前言
云飄進我的生活，沒有帶來雨水或迎來暴風雨，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)絡都是一個相當大的話題，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)中心構建一個健壯的、可擴展的網(wǎng)絡基礎架構的書。如果你是網(wǎng)絡架構師或網(wǎng)絡運營人員，想要了解、構建或驗證數(shù)據(jù)中心的想法，那么這本書適合你。如果你是數(shù)據(jù)中心運營人員，不僅負責網(wǎng)絡，還負責計算和存儲，并且希望了解最新的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡設計思想，這本書也適合你。如果你是網(wǎng)絡開發(fā)人員，希望查找一些網(wǎng)絡相關的零碎信息或口頭知識，這本書同樣適合你。
更準確地說，這是一本關于云原生類型的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡設計的書。如果搜索“云原生”，你會發(fā)現(xiàn)它通常與微服務應用程序設計以及Linux操作系統(tǒng)相關聯(lián)，并且依賴許多開源代碼，這些只是實現(xiàn)云原生的方法而已。云原生的最終目的是構建健壯、敏捷、可擴展的應用程序，使企業(yè)能夠和這個瞬息萬變的世界保持同步。當云原生的理念應用于網(wǎng)絡時，則意味著以健壯、靈活、可擴展和高效的操作方式來構建符合應用程序和業(yè)務需求的網(wǎng)絡。
我選擇“云原生”這個詞是為了強調(diào)將云原生理念應用于創(chuàng)建網(wǎng)絡上。即使你構建的網(wǎng)絡規(guī)模達不到Amazon或Google的網(wǎng)絡規(guī)模，在創(chuàng)建網(wǎng)絡時你也需要考慮以下
一些特征：價格合理、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應用程序的人們。無論你使用的是容器、虛擬機，還是裸金屬服務器，都喜歡使用Kubernetes部署微服務應用，構建一個可靠且可預測的網(wǎng)絡是每個人都渴望的事情。
不管過去我是否為廠商工作，我都不想借此書達到推動任何廠商發(fā)布新功能的目的。如果你看到反映廠商的示例或文字，那僅僅是因為我對廠商或工具熟悉，而不是打廣告。偏見總是容易蔓延開來，如果你發(fā)現(xiàn)書中哪些地方會產(chǎn)生此類異議，請告訴我，我會糾正它們。我很坦率地承認我是開源工具的擁護者，我相信可以通過開源的方式構建更好的系統(tǒng)。
讀者對象
如前所述，本書不僅面對網(wǎng)絡架構師、網(wǎng)絡運維人員，而且面向網(wǎng)絡應用的應用開發(fā)人員。閱讀本書所需的基礎知識并不多，只需要知道什么是TCP/IP和什么是套接字。本書理論結合實踐，將理論應用于搭建數(shù)據(jù)中心。本書重點不僅是像教科書那樣只介紹技術信息，而是始終關注于設計數(shù)據(jù)中心的技術的應用。本書不會涵蓋與數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡無關的方面，例如，物理位置選擇、電源和散熱選擇、物理布局等。
本書結構
本書分為三個部分：
架構
前兩章介紹體系架構。開始將描述新的架構的需求以及新的網(wǎng)絡架構。
技術
接下的九章將涵蓋各種技術，體系架構就好比“骨骼”，這些技術共同為架構添加“血和肉”。這些技術可以指導我們選擇采用的協(xié)議以及架構設計，從而構建真實的網(wǎng)絡。
實踐
其余的章節(jié)將涵蓋體系結構中使用的技術的實踐。在很大程度上，涵蓋了網(wǎng)絡配置和驗證，包括將“少而精”的理念應用于網(wǎng)絡配置。
這些章節(jié)的另一個重點是我希望能將計算和網(wǎng)絡兩個不同的領域結合起來，兩者的結合使得數(shù)據(jù)中心工程師和架構師成為“文藝復興時期的男女”，文藝復興時期的人們知識淵博又有深度，可以從紛繁復雜的信息中找到有價值的內(nèi)容。隨著網(wǎng)絡解耦的出現(xiàn)，Linux操作系統(tǒng)（OS）開始具有強大網(wǎng)絡功能，應用程序也更加趨于采用分布式架構。隨著高質(zhì)量的開源路由套件的出現(xiàn)，網(wǎng)絡和計算人為的隔離不再存
在。我們可以設計更新的解決方案，使計算和網(wǎng)絡更優(yōu)雅地結合在一起并有效運行。
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)絡分析等。對此我深表歉意，因為我的時間、精力以及本書篇幅有限。同時，我擔心太多內(nèi)容可能會使你失去耐心。
本書使用的軟件
為了保持“云原生”關鍵原則，本書的示例，配置片段等都將使用受人擁護且廣泛使用的開源軟件。這樣也可以使本書做到與供應商無關。本書主要使用以下四個開源軟件：
??Linux內(nèi)核，作為網(wǎng)絡操作系統(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，自動化工具，版本為2.8。
??Vagrant，用于在筆記本電腦上模擬網(wǎng)絡拓撲，顯示運行代碼，版本為v2.2.5。同時，我會使用Vagrant的libvirt庫擴展，快速搭建大型網(wǎng)絡。
我已經(jīng)將自己筆記本電腦上運行的軟件提交到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)絡拓撲，還有Ansible等。這些軟件通常運行正常，但是有時在打開某些瀏覽器選項時，軟件運行會變慢。
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。
我使用CumulusLinux發(fā)行版作路由器。我使用Ubuntu版本16.04作服務器。我還提供了Arista的EOS（ExtensibleOperatingSystem）一些配置，主要是因為Arista提供了Vagrant，可以使用EOS和Vagrant構建網(wǎng)絡，但遺憾的是在Arista4.20.0F版本之后才提供。
歡迎隨時提供你真實的反饋。
所有的示例都可以從GitHub上下載，這些代碼采用GPLv2許可認證。
排版約定
本書使用以下排版約定：
斜體（Italic）
表示新術語、URL、Email、文件名及文件擴展名。
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）
表示應當被用戶提供的值，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、練習等補充材料可以到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題、作者，出版社和ISBN。例如：“CloudNativeDataCenterNetworkingbyDineshG.Dutt(O’Reilly).Copyright2020DineshG.Dutt,978-1-492-04560-1”。
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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。我非常感謝在撰寫本書過程中得到眾多互動和反饋。
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，本書讀起來不會像現(xiàn)在這樣有趣。你的批注總會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，當我需要你的幫助時，你總會立刻提供幫助，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，你也幾乎總會立即回復。并且，本書包括一首你創(chuàng)作的網(wǎng)絡的詩，我深感榮幸和心懷感激。
感謝對本書進行審閱的伙伴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，自動化這一章變得比之前更好。CurtBrune，感謝你對ONIE（開放網(wǎng)絡安裝環(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，雖然也會與我開玩笑，但總會鼓勵我繼續(xù)前進。ChristianFranke和DonSlice，感謝你們幫助我解答有關IS-IS和OSPF的問題。我的摯友Shrijeet，我時刻會想起你，我要感謝你的地方太多。
同時，非常感謝Microsoft的BartDworak，感謝SeanCavanaugh花了很多時間跟我介紹你在網(wǎng)絡自動化方面的經(jīng)驗，讓我完成了自動化這一章的內(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)絡虛擬化這些章的一些要點。LincolnDale，感謝你對Arista問題的回復。感謝Narayan，如果沒有NarayanDesai邀請我出席SRECon2016，并做網(wǎng)絡入門演講，我將不會編寫這本書。演講得到積極的反饋，所以O’Reilly出版社邀請我撰寫本書。在Cisco和Cumulus工作期間，我學習了很多網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)包的知識和如何與人相處，并且有機會與一些最聰明的人一起工作。我特別感謝的兩個人是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的使用體驗變得流暢。除此以外，我還使用了HashiCorp的Vagrant和Ansible團隊的Ansible。
感謝我的父母一直對我的寫作以及其他方面的鼓勵和支持。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。