在5月16日的飛天技術會新品直播中，特别邀請了業界知名大咖狒哥以及阿裡雲虛拟化資深專家旭卿作為現場直播的嘉賓。本次直播主要從産品背景到“X-Dragon架構”，從硬體裝置到軟體應用來深度的剖析“X-Dragon架構”為彈性計算裸金屬伺服器提供的極緻計算能力。
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這幾年越來越多的大客戶把自己的業務搬到雲上來，一方面是因為雲可以在成本、效率、性能方面提供更多的優勢。但在客戶把業務往雲上搬的過程中，可以看到客戶對實體機産品的一個訴求，尤其是當客戶的業務營運線上下實體機上時。在把業務搬上雲的過程中，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實體機托管的服務，而這種服務很難滿足客戶的需求。是以我們考慮生産一個既兼具實體機的性能同時又能提供虛拟機體驗的一款産品，基本是沿着這條思路做下來的。
揭開神龍的神秘面紗
神龍（X-Dragon）又名彈性裸金屬伺服器，X-Dragon伺服器是真正的從雲計算的角度去設計的一款伺服器，随着近幾年雲計算的熱潮的到來，發現通用的CPU不能很好的滿足客戶的需求，是以我們就開始自己定制CPU。剛開始定制的時候大家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隻有這些是不夠的。舉個例子就知道我們是在做什麼工作了，比如在雲計算資料中心裡面虛拟機的熱遷移是個非常重要的部分，它可以在馬上要發生故障的時候把上面的虛拟機無感的遷移到其他的實體機上。但在遷移的過程中CPU和CPU之間可能存在着差異，在這種情況下怎麼能夠更好的去支援熱遷移，我們會在CPU裡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裡巴巴所特有的。
我們又增加了6149這個型号，6149是16核的，并且是高主頻的，是以高主頻它的頻率要比一般的CPU頻率要高一些。為什麼我們要做這個，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單核性能的這種極緻的追求是非常強的，是以我們最終決定在這一代加入比如說高主頻的這樣一個東西。
對于自研主機闆主要是因為從2014年開始随着客戶不斷上雲，我們發現在使用一些業界的X86的主機闆沒辦法更好的滿足需求，是以主機闆我們是完完全全的自研，這個主機闆的所有IP屬于阿裡巴巴完全自主設計。
X-Dragon MOC卡執行個體
CPU和主機闆并不是神龍最特殊的地方，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。這個卡就是完完全全由阿裡巴巴自主設計，然後找硬體幫我們代工。它也有比較豐富的對外接口，它遠遠不是一個晶片，它上邊有計算資源、有存儲資源還有網絡資源。從虛拟化的角度定義了一個這樣的裝置，這台裝置就像虛拟機一樣友善靈活，是以從它裡邊的一些元件一些部件能夠和軟體深入的融合在一起，把這樣一台機器變成和虛拟機一樣的使用者體驗。
X-Dragon架構的優勢
它是可以分鐘級的去建立100％實體機性能和功能的雲伺服器，所謂分鐘級建立就是說，我們知道傳統的實體伺服器在傳遞的時候時間可能非常的長，是以大家喜歡雲計算，用虛拟機的技術在幾分鐘之内就可以傳遞。我們要求X-Dragon具備100%的虛拟機的體驗，比如說虛拟機的一切特性像資源彈性、自動化運維、無縫上雲等。因為是實體機是以具有硬體隔離和極緻安全。它是阿裡巴巴自研的軟硬體體系，是可信可控的。
X-Dragon架構自研硬體體系
這幾年雲計算發展起來之後，自研可信可控是最基本的要求，是以整個的神龍的軟硬體體系都是完全通過自研模式去實作的。第一個是神龍晶片，神龍晶片是整個裝置的一個核心，因為通過它可以讓這台裝置完完全全具有虛拟機的特性，包括虛拟機的接口。神龍MOC卡在神龍的整個架構裡具有比較重要的作用，它有比較豐富的接口、管理的接口、對外資料的接口可以幫助我們實作彈性裸金屬伺服器具備的這些功能。
X-Dragon MOC卡架構詳解
上圖可以清晰的描繪出X-Dragon MOC整個的架構詳解。上邊是彈性裸金屬的一個執行個體，它裡邊有CPU、記憶體，并且CPU、記憶體都是實體的，實體的優勢就是實體機具備的特性它都具備。但下邊是VirtlO-NIC、VirtlO-Blk，之是以這麼做是希望雲上的所有鏡像、雲上的所有系統、虛拟機和實體機之間完全相容。除了這些功能外，還要一些外部裝置，外部裝置就是鍵盤、滑鼠、顯示器也是通過晶片、通過裝置的形勢模拟出來。這樣就可以實作和虛拟機一樣的對外接口，使得營運的作業系統不需要做任何的修改，在虛拟機上拿過來在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完完全全運作在這張卡上面。它是支援雲盤、支援VPC網絡、支援存儲/網絡裝置熱插拔、支援32塊彈性實體網卡同時對X86、ARM、Power等CPU是相容的。
X-Dragon 自研軟體體系
在軟體體系裡硬體也扮演着重要的作用，所有的軟體和硬體做到了整體的深度融合。所謂深度融合就是比如說X-Dragon晶片可能向上需要提供Virtio 網絡驅動的接口、Virtio 存儲驅動的接口、互動IO層驅動的接口，能讓上邊的執行個體具備虛拟機一樣的體驗。向下要和X-Dragon Hypervisor系統軟體融合在一起，雲盤要提供更佳極緻的性能。
X-Dragon架構支援第三方虛拟化
這是X-Dragon Hypervisor 的一個系統軟體，可以從三個部分來講：
- 第三方虛拟化：在這樣一個産品上其實可以很好的去運作這些虛拟化的軟體，要比單純的在實體機上運作要好很多。不用關心存儲的可靠性等問題，因為神龍完全已經解決掉了。也不需要再去做網絡的虛拟化，因為提供的32個網卡接口已經完全和阿裡雲網絡虛拟化的基礎設施相打通。
- AnyStack：整個阿裡雲的Stack是基于飛天的Stack，能夠更好的在公有雲上和專有雲上提供服務。以前OpenStack和ZStack是一種并列的關系，但是在有了神龍技術架構之後無論是OpenStack、ZStack、CloudStack 都能更好的和阿裡雲的基礎設施連在一起。他們可以基于神龍雲伺服器去搭建自己的Stack，也可以使用阿裡雲的彈性裸金屬伺服器進行擴充。
- 容器：在容器這一塊列舉了三個容器，這些容器都可以無縫的運作在上邊。容器運作在雲平台上的時候，傳統方法是把容器運作在虛拟機裡，但運作在虛拟機裡容器的很多體驗就會受到限制。我們提供X-Dragon雲伺服器之後，它不僅能提供像實體機一樣的體驗，并且它可以支援雲盤、支援VPC的網絡接口之後，每一個容器可以更好的應用彈性網絡的接口通過VPC和整個的雲基礎設施其他的産品打通。
基于X-Dragon架構的阿裡雲彈性裸金屬産品家族
這是一個基于X-Dragon架構的阿裡雲彈性裸金屬産品的性能表。目前，基于神龍架構的彈性裸金屬伺服器已正式商業化售賣，支援8核、16核、32核、96核等多個CPU規格，并支援3.7 GHz~4.1 GHz的超高主頻執行個體。
AWS測試款對比
現場同檔規格執行個體的性能測試中，基于神龍架構的阿裡雲彈性裸金屬執行個體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基于Nitro架構計算型執行個體c5.2xlarge（8vCPU）快了15%。
總結
今天終于能在這裡把神龍的技術架構做一個詳細的介紹，在未來神龍這樣一個技術架構會變成彈性計算核心的硬體發展體系，在這樣一個體系裡邊未來的1.0、2.0、3.0其實能夠提供更佳極緻的産品級的體驗。是以沿着這條道路走下去會不斷的推出神龍的技術架構，不僅僅是今天這樣的一個彈性實體機，未來還會有很多基于神龍架構的産品。
本文由雲栖志願小組陳歡整理，百見編輯
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