运营商数据中心网络架构与技术

聚焦核心技术。数字化时代，为建设网络强国，占据网络通信领域的战略制高点，需搭建完备、高效的网络基础设施。“华为数据通信系列”丛书立足于此，聚焦互联网数据传输的枢纽，形成一套完整的技术体系，向广大网络工程技术人员介绍了华为在智简网络方面的核心技术，传播了其“智简网络”的理念。

推动数字转型。全球经济进入数字化转型时期，传统企业付诸行动迫在眉睫。“华为数据通信系列”丛书基于华为在数据通信领域拥有自主知识产权的核心产品，给企业提供了经过全球诸多行业用户实践检验的优质解决方案，引领网络重构从云时代稳步迈入AI 时代，帮助企业高效地获取数字经济所带来的巨大价值。

彰显创新自信。华为公司以网络设备起家，20多年来坚持创新，自主研发，最终在市场上赶超国际公司，在标准制定方面掷地有声，在行业中名声响亮。“华为数据通信系列”丛书输出的是研发体系的优秀成果，彰显了大国重器的科技自信。

本书以运营商数据中心网络面临的业务挑战为切入点，详细介绍运营商数据中心网络的架构设计、技术实现和规划设计，并给出部署建议。首先，本书介绍运营商数据中心整体业务的发展情况，从业务的维度总结运营商数据中心的5个场景业务—— IT云、电信云、IDC、公有云以及城域IPTV与CDN对网络的诉求。接着，本书基于运营商业务的三个主要场景—— IT云、电信云和IDC，给出业务和网络发展趋势、需求分析、网络架构设计和安全设计。最后，本书还着重针对云计算时代的运营商数据中心网络如何运维进行了阐述。

本书可以为构建安全、可靠、高效、开放的运营商数据中心网络提供参考和帮助，适合企业和科研院所信息化部门及数据中心的技术人员阅读，也可为高等院校计算机网络相关专业的师生提供参考。

主编 徐文伟 现任华为公司董事、科学家咨询委员会主任。1991年加入华为，是华为第一代创业者。30多年来，先后主持一系列重大产品的研发，奠定了华为芯片（海思半导体）、移动网络、数据中心网络等关键业务的国际领先地位。历任华为预研部总裁、研发部总裁、海思创始总裁、欧洲片区总裁、全球销售与服务总裁、企业业务创始CEO、产品投资评审委员会主任、战略Marketing总裁、战略研究院院长等，在产品研发、市场营销、战略制定、产业布局等领域取得重大成绩，是华为从小到大、从大到强、从国内走向国际发展历程的重要参与者和推动者。 侯延祥 华为数据中心网络解决方案架构师团队负责人，具有10年数通网络产品开发经验、10余年数据中心网络解决方案设计经验，以及丰富的网络规划设计和网络工程项目实施经验。主导或参与过国内三大运营商及国外多个大型运营商数据中心网络的设计和交付工作。 余根销 华为数据中心网络解决方案架构师，具有10余年运营商、金融、政务等行业数据中心网络解决方案的设计和实施经验。熟悉云计算架构与云计算数据中心SDN解决方案的规划和设计，作为数据中心网络解决方案负责人，参与过多个国内外运营商的电信云、IT云网络解决方案的规划和设计工作。 副主编 陈军 华为数据中心网络解决方案架构师，具有10年数通网络产品测试经验、10余年数据中心网络解决方案设计经验，以及丰富的网络规划设计和网络工程项目实施经验。负责总体设计华为CloudFabric电信云解决方案，参与过国内三大运营商及国外多个大型运营商数据中心网络的设计和交付工作。 张忠刚 华为数据中心网络解决方案架构师，具有8年数据中心网络产品和解决方案设计经验，以及丰富的数据中心网络方案交付和运维经验。负责华为CloudFabric数据中心网络解决方案智能运维相关技术方案及特性设计，主导或参与全流分析、仿真验证、故障自动分析定位等数据中心网络运维方案设计，撰写多项与数据中心网络运维相关的发明专利。

第1章 运营商数据中心业务概述 001

1.1 运营商数据中心的发展历程 001

1.1.1 语音时代的运营商数据中心 002

1.1.2 宽带时代的运营商数据中心 004

1.1.3 云网融合时代的运营商数据中心 006

1.2 运营商数据中心业务的需求与挑战 007

1.2.1 运营商IT系统业务发展的需求与挑战 008

1.2.2 运营商电信云业务发展的需求与挑战 009

1.2.3 运营商IDC业务发展的需求与挑战 010

1.2.4 运营商公有云业务发展的需求与挑战 011

1.2.5 运营商城域IPTV与CDN业务的发展需求与挑战 013

第2章 运营商IT云数据中心网络设计 014

2.1 运营商IT系统业务和技术发展趋势 014

2.2 IT云网络需求分析 016

2.3 IT云数据中心网络架构设计 019

2.3.1 网络整体架构设计 019

2.3.2 网络可靠性设计 031

2.3.3 网络与云平台集成和业务下发流程 037

2.4 IT云数据中心网络安全设计 042

第3章 运营商电信云数据中心网络设计 044

3.1 电信云业务和技术发展趋势 044

3.2 电信云数据中心网络整体架构 054

3.3 电信云数据中心网络需求分析 056

3.4 电信云中定义的VPC 066

3.5 电信云数据中心网络架构设计 075

3.5.1 整体架构设计 076

3.5.2 网络与云的集成方案 086

3.6 电信云数据中心网络可靠性设计 089

3.7 电信云数据中心网络安全设计 099

第4章 运营商IDC网络设计 110

4.1 运营商IDC网络业务情况 110

4.2 运营商IDC网络需求分析 113

4.2.1 传统IDC网络业务面临的挑战 113

4.2.2 IDC网络业务需求 114

4.2.3 IDC网络向SDN转型 117

4.3 运营商IDC网络架构设计 118

4.3.1 Underlay网络设计 122

4.3.2 Overlay网络设计 124

4.3.3 IDC网络可靠性设计 129

4.4 运营商IDC网络业务下发 132

第5章 运营商数据中心网络运维设计 133

5.1 运营商数据中心网络运维的问题与挑战 133

5.2 数据中心网络物理设备快速上线 135

5.2.1 零配置开局方案 135

5.2.2 数据中心网络设备扩容 140

5.2.3 数据中心网络设备替换 141

5.3 物理和逻辑网络统一运维 142

5.3.1 应用网络、逻辑网络、物理网络三网互视 142

5.3.2 网络连通性检测 145

5.3.3 网络路径探测 146

5.4 网络变更方案设计 149

5.4.1 变更实施前的情况 150

5.4.2 变更完成后的数据面验证 151

5.4.3 变更前后网络快照对比 152

5.5 数据中心网络故障主动感知 153

5.5.1 基于Telemetry的设备状态监控 153

5.5.2 流分析实现业务异常主动感知 157

5.5.3 基于五层模型的网络健康度评估 161

5.6 网络故障自动定位及修复/隔离 162

5.6.1 常见故障分钟级定位及修复 163

5.6.2 复杂故障告警压缩及故障传播路径推荐 165

5.7 CloudFabric智能运维方案简介 168

缩略语表 170