L2MP14

1.7.1 TRILL15

1.7.2 SPB17

1.8 Cisco私有的大二层——FabricPath19

1.8.1整体设计19

1.8.2控制与转发过程分析21

1.8.3其他技术细节25

1.9 Juniper私有的大二层——QFabric25

1.9.1整体设计26

1.9.2集中式的控制机制29

1.9.3控制与转发过程分析30

1.10 Brocade私有的大二层——VCS32

1.10.1整体设计33

1.10.2控制与转发过程分析33

1.10.3其他技术细节35

1.11跨越数据中心的二层——DCI优化36

1.11.1 Cisco OTV36

1.11.2 HUAWEI EVN与H3C EVI38

1.12端到端的二层——NVo3的崛起39

1.12.1 VxLAN39

1.12.2 NvGRE41

1.12.3 STT42

1.12.4 Geneve43

1.13新时代的开启——SDN入场45

1.14 Overlay最新技术——EVPN46

1.14.1传统网络对SDN的反击46

1.14.2组网与数据模型47

1.14.3控制信令的设计48

1.15 Underlay最新技术——Segment Routing55

1.15.1 SID与Label56

1.15.2控制与转发机制57

1.15.3 SDN 2.0？60

1.16本章小结62

第2章 杂谈SDN63

2.1 SDN与传统网络——新概念下的老问题63

2.2转控分离——白盒的曙光66

2.2.1芯片级开放68

2.2.2操作系统级开放71

2.2.3应用级开放75

2.2.4机箱级开放76

2.2.5白盒的“通”与“痛”77

2.3网络可编程——百家争鸣78

2.3.1芯片可编程78

2.3.2 FIB可编程80

2.3.3 RIB可编程83

2.3.4设备配置可编程85

2.3.5设备OS和控制器可编程88

2.3.6业务可编程88

2.4集中式控制——与分布式的哲学之争89

2.4.1在功能上找到平衡点90

2.4.2在扩展性和可用性上找到平衡点91

2.5回归软件本源——从N到D再到S94

2.5.1模块管理94

2.5.2模块间通信95

2.5.3接口协议适配96

2.5.4数据库97

2.5.5集群与分布式98

2.5.6容器与微服务99

2.6本章小结100

第3章 SDDCN概述101

3.1需求101

3.1.1自动化与集中式控制101

3.1.2应用感知103

3.2整体架构105

3.2.1实现形态105

3.2.2功能设计107

3.3关键技术107

3.3.1网络边缘107

3.3.2网络传输110

3.3.3服务链112

3.3.4可视化115

3.3.5安全117

3.3.6高可用120

3.4本章小结122

第4章 商用SDDCN解决方案123

4.1 VMware NSX123

4.1.1从NVP到NSX124

4.1.2 NVP控制平面设计125

4.1.3 NVP数据平面设计125

4.1.4 NVP转发过程分析126

4.1.5 NSX-V整体架构128

4.1.6 NSX-V管理平面设计129

4.1.7 NSX-V控制平面设计130

4.1.8 NSX-V数据平面设计132

4.1.9 NSX-V转发过程分析132

4.1.10 NSX-MH与NSX-T139

4.2 Cisco ACI140

4.2.1整体架构141

4.2.2管理与控制平面设计142

4.2.3数据平面设计145

4.2.4转发过程分析152

4.2.5议ACI与SDN154

4.3 Cisco VTS155

4.3.1整体架构156

4.3.2管理与控制平面设计158

4.3.3数据平面设计159

4.4 Juniper Contrail162

4.4.1整体架构164

4.4.2管理与控制平面设计167

4.4.3数据平面设计173

4.4.4转发过程分析175

4.5 Nuage VCS176

4.5.1整体架构178

4.5.2管理平面设计179

4.5.3控制平面设计179

4.5.4数据平面设计180

4.6 Arista EOS与CloudVison181

4.6.1整体架构183

4.6.2管理与控制平面设计185

4.6.3数据平面设计187

4.7 HUAWEI AC-DCN187

4.7.1整体架构187

4.7.2管理平面设计189

4.7.3控制平面设计189

4.7.4数据平面设计193

4.8 Bigswitch BCF与BMF194

4.8.1整体架构195

4.8.2 BCF控制平面设计196

4.8.3 BMF控制平面设计201

4.8.4数据平面设计205

4.9 Midokura Midonet207

4.9.1整体架构207

4.9.2控制平面设计210

4.9.3数据平面设计213

4.10 PLUMgrid ONS217

4.10.1整体架构217

4.10.2数据平面设计219

4.10.3控制平面设计221

4.10.4转发过程分析222

4.11 Plexxi Switch与Control225

4.11.1整体架构225

4.11.2数据平面设计227

4.11.3控制平面设计229

4.12 Pluribus230

4.12.1 Server Switch设计231

4.12.2 Netvisor设计232

4.12.3再议数据中心SDN235

4.13本章小结236

第5章 开源SDDCN ： OpenStackNeutron的设计与实现237

5.1网络基础237

5.1.1网络结构与网络类型238

5.1.2 VLAN网络类型中流量的处理239

5.2软件架构242

5.2.1分布式组件242

5.2.2 Core Plugin与Service Plugin243

5.3 WSGI与RPC的实现245

5.3.1 Neutron Server的W SGI245

5.3.2 Neutron Plugin与Neutron Agent间的RPC247

5.4虚拟机启动过程中网络的相关实现248

5.4.1虚拟机的启动流程248

5.4.2 Nova请求Port资源250

5.4.3 Neutron生成Port资源250

5.4.4 Neutron将Port相关信息通知给DHCP Agent252

5.4.5 DHCP Agent将Port相关信息通知给DHCP Server252

5.4.6 Nova拉起虚拟机并通过相应的Port接入网络252

5.5 OVS Agent的实现253

5.5.1网桥的初始化253

5.5.2使能RPC255

5.6 OVS Agent对Overlay L2的处理256

5.6.1标准转发机制256

5.6.2 arp_responder258

5.6.3 12_population260

5.7 OVS Agent对Overlay L3的处理261

5.7.1标准转发机制261

5.7.2 DVR对东西向流量的处理262

5.7.3 DVR对南北向流量的处理267

5.8 Security-Group与FWaaS268

5.8.1 Neutron-Securi-Group268

5.8.2 FWaaS v1269

5.8.3 FWaaS v2269

5.9 LBaaS270

5.9.1 LBaaS v1270

5.9.2 LBaaS v2271

5.9.3 Octavia271

5.10 TaaS272

5.11 SFC274

5.12 L2-Gateway275

5.13 Dynamic Routing277

5.14 VPNaaS279

5.15 Networking-BGPVPN与BagPipe280

5.15.1 Networking-BGPVPN280

5.15.2 BagPipe280

5.16 DragonFlow282

5.17 OVN287

5.18本章小结290

第6章 开源SDDCN： OpenDaylight相关项目的设计与实现291

6.1架构分析291

6.1.1 AD-SAL架构292

6.1.2 MD-SAL架构293

6.1.3 YANG和YANG-Tools294

6.1.4 MD-SAL的内部设计294

6.1.5 MD-SAL的集群机制296

6.1.6其他298

6.2 OpenFlow的示例实现298

6.2.1 OF交换机的上线299

6.2.2 12switch获得PacketIn301

6.2.3 12switch下发PacketOut和FlowMod302

6.3 OpenStack Networking-ODL303

6.3.1 v1303

6.3.2 v2304

6.4 Neutron-Northbound的实现306

6.4.1对接Networking-ODL306

6.4.2 RESTful请求的处理示例306

6.5 Netvirt简介307

6.5.1 OVSDB-Netvirt和VPNService的合并307

6.5.2 Genius309

6.6 Netvirt-OVSDB-Neutron的实现311

6.6.1 net-virt分支311

6.6.2 net-virt-providers分支317

6.7 Netvirt-VPNService的实现321

6.7.1 elanmanager323

6.7.2 vpnmanager326

6.8 SFC的实现328

6.8.1 sfc-openflow-renderer分支328

6.8.2 sfc-scf-openflow分支335

6.9 VTN Manager的实现336

6.9.1 neutron分支337

6.9.2 implementation分支339

6.10本章小结342

第7章 开源SDDCN： ONOS相关项目的设计与实现343

7.1架构分析343

7.1.1分层架构344

7.1.2分层架构的实现345

7.1.3模块的开发347

7.1.4分层架构存在的问题347

7.1.5数据存储与集群348

7.1.6其他349

7.2 Openflow的示例实现349

7.2.1 OF交换机的上线350

7.2.2 fwd获得PacketIn352

7.2.3 fwd下发PacketOut和FlowMod356

7.3 ONOSFW的实现359

7.3.1 vtnmgr分支359

7.3.2 sfcmgr分支363

7.4 SONA的实现365

7.4.1 openstacknode分支366

7.4.2 openstacknetworking分支368

7.5 CORD简介371

7.5.1 R-CORD的架构372

7.5.2 R-CORD的控制与转发机制373

7.6本章小结376

第8章 学术界相关研究377

8.1拓扑377

8.1.1 FatTree377

8.1.2 VL2379

8.1.3 DCell380

8.1.4 FiConn382

8.1.5 BCube384

8.1.6 MDCube385

8.1.7 CamCube387

8.2路由388

8.2.1 Seattle388

8.2.2 FatTree391

8.2.3 VL2393

8.2.4 PortLand396

8.2.5 SecondNet400

8.2.6 SiBF401

8.2.7 SPAIN402

8.2.8 WCMP404

8.2.9 OF-based DLB406

8.2.10 Flowlet与CONGA406

8.2.11 Hedera408

8.2.12 DevoFlow409

8.2.13 MicroTE409

8.2.14 Mahout410

8.2.15 F10410

8.2.16 DDC411

8.2.17 SlickFlow412

8.2.18 COXCast413

8.2.19 Avalanche415

8.3虚拟化416

8.3.1 NetLord416

8.3.2 FlowN418

8.3.3 FlowVisor420

8.3.4 ADVisor421

8.3.5 VeRTIGO423

8.3.6 OpenVirteX424

8.3.7 CoVisor426

8.4服务链427

8.4.1 pSwitch427

8.4.2 FlowTags428

8.4.3 Simple430

8.4.4 StEERING432

8.4.5 OpenSCaaS434

8.4.6 SPFRI435

8.5服务质量437

8.5.1 NetShare437

8.5.2 Seawall438

8.5.3 GateKeeper439

8.5.4 ElasticSwitch440

8.5.5 SecondNet441

8.5.6 Oktopus441

8.6传输层优化443

8.6.1 MPTCP443

8.6.2 DCTCP446

8.6.3 D3447

8.6.4 pFabric449

8.6.5 Fastpass450

8.6.6 OpenTCP451

8.6.7 vCC452

8.7测量与分析453

8.7.1 Pingmesh453

8.7.2 OpenNetMon454

8.7.3 FlowSense455

8.7.4 Dream455

8.7.5 OpenSample457

8.7.6 Planck458

8.7.7 OpenSketch458

8.8安全460

8.8.1 SOM460

8.8.2 FloodGuard462

8.8.3 TopoGuard463

8.8.4 FortNox464

8.8.5 AVANT GUARD466

8.8.6 OF-RHM468

8.8.7 Fresco470

8.9高可用471

8.9.1 ElastiCon471

8.9.2 Ravana473

8.9.3 BFD for OpenFlow474

8.9.4 In-Band Control Recovery476

8.9.5 OF-based SLB477

8.9.6 Anata478

8.9.7 Duet480

8.10大数据优化482

8.10.1 BASS482

8.10.2 OFScheduler482

8.10.3 Phurti483

8.10.4 Application-Aware Networking484

8.10.5 CoFlow485

8.11本章小结486

第9章 番外——容器网络487

9.1容器网络概述487

9.2容器网络模型488

9.2.1接入方式488

9.2.2跨主机通信491

9.2.3通用数据模型492

9.3 Docker网络494

9.3.1 docker()495

9.3.2 pipework496

9.3.3 libnetwork496

9.4 Kubemetes网络498

9.4.1基于POD的组网模型498

9.4.2 Service VIP机制499

9.5第三方组网方案501

9.5.1 Flannel501

9.5.2 Weave502

9.5.3 Calico504

9.5.4 Romana506

9.5.5 Contiv507

9.6 Neutron网络与容器的对接508

9.7本章小结510

第10章 番外——异构网络与融合511

10.1融合以太网基础511

10.1.1 PFC512

10.1.2 ETS513

10.1.3 QCN513

10.1.4 DCBX514

10.2存储网络及其融合514

10.2.1 FC的协议栈515

10.2.2 FC的控制与转发机制516

10.2.3 FCoE的控制与转发机制517

10.2.4昙花一现的SDSAN520

10.3高性能计算网络及其融合524

10.3.1 InfiniBand的协议栈525

10.3.2 InfiniBand的控制与转发机制526

10.3.3 RoCE与RoCEv2528

10.4本章小结530