?在CSDN總部會議室，阿晶首次見到了阿里云智能研究員、彈性計算技術(shù)負責(zé)人張獻濤——這位不僅僅在阿里云智能內(nèi)部，在業(yè)內(nèi)也是響當當?shù)奶摂M化技術(shù)大牛?，F(xiàn)在回想起來，當時聊了沒兩句，阿晶就問了這樣一個問題，“阿里云這款全新一代服務(wù)器為何命名為神龍X-Dragon？難道是追求'X戰(zhàn)警'那種領(lǐng)先和黑科技的感覺么？”

張獻濤笑著回答，“在命名的時候，考慮到中西文化差異，有些詞直譯出來可能比較冗長，最后確定了這個最簡潔的方案，不僅具備了國際元素，更重要的是音譯出來特別有范兒，就定了！”

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 張獻濤（左）?阿晶（右）

其實神龍X-Dragon的“有范兒”，從2017年10月推出的那一刻就表露無疑了。當時有報道提出，這個云計算領(lǐng)域的“新物種”兼顧了物理機與虛擬機的特性，可以像使用虛擬機一樣靈活地使用物理機，而這個特性主要由自主研發(fā)的神龍架構(gòu)來保障，源自阿里云智能多年在基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域的技術(shù)積累。

裸金屬？阿里云為啥卯勁兒做這個？

裸金屬服務(wù)器怎么就這么火？阿里云智能為啥卯著勁頭做這個？張獻濤表示根源還在于IT領(lǐng)域發(fā)生的顯著變革。在傳統(tǒng)IT基礎(chǔ)設(shè)施架構(gòu)時代，每家公司都在“買機器、換機器、買機器”的無限循環(huán)中生存；然而，隨著云計算的出現(xiàn)與普及，許多企業(yè)已經(jīng)不再考慮自建機房，毫不猶豫地選擇云基礎(chǔ)設(shè)施來支撐所有業(yè)務(wù)，其中比較有代表性的就屬新興的互聯(lián)網(wǎng)公司。但是在此之外，仍然存在大量企業(yè)不可避免地會使用一些線下物理機，重復(fù)之前的循環(huán)。那么，如何提供一個穩(wěn)健的底層基礎(chǔ)設(shè)施，幫助這些企業(yè)全面上云就成了阿里云必須要解決的問題。

順利上云可以充分利用云計算的彈性優(yōu)勢，但如果需要顛覆企業(yè)原有的IT架構(gòu)，哪怕是形勢所趨，阿晶認為企業(yè)也會在成本消耗上打退堂鼓，所以就需要一個折中的方法。通過張獻濤了解到，目前市面上廣泛采用的折中方式就是物理機托管以及托管云，但深入分析這種折中方式的很多實際應(yīng)用情況發(fā)現(xiàn)，這種托管的方式并沒有充分利用云計算資源池化帶來的優(yōu)勢，更無法形成規(guī)模化運作，這兩套系統(tǒng)的割裂狀態(tài)更阻礙了整體公共云的良性發(fā)展。

基于這些情況，阿里云決定做一款新型云服務(wù)器，既能提供物理機的性能和特性，又能像虛擬機一樣和已有云計算基礎(chǔ)設(shè)施完美融合，充分利用資源池化的優(yōu)勢，并能與其它的云產(chǎn)品互聯(lián)互通。具體來說這種新型云服務(wù)器要兼具物理機和虛擬機的優(yōu)勢，同時消除它們的劣勢，還要顯著提升服務(wù)器的計算效率，尤其是要滿足對服務(wù)器安全隔離與性能等要求較高的大型企業(yè)上云的訴求。

此外在采訪中，張獻濤還重點指出，云計算已經(jīng)發(fā)展了十年有余，但底層的基礎(chǔ)硬件卻并沒有為云計算而做出根本改變，與傳統(tǒng)IT時代差別并不大。如果可以通過改造硬件架構(gòu)來更好地適應(yīng)云計算的技術(shù)發(fā)展，提升計算效率，想來絕對是一件很靠譜的事情。“經(jīng)過一系列探討，我們認為可以利用虛擬化技術(shù)為藍本，通過重新定義硬件架構(gòu)，打造一款和虛擬機一樣體驗的物理機。如果目標達成，那么它不是傳統(tǒng)意義上的虛擬機，更不是托管類型的物理機，而是為計算而生的“新物種”。在產(chǎn)品發(fā)布時使用了神龍云服務(wù)器這個新的命名，神龍X-Dragon就一步一步走到了如今?！?/p>

“有想法=成功了一半”，阿里云如何做好后續(xù)？

人們都說“有想法=成功了一半”，但要真正付諸實踐，將想法變成產(chǎn)品可不是一件容易的事兒。“神龍X-Dragon本身就是一個軟硬融合的產(chǎn)品，涉及到服務(wù)器、硬件、芯片、固件以及系統(tǒng)軟件的研發(fā)與改造，因此需要阿里集團內(nèi)部多個團隊的協(xié)同才有可能完成。同時，大量資金和資源投入到充滿不確定性的高風(fēng)險的創(chuàng)新項目中，一方面顯示了阿里對于創(chuàng)新的支持，而另一方面整個項目組也因此而承擔(dān)了前所未有的壓力?！睆埆I濤表示。但面對種種困難，在將好的idea轉(zhuǎn)化為實力產(chǎn)品的過程中，阿里巴巴內(nèi)部的技術(shù)開放、協(xié)同的氛圍以及同行小伙伴們對云計算技術(shù)革新的期盼，極大促成了神龍X-Dragon的誕生。

關(guān)乎戰(zhàn)略、人員、資源等層面的還不算難題，如果從技術(shù)層面出發(fā)，最難的還是“裸金屬產(chǎn)品要做到像虛擬機一樣靈活”的訴求。由于虛擬機主要就是通過軟件來實現(xiàn)，其靈活度很好，但要讓一個物理屬性的產(chǎn)品也同時做到這點，聽著就有點兒不靠譜的樣子。舉個例子來說，虛擬機在正在運行的過程中，可以動態(tài)掛載云盤和彈性網(wǎng)卡來提升功能和性能，但如果要讓一臺物理機也能具備這個能力，并且要做到API接口都要完全一致的話，難度就上升很多了。再比方說，要讓一臺裸金屬機器在硬件故障時支持宕機遷移，并且要保留一切配置和數(shù)據(jù)不變，甚至是MAC地址和IP都不能變化，這絕對是一種很難的技術(shù)挑戰(zhàn)。

在這樣的想法支持與推動下，經(jīng)過不斷實踐創(chuàng)新，如今每臺神龍服務(wù)器都可以做到像虛擬機一樣被X-Dragon Hypervisor管理和調(diào)用，在阿里云控制臺中創(chuàng)建/釋放一臺神龍彈性裸金屬服務(wù)器和創(chuàng)建/釋放一臺普通ECS虛擬機是一樣的，同時可以使用云基礎(chǔ)設(shè)施池化的存儲和網(wǎng)絡(luò)資源，做到了資源的靈活彈性。在計算方面，X-Dragon?Hypervisor運行在獨立于主機外的專用硬件設(shè)備上，因此整個機器的計算性能沒有任何損耗。如此一來，神龍彈性裸金屬服務(wù)器便克服了公共云遇到的幾個問題。首先神龍彈性裸金屬服務(wù)器沒有軟件虛擬化帶來的性能開銷，完全發(fā)揮處理器和內(nèi)存的性能。其次服務(wù)器的資源是獨占的，其性能非常穩(wěn)定，不會出現(xiàn)起伏不定的狀況。第三，神龍系列服務(wù)器支持嵌套虛擬化，主流的虛擬化系統(tǒng)都可以在上面運行。在克服傳統(tǒng)云計算主機缺點的同時，又保留了云主機的優(yōu)點，比如上面提到的彈性部署、API操作、鏡像啟動、VPC網(wǎng)絡(luò)等特性一樣不少?！拔液軕c幸團隊成員在遇到問題時沒有選擇退縮，而是迎難而上，才有了今天的成績，克服了很多特別難解決的技術(shù)點。”

神龍這樣優(yōu)越，在阿里自身的云化進程中作用如何？關(guān)于這個問題，在歷年天貓雙11中早已有了答案。“大家都知道，在大促之時整個機器的負載都會瞬間變得非常高，容器化部署的業(yè)務(wù)在機器負載較高時，會遇到網(wǎng)絡(luò)和存儲虛擬化邏輯和業(yè)務(wù)爭搶資源的事情，從而導(dǎo)致性能瓶頸，并且很可能導(dǎo)致業(yè)務(wù)的響應(yīng)時間出現(xiàn)雪崩；但采用神龍之后，由于所有的網(wǎng)絡(luò)和存儲隊列都通過自研神龍芯片來實現(xiàn)，其中的強隔離特性就會達成事半功倍的效果，再也不會出現(xiàn)高負載的情況下延遲大幅度提升導(dǎo)致業(yè)務(wù)不可用的情況發(fā)生?！?/p>

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 阿里云智能張獻濤

使用神龍之后，其上每條數(shù)據(jù)流都能夠做到獨占網(wǎng)絡(luò)隊列以及存儲隊列。由于是硬件隔離，無論是高負載還是低負載，其整體表現(xiàn)都很均衡，以電商業(yè)務(wù)為例，使用神龍之后整體業(yè)務(wù)性能提升了20%-30%，并且高低負載情況下的業(yè)務(wù)延遲幾乎無變化，做到穩(wěn)如磐石。

此外還有一個有意思的現(xiàn)象，過去大部分K8s選擇部署在虛擬機上，而如今越來越多的K8s正逐步部署在裸金屬（bare-metel）服務(wù)器上。阿晶思考，以上展現(xiàn)出的神龍種種優(yōu)勢與容器的匹配度又如何呢？這一點也得到了張獻濤的證實。通常在容器場景下會涉及到兩層虛擬化，采用物理機就簡單變?yōu)橐粚?#xff0c;如果使用神龍則變?yōu)榱憔嚯x接觸，根源在于所有的虛擬化部署全部集中在自研神龍芯片中并進行加速，對比普通物理機性能可以提升20%到30%的節(jié)奏，這意味著至少可以少購置百分之二三十的服務(wù)器，成本節(jié)約巨大?？梢哉f，神龍裸金屬服務(wù)器是K8S等容器解決方案的最佳計算平臺，提供了超越物理機的性能和穩(wěn)定性。

提及安全保護，張獻濤提出當前來自安全的擔(dān)憂確實很多，所以在裸金屬服務(wù)器設(shè)計之初就充分考慮到這一點，畢竟保證安全比提升效率要重要很多?！巴ǔ碇v，更新固件是一個低頻率的操作，所以我們在硬件和固件的設(shè)計上就嚴格限制了帶內(nèi)對固件的訪問，避免黑客的入侵，所有固件的升級都通過帶外來完成。此外神龍的設(shè)計本身也滿足可信的需求，例如在金融場景中，可以滿足客戶對于等保認證等需求。

如今神龍已經(jīng)研發(fā)到了第三代，神龍也從最初的裸金屬服務(wù)器的代號演進成了支撐阿里云計算業(yè)務(wù)的神龍架構(gòu)，并以此新型架構(gòu)打造了阿里云神龍計算平臺，承擔(dān)一切計算型業(yè)務(wù)。回顧第一代神龍架構(gòu)更多是支持裸金屬服務(wù)的物理節(jié)點，高效解決用戶依賴物理機上云的痛點；而第二代神龍架構(gòu)的研發(fā)則將“并池”作為重點，同時可以支持裸金屬和虛擬機產(chǎn)品的需求，不僅實現(xiàn)裸金屬和虛擬機的體驗一致，更可以利用同一個資源池提供多種類型的計算服務(wù)。例如在超算場景下，如果使用虛擬機來承載業(yè)務(wù)，性能損失可能會超過90%以上，在沒有神龍架構(gòu)之前，這類業(yè)務(wù)根本無法上云，如今通過剛才講述的資源“并池”，使用同樣的資源直接提供裸金屬服務(wù)就妥妥的了。

簡單來說就是一臺在數(shù)據(jù)中心配置的服務(wù)器，既可以產(chǎn)生承載超算的實力 ，也可以用作虛擬機的功能，還可以被當作是裸金屬服務(wù)器使用，畢竟用戶的需求才真正決定了服務(wù)器的具體“功效 ”?！拔覀円呀?jīng)完成了第三代神龍架構(gòu)的研發(fā)并計劃在近期發(fā)布，十分期待，預(yù)計性能還會有3-5倍的提升?！?/p>

從MOC卡SoC芯片問鼎神龍未來

就在阿晶準備采訪的前幾天，有一則消息稱，阿里平頭哥正在研發(fā)一款專用SoC芯片，將用于新一代阿里云神龍服務(wù)器的核心組件MOC卡，以推動下一代云計算技術(shù)的升級在，真的嗎？

據(jù)了解在神龍X-Dragon中，阿里云智能研發(fā)團隊自研了“X-Dragon虛擬化芯片”，“ X-Dragon Hypervisor系統(tǒng)軟件”以及“X-Dragon服務(wù)器硬件架構(gòu)”。其中X-Dragon虛擬化芯片在芯片層主要解決虛擬機和物理機體系結(jié)果不一致的問題，讓二者能在系統(tǒng)軟件層面保持100%兼容，可以這樣說，X-Dragon芯片是裝在彈性裸金屬服務(wù)器中的MOC卡的核心。

對此張獻濤介紹說，這款阿里云自研的MOC卡擁有獨立的處理、存儲、I/O等單元，主要承擔(dān)了原來通過軟件形式實現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)、存儲以及外圍設(shè)備的虛擬化；而神龍服務(wù)器的主板也是阿里云定制的，專門用作針對MOC卡進行優(yōu)化，以便X-Dragon Hypervisor可以方便管理整個服務(wù)器，足見重要性。

談及這個消息推測判斷，張獻濤對阿晶談及了一段有關(guān)“選擇”的糾結(jié)歷程?！澳菚r可以明確的一點，當時階段的芯片技術(shù)以及其他硬件完全沒有辦法滿足神龍的架構(gòu)需求，所以自研芯片就變得勢在必行了?？墒沁x擇自研也要進一步明確，是SoC還是FPGA？畢竟各有優(yōu)勢。”

具體來說，FPGA的優(yōu)勢在于靈活性較強且開發(fā)周期較短，半年左右就會出結(jié)果；相比之下SoC可能需要24個月，最少18個月才能迭代一次，這樣分析下來FPGA最少可以保證半年迭代一次?！八晕覀儎傞_始選擇的時候也傾向于不要先著手SoC，盡管集成度比較高且成本具有優(yōu)勢，但畢竟開發(fā)速度實在跟不上如今互聯(lián)網(wǎng)公司發(fā)展的情況，所以一定程度上還是FPGA比較好。”他補充道。

截止目前神龍堅持用FPGA，但發(fā)展到一定程度且芯片內(nèi)部邏輯基本成型后，張獻濤認為也可以考慮采用其他選擇，這是一個水到渠成的過程，相對來說也比較容易操作，使用SoC是一個可以被考慮的發(fā)展方向。如今神龍帶來的優(yōu)勢非常明顯，能夠解決各種系統(tǒng)損耗以及資源消耗等問題，為云計算成本下降和性能提升立下汗馬功勞，同時還能滿足用戶上云的剛需?！拔磥黻P(guān)于神龍，各種迭代都在不斷規(guī)劃中，但終其一點，真正滿足用戶需求才是最關(guān)鍵的?！睆埆I濤說。

9月25日-27日，2019杭州云棲大會即將拉開帷幕。今年大會將以開發(fā)者為主角，聚焦數(shù)字經(jīng)濟為核心，設(shè)置兩天兩場主論壇、110余場峰會和分論壇、超過20000平米的展區(qū)集中呈現(xiàn)最前沿的科技動態(tài)。

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值得提及的是在9月25在D2-401會場13:30開始的阿里云智能彈性計算技術(shù)專場以及9月26日在D1-301會場9點開始的阿里云異構(gòu)計算專場，都是張獻濤作為出品人精心奉獻給廣大開發(fā)者的兩場技術(shù)盛宴，屆時會有很多技術(shù)大咖蒞臨現(xiàn)場并分享獨特觀點，敬請期待。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的神龙X-Dragon，这技术“范儿”如何？| 问底中国IT技术演进的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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