云网络开山之作，网络认知刷新之作，云高速全球版图自动导航之作，政企数智化重构及转型先行之作，解析云计算+网络技术的发展历程、底层原理、技术体系、解决方案，刘韵洁院士、杨家海教授等专家作序力荐。

刘韵洁中国工程院院士
互联网是 20世纪最伟大的发明之一，从诞生发展到现在五十多年，依然是未来全球科技与经济发展的主要驱动力。当前，互联网发展的主战场正在从上半场的消费型互联网转向下半场的产业互联网。在全球新一轮科技革命和产业变革中，互联网正渗透进生产和生活的各个方面，促进着产业间的融合与创新，网络已成为关系国计民生的关键性基础设施之一。
近年来，我们国家持续加强网络和信息科技的自主创新能力，不断加快网络基础设施建设，大力发展数字经济，切实保障网络安全。未来网络是国家前瞻谋划的重点产业，发展未来网络产业，将进一步促进 5G、产业互联网等领域的技术创新和广泛应用，推动数字经济快速发展。
如今云计算作为产业互联网的基础设施，正在发挥越来越重要的作用。云计算平台所提供的计算、人工智能、大数据等能力，是各行各业进行数字化和业务创新的重要基础。据中国信息通信研究院《 2020年云计算发展白皮书》的数据，截至 2019年，我国应用云计算的企业占比已经达到 66.1%，比 2018年提升了 7.5%。“上云”已经成为企业发展的重要趋势。
产业互联网需要有“确定性”“低时延”“高安全”等特性的网络支撑，这对“尽力而为”的传统 IP网络架构提出了巨大的挑战，需要构建面向未来的、能够提供差异化服务的能力和可服务定制的网络基础架构。在这样的背景下，云和网的基础设施就面临着规模、性能、低时延等方面的巨大挑战，这些挑战也促进了云和网的充分融合。业界结合软件定义网络等创新思想，重构了云上网络架构，走出了云网融合的新道路。
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。经过十多年的发展，从关注云内部 1.0阶段到聚焦云外部的 2.0阶段，如今演进到云网络 3.0阶段，涌现了面向应用和服务、云边一体、分布式云等新思路和新技术。未来云网络将无处不在，并将与应用及服务深度融合，真正做到云网一体。
以阿里云为代表的产业力量在云网络方面持续创新，为整个社会数字化转型作出了贡献。在这样的背景下，阿里云团队写就此书，相信对网络从业者及用户理解和运用云网络有很大帮助，对云计算和网络产业也具有积极的意义。

杨家海清华大学网络科学与网络空间研究院教授
2006年 8月 9日，Google首席执行官埃里克·施密特（ Eric Schmidt）在搜索引擎大会上首次提出“云计算”（Cloud Computing）的概念。随后工业界和学术界快速跟进，工业界很快推出了各类云计算服务，学术界围绕虚拟化技术、资源调度优化、服务编排管理等展开了大量研究。一时间，云计算深入人心，进入蓬勃发展时期。
2020年 4月，中国国家发展改革委首次提出“新基建”的概念并明确将云计算服务纳入“新基建”的范畴。
按照美国国家标准与技术研究院（ NIST）的定义：云计算是一种能够通过网络以便利的、按需付费的方式获取计算资源（如网络、服务器、存储、应用和服务）并提高其可用性的模式，这些资源来自一个共享的、可配置的资源池，并能够以最省力和无人干预的方式获取和释放。自助式服务、广泛的网络接入、资源池化、动态可伸缩、服务可计量是云计算的典型特性。
相比年轻的云计算，网络技术的发展则经历了几十年的历程。 1969年冬，由美国国防部资助建立的一个 4节点的 ARPANET网络，被普遍认为是现代互联网的开端。随后的几十年里，伴随着集成电路和通信技术的发展，互联网得到了飞速的发展。从某种角度来说，互联网是云计算服务发展的核心使能技术之一。
然而，随着越来越多各种规模的企业的信息化业务迁移到云平台上，对云计算“广泛的网络接入”要求越来越高，对支撑云计算服务的网络服务（从接入到云数据中心内部，再到云数据中心之间）的按需、快捷、灵活配置提出了迫切的需求。
2010年，阿里云正式对外提供公共云服务，高起点地踏上了阿里云计算之旅。云计算高密度、大规模、海量租户等业务特征，让传统的网络架构面临安全、弹性、成本、性能等各方面的挑战。彼时恰逢 SDN/NFV技术兴起，为解决相关问题提供了新的思路。以阿里云为代表的云计算服务提供商开始借助网络虚拟化技术重构网络架构，在物理网络上构建一层 Overlay网络，将租户网络和物理网络解耦，并提出了云网络（ Cloud Networking）的概念。云网络技术的创新彻底地激发了云上网络的发展潜力。短短几年间，云计算服务提供商的网络产品如雨后春笋般地上线，形成了云网络的产品体系。可以说，云网络是云计算和网络融合的产物，是云计算驱动了云网络的诞生。
什么是云网络呢？云网络和传统网络有什么不同呢？云网络本质上是具备云特征的网络。云计算的标志性特征是自助、按需、共享、弹性，早期云计算提供的主要服务为计算和存储，它改变了用户使用“计算机”的方式。可以想象，云网络也将具备自助、按需、共享、弹性等特征，这些特征将改变用户使用网络的方式，用户不再需要租赁机房和购买物理网络设备，而是可以像使用水电一样，按需购买，按使用量计费，并且可以自助完成、简单易用。云网络的这些特征对网络的商业模式、生态乃至整个产业都将有重要的影响。
随着越来越多企业用户迁移到云平台上来，对云网络服务提出了多种不同场景的使用需求。为了满足用户需求，阿里云先后推出了云数据中心网络产品、云广域网产品，形成了云网络产品体系，具备了为用户提供构建云上云下一体化网络的能力。在技术上，阿里云持续在规模、性能、弹性等方面深耕，逐渐形成了网络虚拟化技术、大规模 SDN控制器技术、高性能转发技术、弹性网元技术等云网络技术体系。
5G、IoT、边缘计算等技术的快速发展，为云计算的发展提供了新的动力，也为云计算的应用部署提供了新的场景。依云而生的云网络也面临着如何构建云边协同网络、 IoT设备如何上云网络等方面的新挑战。另外，随着云计算规模的增长，如何管理一张如此大规模的网络和如何打造智能网络体系，也成为一个重要课题。
作为新时代的新基建的组成要素和数字经济的基础设施，在未来，云计算将会承载越来越多的应用。作为数字经济的连接，云网络一方面将连接万物，加速整个社会数字化转型；另一方面，也将产生难得的机遇，使企业各类应用间更好地协同，实现云网一体。
春江水暖鸭先知。阿里云团队既是全球云计算服务提供的排头兵，也是云计算相关核心技术研究的先行者，在多年提供云计算服务实践的基础上，为应对网络如何更好地支撑云计算服务的挑战，提出了云网络的概念及其技术体系，研发了一系列云网络产品。
《云网络：数字经济的连接》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。作为一名长期从事网络相关研究的研究人员，我近几年来有幸和阿里云云网络团队在智能网络等领域进行广泛合作，深知云网络发展的不易。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
云计算是过去十余年中全球信息技术领域最重要的成果之一，形成了分布式、高性能、普惠化的新计算体系，使“云化”成为各类软硬件在当前数字经济时代的主流技术选择。随着容器、微服务、 DevOps等技术、架构和模式的逐步兴起，轻量级、高效率、虚拟化的理念日益普及，云计算正在向着“云原生（ Cloud Native）”的方向坚定发展，促使“云化”从简单的“向云上迁移”演进为“因云而生、为云而长”的内化驱动机制。云原生通过充分运用云计算便捷、按需、弹性、易扩展的独特优势，在产品、工程、解决方案的研发设计和搭建布局之初，就实现了共性需求面向底层结构的解耦化，以及通用能力的下沉和平台化、标准化、自动化，从而搭建起一整套基于云的开发、管理、交付与安全架构，并能够与云的丰富生态深度连接。
云网络正是体现云计算最新理念的 IT技术与代表下一代互联网方向的 CT技术的深度融合。云网络是当云计算把分散在各企业的算力与存储资源集中起来，并实现面向企业、家庭、 IoT终端及个人移动端的数据传输时，就基于云连接构建起的面向企业用户和应用的虚拟网络。这并不是一张替代现有网络基础设施的新网络，而是具备了云计算便捷、按需、弹性、易扩展的特性，形成了集资源、技术、产品、服务于一体的完整商业体系。
云网络并非是刚刚横空出世的全新概念，早在云计算商业化刚刚起步的 2006年，亚马逊和阿里云各自推出的第一代云产品就已形成云网络的雏形。 2009—2014年，随着弹性负载均衡器的出现和虚拟专有网络的发布，云网络的功能丰富性、服务灵活度和用户安全性显著提升。
此后的五年里，随着企业上云诉求和规模的持续扩大，以及上云场景的日趋多样化，云网络从单区域的云上网络 VPC虚拟化逐步演进为云网一体虚拟化，并在开放性和生态构建方面也有了很大的进步。
从 2019年开始，随着 5G商用化水平的渐趋提升，万物互联的时代加速到来，云边一体协同化和基于数据的运营智能化已成为技术和业务双轮驱动下的主要方
向，云网络作为数字经济新型基础设施的生态底座价值必然会得到进一步凸显。
从技术维度来看，云网络在网络体系上从分布式智能走向集中智能，在配置方式上由“人—机”分布式 CLI配置走向“机—机” API接口集中配置，在处理性能上由固定配置走向集群化、分布式部署，进而具备了资源共享、弹性伸缩、自助服务、可计量、泛在连接等能力，引导网络技术架构重构。
从商业维度来看，云网络的出现促使企业上云从搭建简单云环境提升为向云全面平滑迁移和云上多元能力获取，在网络设计和部署方面有了更为长远的目标和要求，包括云—管—边—端的连接，企业应用全球部署的互联、加速和实际使用量的感知等，一批专业的云管理服务提供商迅速涌现出来，引导企业“上云建网”从设备购买转向服务购买。
自 2010年以来，随着云计算理念的持续深入和模式的有效普及，大量互联网企业已将应用部署在云上，充分运用云网络的优势向社会大众提供各类服务，而随着经济社会数字化进程的全面提速，非互联网产业对云网络的搭建、部署和应用需求也必将持续扩大。例如，在制造业数字化转型领域，云网络能够快速打破“数据孤岛”，提升企业链接效率。在新零售领域，从传统的以 IDC为中心的网络架构逐渐演变成以云为中心的新型网络架构，能够有效支撑零售企业数智化升级和业务快速扩张。在金融数字化领域，云网络能够保障大型金融机构业务带宽的按需调用和跨省、跨运营商的在线业务稳定性，进而真正做到网络为业务服务。在远程教育领域，通过打造低时延、高质量、广覆盖的远程教育网络，能够帮助学生从各个地区甚至各个国家快速、稳定、安全地访问已有的教育网络和系统。
历经十余年的技术更新与升级迭代，云网络的功能特性、承载内容和呈现方式仍有继续前进和变革的巨大空间。以开放互联、高效计算、海量存储、云边协同为主要特征的新一代信息技术步入高频创新、有机共生的新阶段，为云网络的性能强化和形态演进提供了坚实动力。以提升供需匹配效率、优化供需对接机制为根本目标的新型基础设施面向全领域连接和全维度覆盖加速演进，为云网络指明了在中长期的宏大愿景和目标。
如何支持跨多个中心云、云边一体的通信方式，如何在低时延特性上实现贴近应用的网络虚拟化，如何构建一张遍布全球的分布式云网络，以及如何实现真正的万物互联乃至成为数字化世界的连接基石，都是云网络在下一阶段将要面临的重要课题。
《云网络：数字经济的连接》一书的出版正逢其时，不仅为具有迫切的数字化转型需求、亟需搭建云网络，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厂商指出了升级的发力重点、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、关键技术和攻关策略。
诚挚期待在书的发行与传播能够进一步树立和引领云网络的发展理念，有效促进云网络技术体系、产品体系、解决方案、运营能力的持续创新与完善，为保障云网络算力的便捷、高效、按需调用，构建不限范围公共云服务体系，丰富各行业的数字化智能应用，支撑我国数字经济高质量发展，给出源于实践的有用研判和有益参考。

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。
从功能角度来看，云网络属于虚拟网络，是面向企业的网络架构升级，除了能够完全提供传统网络的基本功能，还能云上组网，解决企业在传统网络中无法解决的痛点，如设备升级等。
从覆盖范围来看，云网络提供的是虚拟设备，可以虚拟出不存在的物理世界中、只存在于云上的企业级网络设备。通过对物理世界中复杂的网络架构进行虚拟化和软件化，云网络能帮助普通工程师快速建立符合云计算要求的网络结构，如在 VPC的虚拟网络中容纳百万级别的节点。
从建设效率来看，云网络因其先进的架构，使得普通网络工程师也可以复用先进的建设模板，基于模板的“一键生成网络架构”功能快速生成网络，并享受云服务提供商的先进规划和演进路线带来的技术红利。而传统组网工程需要多名经验丰富的网络工程师，在云网络时代，即便普通人也能解决网络设备涉及的插线、选型、放置地点、电源等问题，而完全不用担心一次没弄好而导致的灾难性后果。这就是硬件的软件化带来的高效优势。
从数据安全来看，云网络有全链路的传输加密，可以轻松实现生产网、开发测试网、办公网等的多网隔离。
云网络的能力是不断迭代的。
其一，云网络要进入高速公路时代，要求路修得更快。数据中心会全面进入超高速时代，节点和节点之间的时延要大幅下降，并且这种技术能力要唾手可得，即奢侈技术普惠化。如 RDMA能力在普通企业的建设中是很难获得的，异常处理能力和稳定性的挑战很大，而用云网络就可以简单、方便地获得。普通企业的线路铺设好了之后，带宽是很难变化或升级的，这就要求云网络能为企业提供持续演进升级的带宽。
其二，云网络的路要修得更宽。云网络每年都会迭代，从 10Gbit/s和 25Gbit/s，到双线 50Gbit/s和双线 100Gbit/s。企业对用户而言，这是不需要修改代码就能获得的带宽红利，完全不会感受到带宽的限制。行于地面，路宽、途广；翱翔天际，带宽无忧。此外，企业的 IT部门不需要频繁修改规划，只需依赖云网络即可提供足够的带宽需求。云厂商构建的云网络能力升级，其上的应用都能随之获得更优的服务。
其三，要满足云网络的治理要求。云网络连成的是一张巨大的虚拟网络，通过调度和优化，达到世界领先的低时延标准，点到点的时延更优。再如在物理世界中，一家企业的开放平台和合作方互联，必须通过公共网络的物理网络，往往存在质量差、不安全等问题。在云网络时代，就可以用 Private Link提供的私网访问方式，进行虚拟的公网访问，在降低成本的同时，提升网络的质量。
我将云网络的优秀特性归结为它的云原生性，借用我在《什么是真正的云原生？》一文中的结束语来做总结：“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
2009年 9月，阿里云的成立，是中国云计算发展的一项里程碑式的事件。 2010年 5月，阿里云对外发布第一个商业化的产品——云服务器 ECS，正式提供公共云服务。而此时，大家熟悉的网络已经发展了 40年，大部分人估计都没有想到，刚诞生的云计算对网络的影响会如此之大。从用户的角度看，当时云上传统网络架构已经难以满足用户的网络功能需求，如在云上多地域部署业务，需要多地域内网互通，或者用户需要把云下 IDC和云上网络互通，构建混合云，等等。从云计算平台的角度看，激增的用户规模、高密度的虚实比、持续关注的安全性、
稳定性等，对当时云上传统网络架构的安全、性能、弹性、稳定性等方面提出了挑战。云计算平台迫切需要找到一条新的云网络可持续发展道路。 2010年，距 Nick McKeown（尼克·麦考恩）教授在 2008年 SIGCOMM（通信
网络领域顶级会议）发表的著名 OpenFlow论文“ OpenFlow: Enable Innovations in Campus Network”仅过去了 2年，SDN还处于早期阶段，阿里云网络团队就做了一个重要决定，放弃云上传统网络架构，用 SDN的思想重构云网络架构，通过完全自主研发的方式研发新的网络虚拟化（ Overlay）技术方案。 2014年，阿里云虚拟专有网络 VPC产品正式上线， VPC是网络和云计算结合型产物，也是云网络的标志性产品，标志着云网络的诞生。
什么是云网络？从特征上来讲，云网络就是具备云特征的网络，这些云特征包括自助、按需、共享、弹性等。这些云特征同时意味着将变革用户使用网络的方式，能让用户像使用虚拟机一样使用网络，按需开通、按量计费、自主管理等。从定位上来说，云网络是云计算时代的高速公路，为用户提供稳定可靠的连接，通过全球化的网络资源使用户的业务触达全球，同时，云网络的极致弹性和超强性
能能持续降低网络连接的成本，并且通过智能化可简化网络的运营和管理工作。
经过十年的发展，阿里云成功地走出了一条自主研发的云网络道路，洛神云网络也服务了各行各业的千百万客户。洛神云网络从 1.0的云数据中心网络演进到 2.0的广域网络，再到当下的云网络 3.0——应用—云边一体网络。云网络的范围在不断延伸，产品体系愈加完善。
技术上，洛神云网络平台持续投入重兵研发，从 SDN控制器技术到高性能转发技术，再到弹性网元技术，从基于 x86服务器和 DPDK构建基础转发层到基于软硬件一体技术构建基础转发层，从基于 x86服务器构建网元到基于 CyberStar弹性网元平台构建网元，等等。洛神云网络平台逐渐形成了自己的技术体系，成长为业界领先的超大规模、超强性能、超高弹性的云网络平台，这也是阿里云的核心竞争力之一。
云网络改变了企业购买和使用网络的方式，从租赁机房、购买网络设备、命令行配置转为直接线上购买、通过控制台和 API管理的云网络。很多传统网络集成商和服务提供商也开始基于云网络提供服务，转型为 MSP。随着越来越多的用户上云，云网络正在成为网络生态新的关键一环。
展望未来，云网络作为云计算的高速公路，仍将在规模、性能、弹性、易用等维度持续耕耘，同时，随着云原生、 5G、IoT、边缘计算等技术的发展，云网络在云原生网络、IoT上云网络、边缘网络等领域也面临很多挑战和机遇。
随着越来越多的应用集中到云上，云网络面临前所未有的历史机遇，那就是和应用深度融合，产生更大的协同效应，最终实现云网一体，从而成为打造技术领先、极致体验的智能云网络，加速万物上云，连接数字世界。
《云网络：数字经济的连接》是阿里云团队历时半年多打造的业内首本云网络图书，是阿里云多年来对云网络的理解、研究和实践的总结。本书介绍了云网络的概念、产品及技术体系、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。

前 言
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。