云网络：数字经济的连接

弹性计算

◎ 云网络开山之作：展现十年阿里云修建云上信息高速路的技术成果，“新基建”时代高起点出发，站在巨人的肩膀上。

◎ 网络认知刷新之作：揭开从脏乱差急的工作状态，到只需轻点鼠标就能创建全球一张网这一质变的奥秘，刷新网络从业职场认知，占领至高点。

◎ 云高速全球版图自动导航之作：解析云+网络的技术发展历程、底层原理、技术体系、解决方案、智能运维等，快速构建云网络的完整知识体系，在数字浪潮领先一步。

◎ 政企数智化重构及转型先行之作：细述云网络这一集资源、技术、产品、服务与一体的完整商业体系，轻松构建全球业务，突破内卷蜕变升级。

◎ 本书得到中国工程院院士刘韵洁|清华大学教授杨家海|阿里云智能总裁张建锋（行癫）|阿里云高级研究员蒋江伟（小邪）|阿里云研究员祝顺民（江鹤）倾情作序力荐。

未来世界是数字化世界，云计算是数字化世界的基础设施。企业在数字化时代，“上云”是必经之路。企业“上云”，网络先行，云网络是用户使用云计算的第一步。云网络为企业修建“上云”的高速公路，建立万物互联的全球网络，助力企业连接数字世界。云网络将改变企业购买和使用网络的方式，用户从租赁机房、购买网络设备、命令行配置的方式转变为直接线上购买、通过控制台和API管理的云网络。很多传统的网络集成商和服务提供商也将开始基于云网络提供服务，并转型为MSP。随着越来越多的企业服务与应用因由云而生、依云而建的云网络而改变，云网络正在成为网络生态新的关键一环。本书由阿里云的技术专家精心撰写，系统地呈现云网络的概念、产品、技术、方案，以及发展趋势思考。本书从云网络的特征与商业模式出发，对云数据中心网络、跨地域网络、混合云网络的三大云网络产品体系及应用场景进行细致的梳理，并分别从云网络发展历程、云网络技术体系、云网络解决方案、云网络智能化运营等方面多方位、多角度地解析云网络。云网络是ICT技术（信息技术与通信技术）融合的产物，云计算驱动了云网络的诞生，云网络是集资源、技术、产品、服务于一体的完整商业体系。本书既适合企业CTO/CIO/IT经理进行决策时作为参考，也适合使用云计算进行应用开发与部署的开发工程师、管理运维工程师、系统架构师作为技术用书，对于想了解和学习云网络的高校学生和网络从业者也有很高的科普价值。

阿里云基础产品委员会主要负责阿里云的计算、存储、网络、安全、云原生、稳定性等产品技术架构设计与开发，权威定义了包括云网络在内的云计算产业标准。

刘韵洁

中国工程院院士

云和网的融合诞生了新的网络形态——云网络，云网络是一个具备弹性、按需、自主等云特征的网络。未来云网络将无处不在，并且和应用及服务深度融合，真正做到云网一体。在这样的背景下，阿里云团队写就此书，相信对云计算和网络产业界具有积极的意义，对网络从业者及用户理解和运用云网络很有帮助。

杨家海

清华大学

网络科学与网络

空间研究院教授

《云网络：数字经济的连接》一书正是阿里云团队多年研究和实践的总结，这本业内首发的云网络领域图书，介绍了云网络的诞生、云网络的产品和技术体系、智能网络，以及云网络解决方案和行业最佳实践。我相信，本书的出版发行对云计算服务的发展具有深远意义；我还相信，本书的出版发行，不管是对网络行业相关的从业者，还是对云网络的用户，都有很高的参考价值。

张建锋（行癫）

阿里云智能总裁

《云网络：数字经济的连接》一书的推出正逢其时，不仅为具有迫切的数字化转型需求，急需搭建云网络，以解决连接效率、应用部署、服务能力等方面问题的各类企业和机构提供了翔实有效的解决方案和决策依据，也为一批有意转型为云管理服务提供商的IDC厂商点明了升级的发力重点、主要任务和关键举措，同时，还为数字经济时代新型网络配置从业人员的能力提升指出了清晰的发展路径和攻关目标。

蒋江伟（小邪）

阿里云高级研究员

云网络是“因云而生”的网络架构，天生带有云原生的特性，是一种面向未来的新技术、新形态和新体验。云原生带来的是思维的变化，是文化的变化，是新时代的生产力，远远超越了CNCF定义的Kubernetes标准接口，是未来使用云的标准方式。这也是我对云网络的畅想！

祝顺民（江鹤）

阿里云研究员

《云网络：数字经济的连接》一书是阿里云团队历时半年打造的业内首本云网络图书，是阿里云对云网络的理解、研究和实践的总结。本书介绍了云网络的概念、产品和技术体系、解决方案和行业实践，以及对云网络的未来展望等。相信本书的出版不仅对网络从业者和用户有参考价值，对网络产业的发展促进也有重要的意义。

第 1 章 云网络的诞生 / 1
1．1? ? 什么是网络 / 2
1．2? ? 网络发展驱动应用变革 / 5 1．2．1 从局域网到 Internet，带来 PC 的
互联网普及 / 5 1．2．2 无线网络带宽提升造就移动互联
网时代 / 6 1．2．3 万物互联开启以云计算为中心的
产业互联网时代 / 6
1．3? ? 云网络让“算力共享”成为现实 / 7 1．3．1 多租户网络带来低成本计算力 / 7 1．3．2 云网络是云计算弹性的基石 / 8 1．3．3 云网络连接让算力无处不在 / 8
1．4? ? 云网络是未来的网络基础设施 / 9 1．4．1 什么是云网络 / 9 1．4．2 云网络具备云的特征 / 9 1．4．3 云网络改变商业模式 / 11
1．4．4 DevOps 变革产业生态 / 11
第 2 章 云网络产品体系 / 13
2．1 云网络产品体系的演进 / 14
2．2 云网络产品体系概述 / 18
2．3 云网络产品体系的特点 / 21
2．3．1 全面的网络体系覆盖 / 21
2．3．2 全面托管 / 21
2．3．3 普惠的商业模式 / 23
第 3 章 云数据中心网络 / 25
3．1? ? VPC / 26
3．1．1 什么是 VPC / 26
3．1．2 VPC 的组成 / 27
3．1．3 VPC 网络规划 / 29
3．1．4 VPC 网络高可靠设计 / 32
3．1．5 VPC 网络安全设计 / 33
3．1．6 VPC 的运维管理 / 35
3．2? ? 弹性公网 IP / 37
3．2．1 什么是弹性公网 IP / 37
3．2．2 弹性公网 IP 的类型 / 38
3．2．3 弹性公网 IP 功能 / 41
3．2．4 公网计费方式 / 42
3．3? ? NAT 网关 / 43
3．3．1 什么是 NAT 网关 / 44
3．3．2 NAT 网关的主要特点 / 44
3．3．3 NAT 网关的主要应用场景 / 45
3．4? ? IPv6 网关 / 47
3．4．1 什么是 IPv6 网关 / 47
3．4．2 IPv6 网关设计思路 / 47
3．4．3 IPv6 网关的主要应用场景 / 48
3．5? ? 对等连接 / 49
3．5．1 什么是对等连接 / 49
3．5．2 对等连接和云企业网的异同 / 49
3．5．3 对等连接的主要应用场景 / 50
3．6? ? 私网连接 / 50
3．6．1 什么是私网连接 / 51
3．6．2 私网连接的组成 / 52
3．6．3 私网连接的优势 / 53
3．6．4 私网连接的主要应用场景 / 54
3．7? ? 负载均衡 / 54
3．7．1 什么是负载均衡 / 56
3．7．2 负载均衡的分类 / 56
3．7．3 负载均衡的优势 / 58
3．7．4 负载均衡的主要应用场景 / 59
3．7．5 面向云原生的负载均衡 / 60
第 4 章 跨地域网络 / 62
4．1? ? 云企业网 / 63
4．1．1 云企业网的组成 / 63
4．1．2 云企业网的优势 / 64
4．1．3 云企业网的主要应用场景 / 65
4．2? ? 全球加速 / 68
4．2．1 全球加速概述 / 68
4．2．2 全球加速产生的背景 / 69
4．2．3 全球加速的优势 / 70
4．2．4 全球加速的主要应用场景 / 70
第 5 章 混合云网络 / 73
5．1? ? VPN 网关 / 75
5．1．1 VPN 网关概述 / 75
5．1．2 VPN 网关的组成 / 78
5．1．3 VPN 网关的优势 / 78
5．1．4 VPN 网关主要应用场景 / 79
5．2? ? 智能接入网关 / 80
5．2．1 SD-WAN 概述 / 80
5．2．2 智能接入网关的特点 / 81
5．2．3 智能接入网关产品架构 / 84
5．2．4 智能接入网关的产品形态 / 84
5．2．5 智能接入网关的使用方法 / 85
5．2．6 智能接入网关的主要应用
场景 / 86
5．3? ? 高速通道 / 90
5．3．1 高速通道概述 / 90
5．3．2 高速通道的优势 / 91
5．3．3 高速通道的产品组件 / 91
5．3．4 高速通道的主要应用场景 / 92
5．3．5 高速通道专线的接入方式 / 92
第 6 章 云解析 DNS / 94
6．1? ? DNS 简介 / 95
6．1．1 DNS 产生的原因 / 95
6．1．2 DNS 技术规范的发展 / 95
6．1．3 DNS 解析的基本原理 / 97
6．2? ? DNS 的发展和演进 / 98
6．2．1 智能解析和调度 / 98
6．2．2 云环境中的 DNS / 99
6．2．3 DNS 安全扩展 / 100
6．2．4 本地化和去中心架构 / 100
6．3? ? 阿里云 DNS 产品体系 / 100
6．3．1 公共递归 DNS / 102
6．3．2 云解析 DNS / 105
6．3．3 缓存加速 ZONE / 113
6．3．4 PrivateZone / 117
6．3．5 全局流量管理 / 121
6．4? ? 小结 / 125
第 7 章 云网络安全 / 127
7．1? ? 云防火墙 / 128
7．1．1 互联网边界 / 129
7．1．2 VPC 区域边界 / 130
7．1．3 VPC 内资源边界 / 131
7．1．4 高级防护场景 / 131
7．2? ? DDoS 防御 / 133
7．2．1 DDoS 防御架构 / 134
7．2．2 防护能力和特点 / 135
7．2．3 应用场景 / 135
7．3? ? Web 应用防火墙 / 135
7．3．1 防护能力 / 136
7．3．2 技术能力 / 137
第 8 章 云网络技术体系 / 138
8．1? ? 云网络的业务能力和业务特征 / 139
8．1．1 云网络的业务能力 / 139
8．1．2 云网络的业务特征 / 141
8．2? ? 云网络的技术演进和技术特征 / 142
8．2．1 云网络的技术演进 / 142
8．2．2 云网络的技术特征 / 144
8．3? ? 洛神云网络平台 / 150
8．3．1 物理网络基础设施 / 152
8．3．2 网络虚拟化技术 / 155
8．3．3 高性能转发技术 / 157
8．3．4 云原生 NFV 技术 / 165
8．3．5 SDN 控制器技术 / 175
8．3．6 如何选择云网络技术 / 181
第 9 章 云网络解决方案 / 184
9．1? ? 企业云上网络 / 185
9．1．1 企业网络架构设计 / 187
9．1．2 云上公网访问架构设计 / 191
9．1．3 云上内网访问架构设计 / 193
9．1．4 云网络的分权与分账能力 / 195
9．2? ? 全球网络互联 / 197
9．2．1 从数据中心到公共云的混合云
架构设计 / 197
9．2．2 全球互联的广域网络架构设计 / 198
9．3? ? 云原生应用网络 / 203
9．3．1 阿里云容器服务 / 204
9．3．2 阿里云服务网格 / 208
9．3．3 混合云容器节点池网络解决方案 / 211
9．3．4 边缘协同的容器网络解决方案 / 218
9．3．5 全球镜像仓库加速网络解决方案 / 220
9．4? ? 云网络监控运维 / 222
9．4．1 日志记录 / 222
9．4．2 故障处理 / 223
9．4．3 水位监控 / 224
9．5? ? 行业实践 / 224
9．5．1 互动音视频 / 224
9．5．2 电商网站 / 235
9．5．3 在线游戏 / 247
9．5．4 互联网金融 / 251
9．5．5 传统金融机构 / 256
9．5．6 新零售 / 264
9．5．7 企业数字化转型 / 269
9．5．8 远程教育 / 280
第 10 章 云网络的智能化运维 / 284
10．1? ? 云网络数字化运维 / 285
10．1．1 云网络――数字化网络 / 285
10．1．2 云网络――全球化网络 / 285
10．1．3 云网络运维的机遇与挑战 / 286
10．2? ? 云网络运维智能化中台 / 287
10．2．1 数据化 / 287
10．2．2 平台化 / 287
10．2．3 智能化 / 289
10．3? ? 云网络智能化运维体系 / 291
10．3．1 云网络运维模式发展阶段 / 292
10．3．2 云网络运维体系建设 / 293
10．4? ? 云网络服务能力 / 296
10．4．1 云网络服务能力的特点 / 296
10．4．2 云网络服务体系 / 298
10．5? ? 云网络运维可视化 / 299
10．5．1 可视化能力成熟度 / 299
10．5．2 控制面可视化 / 300
10．5．3 数据面可视化 / 303
10．5．4 旁路性能探测 / 305
第 11 章 云网络未来展望 / 309
11．1? ? 云原生网络的发展 / 310
11．2? ? 专用计算高性能网络 / 311
11．3? ? 分布式云网络 / 312
11．4? ? 万物互联云网络 / 313

经过十多年的发展，云计算已经作为中国经济发展的基础设施，迎接着数字经济时代的全面到来。在线化、实时化、数字化和智能化是当下企业生存必备的能力。云网络，则为企业能够更快地发现并应对市场变化，更敏捷地交付产品，更全面地了解用户铺就了一条“高速公路”。

云网络，利用底层物理基础网络设施，将分布在中心云、边缘云、专有云的算力和存储资源按需、弹性、自助、可计量地连接在一起，有力地保障了企业应用分布式多活的云部署，从而使得企业的业务持久永续运行。

云网络，实现云原生应用的弹性伸缩，采用分布式、 DevOps的云原生架构加速企业应用的开发与部署效率。

云网络改变了网络服务提供的商业模式，企业可直接按需购买云网络服务，在几十分钟内就可搭建全球互联的分布式、高可用系统。

云网络，帮助企业构建数字化生态，让企业应用不再是孤岛，让业务触达全球。

云网络，在网络连接世界中创造了一片新天地。每个人、每家企业都想进入，那么人们会对到底什么是云网络、如何搭建云网络、如何用好云网络等问题产生好奇。作为业界领先的云厂商，阿里云召集了阿里云云网络各条战线上的资深技术专家，用了大半年的时间将自己对云网络的理解整理成这本书，期望向读者系统地呈现云网络的概念、产品、技术、方案、发展进程。

云网络是一个全新的领域，这本书的写作对于我们也是全新的挑战。在本书写作过程中，我们三次调整优化图书架构团队，内容上经历了数次推翻再重写的过程，同时也得到了阿里巴巴集团的基础设施网络、安全团队、云原生团队、神龙计算团队的大力支持。我们坚持以做云网络产品的态度来写这本书，希望读者能够如使用云网络一样弹性、自主地选择本书某一章或某些章阅读，从中获益。

◎想知道究竟什么是云网络及其今生来世的读者，可着重阅读第 1章，本章回顾了 IP网络发展的历程，从云计算的视角定义云网络的特征与商业模式。

◎对云网络产品体系感兴趣的读者可以阅读第 2章到第 7章。这部分介绍了阿

里云网络产品发展的三大阶段，即云数据中心网络、跨地域网络、混合云网络，以及每个阶段对应的产品及应用场景，之后的域名解析和云网络安全也是云网络的重要组成部分，需要读者重点关注。

◎有一定的产品基础知识，期望深入了解云网络技术实现的读者可以阅读第 8章。不同于计算虚拟化将计算划分为更细粒度的资源，云网络将整个网络基础设施作为一台巨大的设备，因其技术体系颇为复杂，我们试图用一章来简明扼要地介绍其中的关键之处，希望读者清楚其中概要，做到心中有数。

◎需要对企业网络进行整体规划，实现应用上云的架构师可以阅读第 9章。本章向读者介绍如何进行云网络的架构设计，如何将企业的物理网络与云网络进行连接，如何利用传统物理网络不具备的能力实现全球互联。在解决网络连接的基础上，可以利用云原生网络支持弹性分布式的云原生应用架构。在此基础上，我们列举了当前各行业在阿里云上的云网络方案最佳实践，可帮助读者根据自身企业的应用需求进行方案设计。

◎企业网络与 IT基础设施管理人员可了解第 10章。本章介绍了基于云平台的智能化技术，如何对海量网络节点进行 DevOps升级、监控运维、持续运营。这应该是云网络广受欢迎的原因之一，将网络工程师从“脏乱差急”的工作环境当中解救出来，轻动鼠标即可轻松维护大规模分布式企业应用。

云网络是一个系统化工程，我们写作团队历时近 6个月的时间倾力而为，从中可以看到其复杂程度。再加上云网络目前仍没有清晰的产业标准，各云厂商发展历程不同，在产品定义上存在一定的差异，书中难免存在不足之处，还请读者见谅！

云网络跟随云计算技术正在向“云—网—边—端”持续演进，迎接已经到来的万物互联的时代。请读者将这本书作为一个起点，跟随我们一起探索未来更多的可能性，帮助更多企业建立数字化的云连接。