超融合基礎架構<HCI>數據中心

作者：(美)山姆·哈拉比|責編:傅道坤|譯者:田果
出版社：人民郵電
ISBN：9787115535535

出版日期：2020/07/01
裝幀：平裝
頁數：442

人民幣：RMB 129 元售價：元

內容大鋼

    超融合基礎架構（Hyperconverged Infrastructure，HCI）是一種集成了虛擬計算資源和存儲設備的信息基礎架構。在這樣的架構環境中，同一套單元設備中不但具備計算、網路、存儲和服務虛擬化等資源和技術，還包括備份軟體、快照技術、重複數據刪除、在線數據壓縮等元素，而且多套單元設備可以通過網路聚合起來，實現模塊化的無縫橫向擴展，實現統一的資源池。超融合基礎架構可以為數據中心帶來最優的效率、靈活性、規模、成本和數據保護。
    本書作為為數不多的超融合架構圖書，深入淺出地介紹了相關的知識和用例，並從獨立於廠商的角度對各個廠商（比如Nutanix、VMware等）的HCI解決方案進行了對比。本書共分為7大部分，總計20章，內容涵蓋了數據中心網路與存儲基礎、主機軟硬體的演變、超融合基礎架構、Cisco HyperFlex產品介紹、其他廠商的HCI產品介紹（比如VMware的vSAN和Nutanix的企業雲平台）、超融合網路、公有雲/私有雲/混合雲與多雲等。
    無論讀者之前所涉技術領域是存儲、計算、虛擬化、交換/路由、自動化，還是公共雲平台，都可以通過本書來了解HCI的細枝末節（比如規劃、集成、部署、管理、策略、安全等），從而為數據中心的設計、實施、部署和研發提供助力。

作者介紹

(美)山姆·哈拉比|責編:傅道坤|譯者:田果
山姆·哈拉比，Sam Halabi是業內知名人士，在信息技術、多雲、超融合、企業軟體和數據中心領域擁有豐富的經驗。Sam是一位值得信賴的技術顧問，可以在執行層面與客戶建立良好的關係，擅長把負責的技術與商業利益聯繫起來。Sam多年來一直供職於美國和國際知名企業，負責領導售前、銷售、咨詢、營銷和業務開發工作，旨在針對企業建立可擴展的數據中心。Sam是VirtuService公司的創始人，這家公司的主要業務是在私有雲、混合雲、公有雲和多雲領域提供客戶服務和IT咨詢服務。

第1部分  數據中心網路與存儲基礎
第1章  數據網路：當前的設計方案
  1.1  數據中心的IT設備
    1.1.1  網路設備
    1.1.2  聯網服務
  1.2  多級數據網路架構
  1.3  當前設計方案所面臨的挑戰
    1.3.1  各級之間的流量比例不均
    1.3.2  VLAN在擴展之後形成了扁平的大二層網路
    1.3.3  各級之間的流量轉發會導致延遲
    1.3.4  對IP子網稀缺的問題束手無策
    1.3.5  廣播、未知單播和組播（BUM）流量的泛洪
    1.3.6  使用生成樹來防止網路出現環路
    1.3.7  防火牆負擔過重
  1.4  展望
第2章  存儲網路：當前的設計方案
  2.1  從存儲的角度看多級設計方案
  2.2  磁碟驅動器的類型
    2.2.1  硬碟驅動器
    2.2.2  固態硬碟驅動器
  2.3  磁碟的性能
    2.3.1  吞吐量與傳輸速率
    2.3.2  訪問時間
    2.3.3  延遲與IOPS
  2.4  RAID
    2.4.1  RAID 0
    2.4.2  RAID 1
    2.4.3  RAID 1+0
    2.4.4  RAID 0+1
    2.4.5  RAID 5
    2.4.6  RAID 6
  2.5  存儲控制器
  2.6  邏輯單元號（LUN）
  2.7  邏輯卷管理器
  2.8  塊、文件和對象級存儲
    2.8.1  塊存儲
    2.8.2  文件存儲
    2.8.3  基於對象的存儲
  2.9  存儲與伺服器之間的連接
    2.9.1  直連存儲（DAS）
    2.9.2  網路附屬存儲（NAS）
    2.9.3  存儲區域網路
    2.9.4  iSCSI SAN
    2.9.5  FCoE（Fibre Channel over Ethernet SANs）
  2.10  存儲效率技術
    2.10.1  精簡製備（Thin Provisioning）
    2.10.2  快照
    2.10.3  克隆（Cloning）
    2.10.4  複製（Replication）
    2.10.5  重複數據刪除（Deduplication）

    2.10.6  數據壓縮
    2.10.7  數據加密
    2.10.8  存儲分級（Storage Tiering）
    2.10.9  緩存存儲陣列
  2.11  展望
第2部分  主機軟硬體的演變
第3章  主機硬體的演變
  3.1  計算能力的提升
    3.1.1  x86標準架構
    3.1.2  單核、雙核與多核CPU
    3.1.3  物理核心、虛擬核心與邏輯核心
    3.1.4  虛擬CPU
  3.2  主機匯流排互聯方式的演變
  3.3  快閃記憶體產品的問世
    3.3.1  快閃記憶體技術的發展
    3.3.2  新一代存儲陣列的缺陷
  3.4  展望
第4章  伺服器虛擬化
  4.1  虛擬化層
    4.1.1  類型1的Hypervisor
    4.1.2  類型2的Hypervisor
    4.1.3  Docker容器
  4.2  datastore
  4.3  虛擬化服務
    4.3.1  伺服器或節點集群
    4.3.2  VM的遷移
    4.3.3  高可用性
    4.3.4  容錯
    4.3.5  計算負載均衡
    4.3.6  存儲遷移
    4.3.7  存儲負載均衡
    4.3.8  配置與管理
  4.4  虛擬交換
  4.5  展望
第5章  軟體定義存儲
  5.1  SDS的目標
  5.2  在保留傳統架構的同時提供新的特性
  5.3  VASA（可感知存儲的vSphere API）與VVol（虛擬卷）
    5.3.1  使用VVol來創建粒度更細的卷
    5.3.2  通過VASA學習存儲陣列的功能
    5.3.3  與基於存儲策略的管理進行集成
  5.4  展望
第3部分  超融合基礎架構
第6章  融合型基礎架構
  6.1  Cisco UCS——邁向融合
  6.2  融合的系統
    6.2.1  融合系統的優勢
    6.2.2  融合系統的劣勢
  6.3  展望
第7章  HCI的功能

  7.1  分散式DAS架構
    7.1.1  分散式控制器
    7.1.2  橫向擴展架構
    7.1.3  HCI的性能
    7.1.4  在硬體發生故障時，通過複製的方式實現快速複原
    7.1.5  文件系統
    7.1.6  配置模型的變化
    7.1.7  硬體加速
    7.1.8  網路集成
  7.2  高級數據存儲功能
    7.2.1  重複數據刪除和壓縮
    7.2.2  糾刪編碼
    7.2.3  為了災難恢復而執行複製和備份
    7.2.4  HCI安全
    7.2.5  HCI的配置、管理和監測
  7.3  展望
第8章  HCI業務優勢與使用案例
  8.1  HCI的業務優勢
    8.1.1  快速部署
    8.1.2  基礎設施更容易擴展
    8.1.3  IT運維模型更加優化
    8.1.4  系統管理更加簡單
    8.1.5  在私有雲中達到公有雲的敏捷性
    8.1.6  用較低成本實現高可用性
    8.1.7  初始成本低
    8.1.8  總擁有成本（TCO）降低
  8.2  HCI的使用案例
    8.2.1  伺服器虛擬化
    8.2.2  DevOps
    8.2.3  虛擬桌面基礎設施
    8.2.4  遠程和分支機構環境（ROBO）
    8.2.5  邊緣計算
    8.2.6  一級企業類應用
    8.2.7  數據保護與災難恢復
  8.3  展望
第4部分  Cisco HyperFlex
第9章  Cisco HyperFlex
  9.1  HyperFlex的物理組件
    9.1.1  Cisco HyperFlex混合節點
    9.1.2  Cisco HyperFlex全快閃記憶體節點
    9.1.3  Cisco HyperFlex邊緣節點
    9.1.4  Cisco HyperFlex純計算節點
    9.1.5  Cisco UCS 6200和6300 FI（交換矩陣互聯）
    9.1.6  Cisco C220/240 M4/M5機架式伺服器
    9.1.7  Cisco VIC MLOM介面卡
    9.1.8  Cisco UCS 5108刀片式機框
  9.2  HyperFlex性能基準測試
  9.3  與UCS集成
    9.3.1  邏輯網路設計方案
    9.3.2  服務模板與配置文件

    9.3.3  vNIC模板
    9.3.4  HyperFlex與外部存儲的集成
  9.4  Cisco HX數據平台
    9.4.1  HX數據平台控制器
    9.4.2  VMware ESXi環境中的HyperFlex
    9.4.3  Hyper-V環境中的HyperFlex
    9.4.4  支持Docker容器與卷驅動器
    9.4.5  HyperFlex數據分發
    9.4.6  讀寫操作的細節
  9.5  高級數據服務
    9.5.1  重複數據刪除和壓縮
    9.5.2  快照
    9.5.3  克隆
    9.5.4  為實現災難恢復，而與遠程集群執行非同步本機複製
    9.5.5  在擴展集群中，通過同步本機複製來實現災難恢復
    9.5.6  與第三方備份工具進行集成
    9.5.7  HyperFlex安全
  9.6  展望
第10章  部署、配置和管理HyperFlex
  10.1  安裝步驟
  10.2  HyperFlex Workload Profiler
  10.3  HyperFlex Sizer
  10.4  管理、配置與監測
    10.4.1  Cisco HyperFlex Connect HTML5管理界面
    10.4.2  VMware vSphere Management插件
    10.4.3  Cisco Intersight
  10.5  展望
第11章  HyperFlex的工作負載優化與效率提升
  11.1  企業工作負載面臨的問題
  11.2  HyperFlex與Cisco Tetration
    11.2.1  數據收集
    11.2.2  Tetration分析集群
    11.2.3  開放訪問
    11.2.4  使用數據
  11.3  Cisco Workload Optimizer
  11.4  Cisco AppDynamics
  11.5  展望
第5部分  其他HCI產品
第12章  VMware vSAN
  12.1  vSAN的物理組件
  12.2  vSAN超融合軟體
    12.2.1  對象文件系統
    12.2.2  vSAN datastore
    12.2.3  vSAN存儲策略
    12.2.4  緩存
    12.2.5  I/O操作的具體過程
  12.3  vSAN的高級功能
    12.3.1  數據完整性
    12.3.2  數據加密
    12.3.3  重複數據刪除與壓縮

    12.3.4  糾刪編碼（EC）
    12.3.5  快照
    12.3.6  克隆
    12.3.7  在擴展集群環境中通過vSAN複製來實現災難恢復
    12.3.8  vSAN備份以實現災難恢復
  12.4  與傳統SAN和NAS的集成
    12.4.1  vSAN iSCSI目標
    12.4.2  vSAN與VVol
    12.4.3  支持SMB與NFS
  12.5  容器的永久存儲
  12.6  vSAN的管理
    12.6.1  圖形化界面
    12.6.2  簡化安裝
    12.6.3  連接到雲進行健康度檢查
    12.6.4  性能診斷
    12.6.5  VMware更新管理器
    12.6.6  vSAN vRealize Operations與Log Insight
  12.7  vSAN與HyperFlex之間的對比
    12.7.1  硬體的對比
    12.7.2  縱向擴展
    12.7.3  vSAN內核與基於控制器的解決方案
    12.7.4  完全分散式與部分分散式文件系統
    12.7.5  一對一重建與多對多重建
    12.7.6  增加純計算節點
    12.7.7  高級數據服務
    12.7.8  管理軟體
    12.7.9  網路互聯
  12.8  展望
第13章  Nutanix企業雲平台
  13.1  Nutanix企業雲平台
  13.2  ECP超融合軟體
    13.2.1  分散式存儲矩陣
    13.2.2  Nutanix集群組件
    13.2.3  物理驅動器的分割
  13.3  I/O路徑
    13.3.1  寫入I/O
    13.3.2  讀取I/O
  13.4  數據保護
    13.4.1  元數據
    13.4.2  可用性域
    13.4.3  數據路徑彈性
  13.5  Nutanix高級功能
    13.5.1  重複數據刪除
    13.5.2  數據壓縮
    13.5.3  糾刪編碼
    13.5.4  磁碟均衡
    13.5.5  存儲分層
  13.6  快照與克隆
    13.6.1  影子克隆
    13.6.2  Era資料庫服務

    13.6.3  備份與複原、複製與災難恢復
  13.7  城域可用性：擴展集群
  13.8  靜態數據加密
  13.9  Nutanix Acropolis塊服務
  13.10  Nutanix Acropolis文件服務
  13.11  為Hyper-V提供的支持
  13.12  Docker容器
  13.13  配置、管理與監測
    13.13.1  基礎設施管理
    13.13.2  Operational Insight
    13.13.3  Nutanix工具
    13.13.4  Calm編排工具
  13.14  Nutanix的競爭格局
    13.14.1  硬體的比較
    13.14.2  分散式架構
    13.14.3  日誌結構文件系統與就地寫入（Write-in-Place）文件系統
    13.14.4  數據分層
    13.14.5  重複數據刪除
    13.14.6  數據本地性
  13.15  展望
第14章  開源——計算與存儲
  14.1  OpenStack
  14.2  Nova
  14.3  Cinder塊存儲
  14.4  Swift
  14.5  Ceph
  14.6  展望
第6部分  超融合網路
第15章  軟體定義網路與開源
  15.1  SDN的背景
  15.2  覆蓋層與微分段邊緣
    15.2.1  基於主機的網路
    15.2.2  基於交換機的網路
  15.3  交換矩陣
  15.4  底層網路
  15.5  覆蓋層網路
  15.6  數據中心中的微分段
  15.7  網路開源項目
    15.7.1  Neutron
    15.7.2  OVS架構
  15.8  OVN—開源SDN
    15.8.1  Open vSwitch
    15.8.2  OVN
  15.9  各個廠商的開源狀態
  15.10  展望
第16章  VMware NSX
  16.1  在NSX中設置和執行策略
    16.1.1  安全組
    16.1.2  安全策略
    16.1.3  實施策略

  16.2  NSX管理器與控制器集群
    16.2.1  NSX管理器
    16.2.2  NSX控制器集群
  16.3  VXLAN對vDS的改進
  16.4  避免泛洪
  16.5  NSX二層交換與三層路由
    16.5.1  NSX二層交換
    16.5.2  NSX IP路由
  16.6  處理多目的流量
    16.6.1  基本的組播模型（不採用優化技術）
    16.6.2  複製的單播方式
  16.7  展望
第17章  以應用為中心的基礎設施
  17.1  Cisco以應用為中心的基礎設施
  17.2  ACI的微分段結構
    17.2.1  端點組
    17.2.2  應用網路配置文件
    17.2.3  服務圖
    17.2.4  ACI的Tetration模型
  17.3  Cisco應用策略基礎設施控制器
  17.4  ACI域
    17.4.1  虛擬機管理域
    17.4.2  物理域和外部域
  17.5  ACI矩陣的交換與路由結構
    17.5.1  Tenant（租戶）
    17.5.2  VRF
    17.5.3  橋接域
    17.5.4  EPG
  17.6  與ACI矩陣的虛擬和物理連接
    17.6.1  矩陣與外界的虛擬連接
    17.6.2  矩陣與外界的物理連接
  17.7  ACI的路由與交換術語
  17.8  ACI底層網路
    17.8.1  處理外部路由
    17.8.2  ACI矩陣負載分擔
  17.9  ACI覆蓋層與VXLAN
    17.9.1  VXLAN實例ID
    17.9.2  覆蓋層中的二層交換
    17.9.3  覆蓋層中的三層交換/路由
  17.10  覆蓋層中的組播與底層中的組播
  17.11  ACI多部署點
  17.12  ACI多站點
  17.13  ACI Anywhere
  17.14  ACI與NSX之間的比較
    17.14.1  策略設置
    17.14.2  策略實現
    17.14.3  VXLAN的性能需求
    17.14.4  控制平面的穩定性
    17.14.5  數據平面的性能
    17.14.6  矩陣中的自動化與可視化

    17.14.7  網路學習曲線
  17.15  展望
第7部分  公有雲、私有雲、混合雲與多雲
第18章  公有雲
  18.1  雲服務
    18.1.1  基礎設施即服務
    18.1.2  平台即服務
    18.1.3  軟體即服務
  18.2  亞馬遜Web服務
    18.2.1  AWS全球基礎設施的區域和可用區
    18.2.2  聯網
    18.2.3  存儲
  18.3  在AWS中啟動多層應用
    18.3.1  計算實例
    18.3.2  Amazon機器鏡像
    18.3.3  安全組
    18.3.4  身份和訪問管理
    18.3.5  啟動EC2實例
    18.3.6  雲監測
  18.4  雲自動化
    18.4.1  基礎設施即代碼
    18.4.2  軟體開發工具包
  18.5  展望
第19章  私有雲
  19.1  什麼是私有雲
    19.1.1  融合和超融合
    19.1.2  自動化和編排
  19.2  Cisco UCS Director
    19.2.1  UCS Director策略
    19.2.2  虛擬數據中心
    19.2.3  編排的概念
    19.2.4  目錄
  19.3  UCSD和HyperFlex之間的集成
    19.3.1  UCSD介面
    19.3.2  將API和基礎設施作為代碼
  19.4  展望
第20章  混合雲與多雲
  20.1  為什麼要使用混合雲
  20.2  為什麼要使用多雲
  20.3  Cisco CloudCenter
  20.4  展望

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