一群阿里人如何用 10 年自研洛神云网络平台？技术架构演进全揭秘！.docx

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1、一群阿里人如何用10年自研洛神云网络平台？技术架构演进全揭秘！【CSDN编者按】逍遥子曾讲对阿里人来讲打仗是最好的团建参加过双11的叫战友同样参加太多次双11考验的系统技术都会成为真正意义上的根底设施阿里云飞天系统的云网络平台洛神就是如此。本文阿里云智能事业群研究员、网络产品线负责人祝顺民花名江鹤教师就是洛神背后的核心铸造者。在CSDN在线峰会阿里云核心技术竞争力上江鹤教师为我们详细共享洛神网络的10年度演进之路。复制链接或者点击浏览原文可免费观看江鹤教师共享视频s:/|祝顺民江鹤阿里云研究员责编|唐小引头图|CSDN下载自东方IC出品|CSDNIDCSDNnews今天的主题是?云网络技术架构

2、的演进之路?主要介绍阿里云网络产品从无到规模应用的10年度经过中云网络技术平台洛神是怎么开展的。阿里云飞天洛神云网络平台阿里云系统叫飞天云网络平台称为洛神洛神以及飞天系统的关系如下列图所示洛神云网络平台是阿里云飞天操作系统内核的核心组件以及系统效劳伴随着飞天系统一起诞生、成长。图1阿里云网络洛神平台与飞天操作系统整个飞天系统架构分为几个层次底层数据中心根底设施包含物理资源、机房、效劳器还有多地域以及可用区AZ、物理网络等其上是飞天操作系统的核心支撑了整个云计算的虚拟化包括计算平台神龙存储平台盘古和网络平台洛神基于系统核心组件构建了面向用户的系统效劳和原生效劳支撑不同行业客户在阿里云上构建自己的

3、应用系统。飞天洛神平台的诞生洛神伴随飞天系统诞生是云计算产业开展的结果云计算首先是计算虚拟化并提供应不同的用户使用当用户在云上使用计算资源时网络地址独立规划不同用户地址可以一样且虚拟机可以在不同机房之间迁移地址保持不变同时云计算是一个根底设施支持海量用户同时使用这些关键需求要求提供一个超大规模的虚拟化大二层的网络。图2云计算租户网络应用需求这些需求使用传统商用物理交换机以及路由器构建的网络无法知足云计算的需求也知足不了阿里云运营这张网络的需求主要原因在于1在百万级别的租户之下假如每个租户都给到一张独立的地址空间地址空间的数量非常庞大传统交换机里面使用VRF来隔离租户之间的空间意味着交换机要支持

4、海量的VRF资源这是目前硬件才能无法支持的。2效劳器以及虚拟机的数量增长网络节点和路由表的规模快速增大虚拟机通讯以及迁移要求路由表能快速同步。3当用户对云上网络层面的功能需求越来越多的时候比方讲用户在云上不仅祈望有个虚拟机还可以有个公网IP比方讲用户可以自行定义这张网络IP、路由以及平安组。另外随着NFV技术开展用户祈望在云上运行虚拟化业务网元例如负载平衡、NAT网关、VPN网络要求对应的底层网络能快速进展功能迭代以知足新需求以及新技术的快速应用。4更关键的是传统物理交换机是一个黑盒各个厂商实现各异接口各不一样同时不支持设备内功能定制开发让设备的运维成为一个难题。图3传统网络设备应对云计算的约

5、束所以阿里云网络选择了一条自研的路使用三大技术知足云计算的需求1虚拟化网络2SDN技术软件来定义网络3整个技术栈自研。阿里云网络洛神平台就此诞生。图4洛神网络10年度演进洛神云网络平台随着阿里云飞天系统一起已经经历了10年度演进分为两个阶段洛神1.0时代主要定位为支撑超大规模以及多租户的网络。随着阿里云的业务快速开展尤其近几年度规模增长十分快2018年度开场推出洛神2.0洛神2.0的特点主要在高性能、弹性开放才能。如今阿里云上运行着很多超级规模的用户比方阿里巴巴集团的淘宝业务这些超大规模用户对网络的性能提出了很高的要求十分是在例如双11这种大型活动期间网络流量的峰值是特别宏大的这对网络的性能提

6、出了非常高的要求。同时阿里云提供了丰富的根底IaaS、PaaS产品与效劳第三方的生态伙伴可以在阿里云上提供诸多的SaaS效劳包括网络类的SaaS效劳例如网络管理类、网络数据分析类、网络日志管理类、网络转发类的软件。这些软件在阿里云上很好的运行需要网络提供弹性开放的才能就是洛神2.0的定位。飞天洛神1.0超大规模、多租户网络洛神1.0平台由很多网络组件组成架构上主要分成两类AVSApsaravSwitch以及各种网关网元。AVS是部署在每个物理效劳器上的软件网元。最早基于XEN的Kernel架构实现转发性能不高单机只有15万PPS。随后演进到了KVM的架构在这个架构下vSwitch还是在Kern

7、el的但已能提供单机120万PPS性能。然后在Intel推出DPDK版本后AVS进展了架构晋级使用用户态DPDK转发性能提升至600万PPS。AVS的演进是为了追求网络性能大幅提升的经过是阿里云网络持续迭代以及改造网络软件架构的原动力。关于业务网关最早也是基于Kernel网络协议开发。例如LoadBalance设备第一代也是基于Kernel开发当时整台物理机性能大约只有300万PPS。为了追求更高的性能这些网元基于DPDK进展了重新构建既包括公网网关、私网网关还有SLB、NAT网关、VPN网关等等转发性能提升了20倍。洛神1.0基于DPDK的AVS以及各种网关最终搭建出一张支持超大规模租户、超

8、大规模虚拟机的网络。图5洛神1.0支持超大规模租户网络如下图在这张超大规模的租户网络里面我们到达的核心才能包含1多租户隔离每个区域可以支持百万规模的VPC。假如讲一个租户对应一个VPC一个区域就可以支持百万规模的租户2单个VPC支持超大规模虚拟实例目前有一些超大规模的VPC中实际部署并运行了超过30万的ECS也就意味着此租户的这张网络里面有30万个以上的IPECS之间的通讯包括东西以及南北向的流量都能很好的在虚拟网络里面运行。3最后就是基于AVS才能单个ECS可以提供百万级PPS才能的转发性能。飞天洛神2.0连接全球高性能弹性开放网络洛神1.0支撑了阿里云网络从无到有至规模应用随着阿里云的业务

9、不断增长租户越来越多也带来了越来越多的VPC。租户购置的虚拟机越来越多也代表着网络里的节点越来越多转发性能要求越来越高。此外也有越来越多的租户在云上不但仅仅知足简单的连通性要求提出了丰富的业务网元处理诉求。例如用户原来在自己的数据中心里面构建了防火墙以及NAT或自己买了一些Loadbalancer的设备如今业务系统搬到阿里云上之后祈望原来的网络功能继续在阿里云使用。在此背景下洛神平台晋级到2.0。如下图洛神2.0提供了更加丰富的转发网元既有神龙MOC卡还有专用可编程芯片和通用ECS同时洛神2.0新构建了一个NFV平台支持业务网元不再依赖传统X86效劳器直接基于NFV平台构建例如NAT、SLB、

10、VPN产品同时NFV平台支持开放才能第三方的网元可以以基于NFV平台部署通过VPC内以及VPC间的访问。图6洛神2.0架构图洛神2.0的根底是阿里云遍布全球的网络根底设施以及Region数据中心的根底设施。目前在全球有20个Region、61个可用区100多个POP节点。当国内用户需要出海或国外的用户需要进中国的时候不再需要自己购置很多物理形态的设备以及网络连接并花很长的时间搭建出网络根底设施。基于洛神2.0阿里云的网络产品就可以分钟内快速构建出运营网络、根底设施。洛神2.0的AVS以及业务网关都进展了架构跨越式晋级AVS基于软硬件一体化方式使用神龙MOC卡实现快速转发转发性能提升数倍到达千万

11、PPS。图7软硬件一体的新一代AVS洛神2.0另一个跨越式架构晋级是提供新一代的NFV平台通过网元逻辑部署在通用ECS上提供弹性以及开放才能。当第三方厂商将其应用移植到阿里云之后就可以在阿里云市场里对阿里云的租户进展售卖以及提供才能形成了一个非常好的生态1网元可以给大量租户使用2客户的白天流量很大半夜的流量很少时阿里云会自动帮你缩容。假如讲在某个时刻点突然碰到顶峰阿里云会自动协助扩容也就意味着第三方的网元利用洛神NFV平台不仅可以开放部署还可以享受到自动的弹性。图8洛神2.0NFV开放平台架构飞天洛神的将来洛神2.0中还有一个齐天智能网络平台是将来演进的重要才能将来的网络将是一个智能化的网络。

12、当客户业务部署在阿里云的时候假如网络发生波动或者故障需要非常快速的排查问题因为网络是属于最底层的效劳当业务不能对外提供效劳的时候首先会想到网络问题。这个时候网络可能是正常的有可能是上层业务的问题。怎样让上层业务团队快速定界问题所在怎样让网络的管理员能快速自证清白提升将来消费运营效劳的效率就这是将来智能化网络需要解决的问题。图9洛神的将来演进将来阿里云洛神平台的开展方向就是智能化将来会通过自研网元收集网络中数据并且用大数据的方式去做产品问题分析以及资源规划目前洛神齐天系统已经构建在一局部才能在内部使用将来会提供应阿里云的客户让客户可以智能化的运营自己的网络根底设施这就是阿里云洛神平台将来演进的方

13、向。简介祝顺民花名江鹤阿里云智能事业群研究员网络产品线负责人在软件定义网络SDN以及网络功能虚拟化NFV领域有多年度技术研发以及管理经历。他带着团队历时多年度从无到有打造了业内最丰富的云网络产品线并铸造了阿里云飞天系统的云网络平台-洛神效劳了百万用户并历经8次天猫双十一考验已经成为真正意义上的根底设施。同时欢送所有开发者扫描下方二维码填写?开发者与AI大调研?只需2分钟便可收获价值299元的AI开发者万人大会在线直播门票!推荐浏览在容器上构建持续部署及最正确理论初探在Kubernetes上部署一个简单的、类PaaS的平台原来这么容易全球呼吸机告急医疗科技巨头美敦力“开源设计图以及源代码互联网之父确诊新冠一代传奇任谷歌副总裁、NASA访问科学家微软为一人收买一公司破解索尼程序、写黑客小讲看他彪悍的程序人生2020年度这20个大众都认识的加密交易所过得怎么样真香朕在看了