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前言
云飄進(jìn)我的生活，沒有帶來雨水或迎來暴風(fēng)雨，但為落日天空增添了顏色。
—RabindranathTagore，流浪鳥
無論是對于本書的讀者，還是作為這本書的作者來說，云原生數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)都是一個(gè)相當(dāng)大的話題，因此讓我們先從一些容易的內(nèi)容開始。
這是一本為數(shù)據(jù)中心構(gòu)建一個(gè)健壯的、可擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)的書。如果你是網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)師或網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營人員，想要了解、構(gòu)建或驗(yàn)證數(shù)據(jù)中心的想法，那么這本書適合你。如果你是數(shù)據(jù)中心運(yùn)營人員，不僅負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)，還負(fù)責(zé)計(jì)算和存儲，并且希望了解最新的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)思想，這本書也適合你。如果你是網(wǎng)絡(luò)開發(fā)人員，希望查找一些網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的零碎信息或口頭知識，這本書同樣適合你。
更準(zhǔn)確地說，這是一本關(guān)于云原生類型的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的書。如果搜索“云原生”，你會(huì)發(fā)現(xiàn)它通常與微服務(wù)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)以及Linux操作系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)，并且依賴許多開源代碼，這些只是實(shí)現(xiàn)云原生的方法而已。云原生的最終目的是構(gòu)建健壯、敏捷、可擴(kuò)展的應(yīng)用程序，使企業(yè)能夠和這個(gè)瞬息萬變的世界保持同步。當(dāng)云原生的理念應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)時(shí)，則意味著以健壯、靈活、可擴(kuò)展和高效的操作方式來構(gòu)建符合應(yīng)用程序和業(yè)務(wù)需求的網(wǎng)絡(luò)。
我選擇“云原生”這個(gè)詞是為了強(qiáng)調(diào)將云原生理念應(yīng)用于創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)上。即使你構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模達(dá)不到Amazon或Google的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模，在創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)時(shí)你也需要考慮以下
一些特征：價(jià)格合理、高性能、易于管理、敏捷且可靠。本書將涉及所有這些特征。
本書不僅適合部署微服務(wù)應(yīng)用程序的人們。無論你使用的是容器、虛擬機(jī)，還是裸金屬服務(wù)器，都喜歡使用Kubernetes部署微服務(wù)應(yīng)用，構(gòu)建一個(gè)可靠且可預(yù)測的網(wǎng)絡(luò)是每個(gè)人都渴望的事情。
不管過去我是否為廠商工作，我都不想借此書達(dá)到推動(dòng)任何廠商發(fā)布新功能的目的。如果你看到反映廠商的示例或文字，那僅僅是因?yàn)槲覍�廠商或工具熟悉，而不是打廣告。偏見總是容易蔓延開來，如果你發(fā)現(xiàn)書中哪些地方會(huì)產(chǎn)生此類異議，請告訴我，我會(huì)糾正它們。我很坦率地承認(rèn)我是開源工具的擁護(hù)者，我相信可以通過開源的方式構(gòu)建更好的系統(tǒng)。
讀者對象
如前所述，本書不僅面對網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)師、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維人員，而且面向網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的應(yīng)用開發(fā)人員。閱讀本書所需的基礎(chǔ)知識并不多，只需要知道什么是TCP/IP和什么是套接字。本書理論結(jié)合實(shí)踐，將理論應(yīng)用于搭建數(shù)據(jù)中心。本書重點(diǎn)不僅是像教科書那樣只介紹技術(shù)信息，而是始終關(guān)注于設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)中心的技術(shù)的應(yīng)用。本書不會(huì)涵蓋與數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)無關(guān)的方面，例如，物理位置選擇、電源和散熱選擇、物理布局等。
本書結(jié)構(gòu)
本書分為三個(gè)部分：
架構(gòu)
前兩章介紹體系架構(gòu)。開始將描述新的架構(gòu)的需求以及新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。
技術(shù)
接下的九章將涵蓋各種技術(shù)，體系架構(gòu)就好比“骨骼”，這些技術(shù)共同為架構(gòu)添加“血和肉”。這些技術(shù)可以指導(dǎo)我們選擇采用的協(xié)議以及架構(gòu)設(shè)計(jì)，從而構(gòu)建真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)。
實(shí)踐
其余的章節(jié)將涵蓋體系結(jié)構(gòu)中使用的技術(shù)的實(shí)踐。在很大程度上，涵蓋了網(wǎng)絡(luò)配置和驗(yàn)證，包括將“少而精”的理念應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)配置。
這些章節(jié)的另一個(gè)重點(diǎn)是我希望能將計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)兩個(gè)不同的領(lǐng)域結(jié)合起來，兩者的結(jié)合使得數(shù)據(jù)中心工程師和架構(gòu)師成為“文藝復(fù)興時(shí)期的男女”，文藝復(fù)興時(shí)期的人們知識淵博又有深度，可以從紛繁復(fù)雜的信息中找到有價(jià)值的內(nèi)容。隨著網(wǎng)絡(luò)解耦的出現(xiàn)，Linux操作系統(tǒng)（OS）開始具有強(qiáng)大網(wǎng)絡(luò)功能，應(yīng)用程序也更加趨于采用分布式架構(gòu)。隨著高質(zhì)量的開源路由套件的出現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算人為的隔離不再存
在。我們可以設(shè)計(jì)更新的解決方案，使計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)更優(yōu)雅地結(jié)合在一起并有效運(yùn)行。
本書章節(jié)有限，很多內(nèi)容沒有涉及，包括安全性、IS-IS（IntermediateSystemtoIntermediateSystem）、新的路由協(xié)議（我們真的需要這些新的協(xié)議嗎），以及一些高級的主題，例如：數(shù)據(jù)中心互連，網(wǎng)絡(luò)分析等。對此我深表歉意，因?yàn)槲业臅r(shí)間、精力以及本書篇幅有限。同時(shí)，我擔(dān)心太多內(nèi)容可能會(huì)使你失去耐心。
本書使用的軟件
為了保持“云原生”關(guān)鍵原則，本書的示例，配置片段等都將使用受人擁護(hù)且廣泛使用的開源軟件。這樣也可以使本書做到與供應(yīng)商無關(guān)。本書主要使用以下四個(gè)開源軟件：
??Linux內(nèi)核，作為網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，版本為4.18或更高。
??FRR，IP路由協(xié)議組件，主要版本為7.1。
??Ansible，自動(dòng)化工具，版本為2.8。
??Vagrant，用于在筆記本電腦上模擬網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌�顯示運(yùn)行代碼，版本為v2.2.5。同時(shí)，我會(huì)使用Vagrant的libvirt庫擴(kuò)展，快速搭建大型網(wǎng)絡(luò)。
我已經(jīng)將自己筆記本電腦上運(yùn)行的軟件提交到GitHub上，我的筆記本電腦配置是Intel的i7-8550U處理器，16GB內(nèi)存和16GBswap空間。包括Vagrant用來模擬Clos網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌�還有Ansible等。這些軟件通常運(yùn)行正常，但是有時(shí)在打開某些瀏覽器選項(xiàng)時(shí)，軟件運(yùn)行會(huì)變慢。
如果書中的代碼與GitHub庫中的代碼之間存在差異，以能正常工作的代碼為準(zhǔn)。
我使用CumulusLinux發(fā)行版作路由器。我使用Ubuntu版本16.04作服務(wù)器。我還提供了Arista的EOS（ExtensibleOperatingSystem）一些配置，主要是因?yàn)锳rista提供了Vagrant，可以使用EOS和Vagrant構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)，但遺憾的是在Arista4.20.0F版本之后才提供。
歡迎隨時(shí)提供你真實(shí)的反饋。
所有的示例都可以從GitHub上下載，這些代碼采用GPLv2許可認(rèn)證。
排版約定
本書使用以下排版約定：
斜體（Italic）
表示新術(shù)語、URL、Email、文件名及文件擴(kuò)展名。
等寬字體（ConstantWidth）
表示程序片段，以及正文中出現(xiàn)的變量、函數(shù)名、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)類型、環(huán)境變量、語句和關(guān)鍵字等。
粗體等寬字體（Constantwidthbold）
表示命令或其他由用戶直接輸入的文本。
斜體等寬字體（ConstantWidthItalic）
表示應(yīng)當(dāng)被用戶提供的值，或上下文決定的值所替換的文本。
使用示例代碼
本書的示例代碼、練習(xí)等補(bǔ)充材料可以到https://github.com/ddutt/cloud-native-datacenter-networking下載。
本書的目的是幫助你的工作。一般來說，你可以在自己的程序或者文檔中使用本書提供的示例代碼。除非你要復(fù)制大量的代碼，你不必聯(lián)系我們獲得使用許可。例如，從書中摘抄幾行代碼編寫程序就不需要獲得許可。銷售或分銷O'Reilly書中的示例代碼則需要獲得許可。引用本書中的示例代碼回答問題無需要獲得許可。將本書中的大量示例代碼附加到你的產(chǎn)品文檔中則需要獲得許可。
代碼引用不要求注明出處，但如果你這么做，我們深表感激。出處格式一般包括標(biāo)題、作者，出版社和ISBN。例如：“CloudNativeDataCenterNetworkingbyDineshG.Dutt(O’Reilly).Copyright2020DineshG.Dutt,978-1-492-04560-1”。
如果你覺得代碼示例的使用不合理或不符合許可權(quán)限，請隨時(shí)聯(lián)系我們：permissions@oreilly.com。
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致謝
寫這本書比我想象的要難。跑馬拉松并不像跑10公里那樣容易，類似地，寫幾百頁的書也不像寫幾十頁的書那樣簡單。我曾有過兩次寫幾十頁書的經(jīng)歷，與這次相差甚遠(yuǎn)。我非常感謝在撰寫本書過程中得到眾多互動(dòng)和反饋。
本書的編輯AndyOram，也是我前兩本書的合作伙伴。如果沒有你編輯潤色工作，本書讀起來不會(huì)像現(xiàn)在這樣有趣。你的批注總會(huì)給我的寫作帶來意想不到的樂趣。你一直伴隨著我完成這本書的寫作。無論是周末還是晚上，當(dāng)我需要你的幫助時(shí)，你總會(huì)立刻提供幫助，推敲出正確的詞或刪除一些啰嗦的地方。讓我印象最深的是，即使在午夜發(fā)送的電子郵件，你也幾乎總會(huì)立即回復(fù)。并且，本書包括一首你創(chuàng)作的網(wǎng)絡(luò)的詩，我深感榮幸和心懷感激。
感謝對本書進(jìn)行審閱的伙伴AnthonyMiloslavsky，感謝你對整本書廣度而周到的反饋，使這本書變得更好。DonaldSharp，感謝你對許多章節(jié)的反饋，如果沒有你，多播這一章根本不可能完成。SeanCavanaugh，由于你的審閱和建議，自動(dòng)化這一章變得比之前更好。CurtBrune，感謝你對ONIE（開放網(wǎng)絡(luò)安裝環(huán)境）部分的寶貴反饋。我親愛的朋友SilvanoGai，也是我職業(yè)上唯一的榜樣，感謝你對書中部分章節(jié)做的詳細(xì)討論以及對許多章節(jié)初稿的審閱。Grazieditutto,miocaroamico，欣賞你們的知識和人品。
RoopaPrabhu，DavidAhern，VivekVenkataraman，DanielWalton，WilsonKok，PurnaBendale，RamaDarbha和EricPulvino，感謝大家在這本書編寫過程中解答我的許多問題，感謝在Cumulus中與你們共事，曾經(jīng)的笑聲、眼淚以及共同的經(jīng)歷讓我難忘。PeteLumbis，感謝你和我心靈共鳴，雖然也會(huì)與我開玩笑，但總會(huì)鼓勵(lì)我繼續(xù)前進(jìn)。ChristianFranke和DonSlice，感謝你們幫助我解答有關(guān)IS-IS和OSPF的問題。我的摯友Shrijeet，我時(shí)刻會(huì)想起你，我要感謝你的地方太多。
同時(shí)，非常感謝Microsoft的BartDworak，感謝SeanCavanaugh花了很多時(shí)間跟我介紹你在網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化方面的經(jīng)驗(yàn)，讓我完成了自動(dòng)化這一章的內(nèi)容。感謝Barak
Gafni對我之前《數(shù)據(jù)中心EVPN》一書提供了反饋，用于幫助修正和闡明EVPN和網(wǎng)絡(luò)虛擬化這些章的一些要點(diǎn)。LincolnDale，感謝你對Arista問題的回復(fù)。感謝Narayan，如果沒有NarayanDesai邀請我出席SRECon2016，并做網(wǎng)絡(luò)入門演講，我將不會(huì)編寫這本書。演講得到積極的反饋，所以O(shè)’Reilly出版社邀請我撰寫本書。在Cisco和Cumulus工作期間，我學(xué)習(xí)了很多網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)包的知識和如何與人相處，并且有機(jī)會(huì)與一些最聰明的人一起工作。我特別感謝的兩個(gè)人是Cisco的TomEdsall和Cumulus的JRRivers。
感謝開源社區(qū)所做的所有出色工作。Emacs，我使用的開源編輯器軟件，已有25年以上的歷史，我曾經(jīng)用它寫了整本書。Linux社區(qū)，我從Linux0.99版本起，就把Linux作為我主要的桌面系統(tǒng)，我記得我曾經(jīng)花了整整一天的時(shí)間來下載SlackwareLinux軟盤。這是很久之前的事情了，Ubuntu已經(jīng)使Linux的使用體驗(yàn)變得流暢。除此以外，我還使用了HashiCorp的Vagrant和Ansible團(tuán)隊(duì)的Ansible。
感謝我的父母一直對我的寫作以及其他方面的鼓勵(lì)和支持。感謝Shanthala使我無后顧之憂。Maya，感謝你耐心等待我完成這本書。我期待有一天可以將你的漫畫加入我的書中。是的，這將很吸引眼球。