正版 策略驱动型数据中心:ACI技术详解

第1章 数据中心架构考虑因素　1
1.1 应用和存储　1
虚拟化数据中心　2
存储虚拟化　4
大数据　6
高性能计算　12
超低延迟　14
超大规模数据中心　19
设计拓扑结构示例　23
1.2 基于POD的设计　24
共享基础架构和云计算的POD模型或数据模型　24
FlexPod设计　25
1.3 数据中心设计　26
列端式　27
采用主干-叶节点ACI基础架构的逻辑数据中心设计　30
1.4 小结　32

第2章 云架构的组建模块　35
2.1 云架构简介　35
2.2 云的网络需求和ACI解决方案　37
2.3 Amazon Web Services模型　39
2.4 自动化服务器配置　40
PXE启动　41
使用Chef、Puppet、CFengine或类似工具部署操作系统　41
2.5 基础架构即服务的编排器　44
vCloud Director　45
OpenStack　45
UCS Director　49
Cisco Intelligent Automation for Cloud　50
协调不同的抽象模型　52
2.6 小结　53

第3章 策略数据中心　55
3.1 为什么需要基于策略的模型？　55
3.2 策略理论　57
3.3 思科APIC策略对象模型　58
终端组　60
思科APIC策略执行　63
应用网络配置文件　67
契约　67
3.4 理解思科APIC　74
思科ACI操作系统（思科ACI Fabric OS）　75
架构：思科APIC的组件和功能　75
策略管理器　76
拓扑结构管理器　76
观察器　77
引导控制器　77
设备控制器　78
VMM管理器　78
事件管理器　78
设备组件　78
架构：具有分片的数据管理　78
用户界面：图形用户界面　81
用户界面：命令行界面　81
用户界面：RESTful API　82
系统访问：身份验证、授权和RBAC　82
3.5 小结　83

第4章 运营模型　85
4.1 现代数据中心的关键技术和工具介绍　85
网络管理选项　86
REST协议　86
XML、JSON和YAML　87
Python　89
Git和GitHub　96
4.2 使用思科APIC的操作　99
对象树　100
使用REST来设计网络　106
ACI SDK　114
4.3 更多信息　116
4.4 小结　116

第5章 基于虚拟机管理程序的数据中心设计　117
5.1 虚拟化的服务器网络　118
为什么服务器上有软件交换组件？　119
网络组件概述　121
虚拟机热迁移　123
5.2 分割选项　123
VLAN　123
VXLAN　123
5.3 Microsoft Hyper-V网络　126
5.4 Linux KVM和网络　129
Linux网桥　130
Open vSwitch　131
5.5 VMware ESX/ESXi网络　136
VMware vSwitch和分布式虚拟交换机　137
VMware ESXi服务器流量需求　138
vCloud Director和vApp　139
5.6 思科Nexus 1000V　141
5.7 使用VN-TAG扩展端口　144
5.8 思科ACI对虚拟服务器连接性的建模　146
叠加网络标准化　146
VMM域　147
终端发现　148
策略解析即时性　148
思科ACI与Hyper-V的集成　148
思科ACI与KVM的集成　149
思科ACI与VMware ESX的集成　149
5.9 小结　151

第6章 OpenStack　153
6.1 什么是OpenStack？　153
Nova　154
Neutron　155
Swift　158
Cinder　158
Horizon　159
Heat　159
Ironic　159
6.2 企业中的OpenStack部署　160
6.3 思科ACI和OpenStack的优势　162
思科ACI策略模型　163
物理和虚拟集成　163
矩阵通道　164
服务链　164
遥测　164
6.4 OpenStack APIC驱动程序架构和操作　164
6.5 部署示例　166
Icehouse的安装　167
思科APIC驱动程序的配置　169
故障排除　172
6.6 OpenStack上的Group Based Policy项目　173
6.7 小结　174

第7章 ACI矩阵设计方法　177
7.1 ACI矩阵重要功能总结　178
ACI转发行为　178
使用终端组划分网段　185
管理门户　186
7.2 硬件和软件　189
7.3 物理拓扑结构　191
思科APIC设计考虑因素　192
主干设计考虑因素　193
叶节点设计考虑因素　194
7.4 多租户考虑因素　200
7.5 初始配置步骤　201
全自动配置　201
网络管理　202
基于策略的访问端口配置　205
接口策略组和PortChannel　209
虚拟机管理器（VMM）域　212
7.6 配置虚拟拓扑结构　215
网桥域　216
终端连接　217
外部连接　219
7.7 小结　220

第8章 在ACI实现嵌入式服务　221
8.1 包含4到7层服务的ACI设计概述　221
优势　222
连接终端组与服务图　222
对虚拟化服务器的扩展　223
管理模型　223
服务图、功能和呈现　224
8.2 硬件和软件支持　225
8.3 思科ACI对服务插入的模拟　226
服务图定义　227
具体设备与逻辑设备　228
逻辑设备选择器（或上下文）　228
拆分网桥域　228
8.4 配置步骤　229
服务图的定义　230
具体设备和具体设备集群的定义　237
8.5 小结　242

第9章 高级遥测　243
9.1 原子计数器　243
原理　243
更多的解释和示例　244
原子计数器和APIC　246
9.2 延迟测量指标　246
9.3 ACI健康监测　247
统计数据　248
故障　249
事件，日志和诊断　253
健康评分　254
9.4 ACI的集中式Show Tech支持　255
9.5 小结　256

第10章 数据中心交换机架构　259
10.1 数据，控制和管理平面　259
数据，控制和管理平面隔离　259
控制，数据和管理平面的交互　260
使用CoPP保护控制平面　261
10.2 数据中心交换机架构　264
交叉开关交换矩阵架构　267
中央共享内存（SoC）　277
多级SoC　278
10.3 QoS基础知识　280
数据中心QoS需求　280
数据中心QoS功能　285
Nexus QoS的实现：MQC模型　292
10.4 小结　294

总结　296

Lucien Avramov，CCIE 19945，思科资深技术营销工程师。Lucien的技术专长是Nexus数据中心产品和ACI技术，曾设计过世界各地的数据中心网络，在交换机架构、QoS、超低延迟网络、高性能计算设计和OpenStack领域拥有丰富的经验。Lucien拥有计算机科学硕士学位和法国阿莱斯国立高等矿业学校的通用工程专业学士学位。

Maurizio Portolani，思科全球杰出技术营销工程师，从事数据中心网络设计。他是《数据中心基础》一书的合著者，并拥有多项有关*数据中心技术的专利。他曾就读于都灵理工大学和巴黎中央理工大学，主修电子学。

刘军，思科全球杰出工程师，网络规划设计师，从业20年，长期从事企业网络的规划、顾问和建设工作，参与多个国内网络行业标准编写制定工作；拥有多个国际专利和4个CC I E证书；熟悉网络硬件架构和芯片技术；专注于路由交换、数据中心、

SDN、工业以太网等技术。

周超，资深网络架构师，思科中国技术总监，长期在硅谷网络一线工作，参与制定多个国际国内网络标准；拥有多项国际国内专利；涉足广泛的网络技术领域，包括MPLS、快速路由转换、流量工程、数据中心和SDN等。

思科在2013年末推出了ACI解决方案，以从应用出发的视角构建企业级数据中心网络，通过开源开放的方式来包容云化的基础架构资源，更重要的是具化网络与应用、与业务之间的关联，从而凸显网络对于企业的价值。当然，天下没有免费的午餐，企业网络从业人员需要用全新的视角来审视自身的工作，从枯燥的网络协议和命令行中抬起头来，更多地去理解企业应用和背后的技术架构，从思考“How：怎么实现”到更多思考“Why & What：为什么实现?&?实现什么”。 ACI（Application Centric Infrastructure，以应用为中心的基础架构）的出现，引领了网络行业，尤其是SDN新的发展趋势，并得到了业内的积极响应，为此这本关于ACI的技术专著也于2014年末孕育而生，本书同时还是思科公司成立30周年纪念特别版。 作为20年来中国市场和客户值得信赖的合作伙伴，思科中国公司在**时间组织并推动了该书中文版的出版，以*快速度将这一革命性的网络新技术与中国客户分享。以实现“思科将一如既往地为中国客户提供全球*领先的技术与**实践经验，助力客户实现更大的商业价值与创新，为消费者打造前所未有的全新体验，并与客户一道，共同推动中国信息通信产业的变革”的“互信互励，相益相成”的承诺。 我希望读者能在学习ACI这项企业网络近年来*重要的革命性技术的同时，能够思考网络从业人员如何增添自身价值，实现“破局”。

本书涵盖了数据中心很多相关技术领域，如服务器、网络、存储、虚拟化、安全和运维。前半部从数据中心的架构，云架构的建立谈到ACI如何实现完整的策略驱动管理模式，虚拟和物理的集成，以及ACI（APIC）和OpenStack的集成合作及运营管理优势。后半部则着重探讨了ACI的网络设计思考，服务的嵌入，自动监测等。最后具体介绍了硬件设计。这是一本由浅入深、内容丰富的综合技术专业书，能帮助广大读者深入了解目前实现SDN的最佳实践方案ACI。更希望国内的同行、IT专家和思科一起来探讨和描绘ACI的蓝图。