阿里雲彈性裸金屬服務器-神龍架構（X-Dragon）揭祕

摘要： 在5月16日的飛天技術會新品直播中，特別邀請了業界知名大咖狒哥以及阿里雲虛擬化資深專家旭卿做爲現場直播的嘉賓。本次直播主要從產品背景到「X-Dragon架構」，從硬件設備到軟件應用來深度的剖析「X-Dragon架構」爲彈性計算裸金屬服務器提供的極致計算能力。

在5月16日的飛天技術會新品直播中，特別邀請了業界知名大咖狒哥以及阿里雲虛擬化資深專家旭卿做爲現場直播的嘉賓。本次直播主要從產品背景到「X-Dragon架構」，從硬件設備到軟件應用來深度的剖析「X-Dragon架構」爲彈性計算裸金屬服務器提供的極致計算能力。
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產品背景

這幾年愈來愈多的大客戶把本身的業務搬到雲上來，一方面是由於雲能夠在成本、效率、性能方面提供更多的優點。但在客戶把業務往雲上搬的過程當中，能夠看到客戶對物理機產品的一個訴求，尤爲是當客戶的業務運營在線下物理機上時。在把業務搬上雲的過程當中，會遇到一些困難，遇到困難後有一些雲計算公司可能就會推出一些物理機託管的服務，而這種服務很難知足客戶的需求。因此咱們考慮生產一個既兼具物理機的性能同時又能提供虛擬機體驗的一款產品，基本是沿着這條思路作下來的。

揭開神龍的神祕面紗

神龍（X-Dragon）又名彈性裸金屬服務器，X-Dragon服務器是真正的從雲計算的角度去設計的一款服務器，隨着近幾年雲計算的熱潮的到來，發現通用的CPU不能很好的知足客戶的需求，因此咱們就開始本身定製CPU。剛開始定製的時候你們可能真正關心的是核數、頻率、size的大小等，但真正的分析業務後發現只有這些是不夠的。舉個例子就知道咱們是在作什麼工做了，好比在雲計算數據中內心面虛擬機的熱遷移是個很是重要的部分，它能夠在立刻要發生故障的時候把上面的虛擬機無感的遷移到其餘的物理機上。但在遷移的過程當中CPU和CPU之間可能存在着差別，在這種狀況下怎麼可以更好的去支持熱遷移，咱們會在CPU裏面加入一些特定的部分，來解決掉這方面的問題，這些東西可能就是阿里巴巴所特有的。

咱們又增長了6149這個型號，6149是16核的，而且是高主頻的，因此高主頻它的頻率要比通常的CPU頻率要高一些。爲何咱們要作這個，其實當更多的企業級客戶或者說大客戶上來的時候，他們的一些應用對CPU單核性能的這種極致的追求是很是強的，因此咱們最終決定在這一代加入好比說高主頻的這樣一個東西。

對於自研主板主要是由於從2014年開始隨着客戶不斷上雲，咱們發如今使用一些業界的X86的主板沒辦法更好的知足需求，因此主板咱們是完徹底全的自研，這個主板的全部IP屬於阿里巴巴徹底自主設計。

X-Dragon MOC卡實例

CPU和主板並非神龍最特殊的地方，但MOC卡就是神龍的靈魂所在了，這個就是神龍技術架構的核心。這個卡就是完徹底全由阿里巴巴自主設計，而後找硬件幫咱們代工。它也有比較豐富的對外接口，它遠遠不是一個芯片，它上邊有計算資源、有存儲資源還有網絡資源。從虛擬化的角度定義了一個這樣的設備，這臺設備就像虛擬機同樣方便靈活，因此從它裏邊的一些組件一些部件可以和軟件深刻的融合在一塊兒，把這樣一臺機器變成和虛擬機同樣的用戶體驗。

X-Dragon架構的優點

它是能夠分鐘級的去建立100％物理機性能和功能的雲服務器，所謂分鐘級建立就是說，咱們知道傳統的物理服務器在交付的時候時間可能很是的長，因此你們喜歡雲計算，用虛擬機的技術在幾分鐘以內就能夠交付。咱們要求X-Dragon具有100%的虛擬機的體驗，好比說虛擬機的一切特性像資源彈性、自動化運維、無縫上雲等。由於是物理機因此具備硬件隔離和極致安全。它是阿里巴巴自研的軟硬件體系，是可信可控的。

X-Dragon架構自研硬件體系

這幾年雲計算髮展起來以後，自研可信可控是最基本的要求，因此整個的神龍的軟硬件體系都是徹底經過自研模式去實現的。第一個是神龍芯片，神龍芯片是整個設備的一個核心，由於經過它可讓這臺設備完徹底全具備虛擬機的特性，包括虛擬機的接口。神龍MOC卡在神龍的整個架構裏具備比較重要的做用，它有比較豐富的接口、管理的接口、對外數據的接口能夠幫助咱們實現彈性裸金屬服務器具有的這些功能。

X-Dragon MOC卡架構詳解

上圖能夠清晰的描繪出X-Dragon MOC整個的架構詳解。上邊是彈性裸金屬的一個實例，它裏邊有CPU、內存，而且CPU、內存都是物理的，物理的優點就是物理機具有的特性它都具有。但下邊是VirtlO-NIC、VirtlO-Blk，之因此這麼作是但願雲上的全部鏡像、雲上的全部系統、虛擬機和物理機之間徹底兼容。除了這些功能外，還要一些外部設備，外部設備就是鍵盤、鼠標、顯示器也是經過芯片、經過設備的形勢模擬出來。這樣就能夠實現和虛擬機同樣的對外接口，使得運營的操做系統不須要作任何的修改，在虛擬機上拿過來在X-Dragon MOC卡上直接用。下面這部分是卡的中心結構，整個X-Dragon Hypervisor完徹底全運行在這張卡上面。它是支持雲盤、支持VPC網絡、支持存儲/網絡設備熱插拔、支持32塊彈性物理網卡同時對X8六、ARM、Power等CPU是兼容的。

X-Dragon 自研軟件體系

在軟件體系裏硬件也扮演着重要的做用，全部的軟件和硬件作到了總體的深度融合。所謂深度融合就是好比說X-Dragon芯片可能向上須要提供Virtio 網絡驅動的接口、Virtio 存儲驅動的接口、交互IO層驅動的接口，能讓上邊的實例具有虛擬機同樣的體驗。向下要和X-Dragon Hypervisor系統軟件融合在一塊兒，雲盤要提供更佳極致的性能。

X-Dragon架構支持第三方虛擬化

這是X-Dragon Hypervisor 的一個系統軟件，能夠從三個部分來說：

• 第三方虛擬化：在這樣一個產品上其實能夠很好的去運行這些虛擬化的軟件，要比單純的在物理機上運行要好不少。不用關心存儲的可靠性等問題，由於神龍徹底已經解決掉了。也不須要再去作網絡的虛擬化，由於提供的32個網卡接口已經徹底和阿里雲網絡虛擬化的基礎設施相打通。
• AnyStack：整個阿里雲的Stack是基於飛天的Stack，可以更好的在公有云上和專有云上提供服務。之前OpenStack和ZStack是一種並列的關係，可是在有了神龍技術架構以後不管是OpenStack、ZStack、CloudStack 都能更好的和阿里雲的基礎設施連在一塊兒。他們能夠基於神龍雲服務器去搭建本身的Stack，也可使用阿里雲的彈性裸金屬服務器進行擴展。
• 容器：在容器這一塊列舉了三個容器，這些容器均可以無縫的運行在上邊。容器運行在雲平臺上的時候，傳統方法是把容器運行在虛擬機裏，但運行在虛擬機裏容器的不少體驗就會受到限制。咱們提供X-Dragon雲服務器以後，它不只能提供像物理機同樣的體驗，而且它能夠支持雲盤、支持VPC的網絡接口以後，每個容器能夠更好的應用彈性網絡的接口經過VPC和整個的雲基礎設施其餘的產品打通。

基於X-Dragon架構的阿里雲彈性裸金屬產品家族

這是一個基於X-Dragon架構的阿里雲彈性裸金屬產品的性能表。目前，基於神龍架構的彈性裸金屬服務器已正式商業化售賣，支持8核、16核、32核、96核等多個CPU規格，並支持3.7 GHz~4.1 GHz的超高主頻實例。

AWS測試款對比

現場同檔規格實例的性能測試中，基於神龍架構的阿里雲彈性裸金屬實例ebmhfg5.2xlarge(8vCPU) 在10000位圓周率計算Superπ中跑出了1分26秒的成績，比AWS基於Nitro架構計算型實例c5.2xlarge（8vCPU）快了15%。

總結

今天終於能在這裏把神龍的技術架構作一個詳細的介紹，在將來神龍這樣一個技術架構會變成彈性計算核心的硬件發展體系，在這樣一個體系裏邊將來的1.0、2.0、3.0其實可以提供更佳極致的產品級的體驗。因此沿着這條道路走下去會不斷的推出神龍的技術架構，不只僅是今天這樣的一個彈性物理機，將來還會有不少基於神龍架構的產品。

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