阿里云ECS：决胜云计算的“隐形战场”

19世纪的最后10年，爱迪生、特斯拉、威斯汀豪斯三大巨头展开了一场波澜壮阔的世界电力之争，时至今日，依然有人认为“电力是世界上最伟大的发明”，有了电力，发电机、电灯、电话、手机、电视等新事物才得以诞生。

云计算被视为数字时代的电，但正如我们对电力习以为常，对发电厂却所知甚少。云计算对我们来说同样如此，倘若以最朴素的视角看待云计算，云计算要解决的是不外乎是计算这一根本问题，这离不开IaaS层的基础能力。

可能有人会觉得，IaaS是云计算基础中的基础，并不能体现云计算厂商的差异性，其实不然。在技术领域，越是基础的，越是核心的，这是亘古不变的道理。

弹性计算是几乎所有企业上云都会用到的能力，在弹性计算领域分出高下，更见云服务商的真章。如何决胜于云计算的“隐形战场”，阿里云自有一番感悟。

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三次架构升级

从什么是云计算，到客户需要什么样的云计算，云服务商们走过了市场拓荒的十年，这条路还远远没有尽头，但是已经可以窥见一些共性。

稳定、安全、高性能，是企业客户对IT设施的基础诉求，而且不论上层应用如何变化，客户的对这三者的要求只会越来越高。

阿里巴巴集团研究员、阿里云弹性计算负责人张献涛告诉我，过去十多年时间阿里云弹性计算已经历了三个阶段的架构演进：第一阶段，最初的阿里云弹性计算采用的是Xen开源架构，“就像每家云计算公司都会经历的过程一样，当时主要面向的中小互联网用户。”

第二阶段的标志是面向企业级的技术延伸，很多大型企业把业务生产系统逐渐向云端迁移，这就意味着架构对稳定和可靠性的要求更高，在2015年，阿里云发布了弹性计算2.0。2015年到2016年期间，整个阿里双11超过60%的流量运行在阿里云上，阿里自身也开始了向弹性计算2.0升级的过程。“可以看到在这个阶段，如12306等大型的场景开始显现价值，弹性2.0一定程度开启了中国企业上云的历程。”张献涛说。

第三个阶段是以神龙架构的推出为标准的。第三个阶段是以神龙架构的推出为标准的。从2016年初立项到2017年发布，作为IaaS领域最有影响力的创新，阿里云神龙架构面世后一个月，大洋彼岸的AWS发布了理念类似的Nitro架构，两位云计算巨头不谋而合，引领了新一代虚拟化架构的发展，也开启了DPU研发的新时代。

尽管业界出现了很多通过降低虚拟化损耗的技术，但真正在实际的应用场景中无可挑剔的仍然仅有阿里云和AWS，“因为技术的投入是巨大的，阿里云前期就已经投入了上亿的研发资金，而且我们基于百万台服务器的量级去衡量性价比，与规模化也是成正比关系的。”张献涛说。

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安全、可信的第七代ECS

时至今日，神龙技术已迭代至第三代。而在2021年2月，阿里云也全球率先开启了搭载第三代英特尔®至强®可扩展处理器（代号Ice Lake）的第七代云服务器ECS的邀测，并于4月20日宣布正式开启第七代ECS公测。

英特尔Ice Lake CPU提供业界领先的性能，并经工作负载优化，具有内置人工智能加速功能，可提供无缝性能基础，帮助从边缘到云加快数据的变革性影响。

Ice Lake提供增强的数据保护，抵御恶意攻击的同时不损失性能，并完全支持受信任的平台模块 (TPM) 标准。借助英特尔 Software Guard Extensions（SGX）技术，企业可以实现零信任战略，并与行业数据中心安全标准保持一致。

即便是例行的升级，阿里云也能做到超前一步，不仅如此，阿里云的第七代云服务器ECS是搭配了第三代神龙架构的ECS。

早期的虚拟化都不是为云设计的，所以云计算的虚拟化损耗难以避免，2017年，阿里云正式对外发布了自研的软硬一体虚拟化架构“神龙”，并在此后全系云服务器均基于神龙架构，神龙架构不仅消灭了虚拟化损耗，而且在云原生场景下，还能提供比物理机更高的性能和稳定性。

张献涛说，神龙裸金属服务器运行容器，对比起线下物理服务器，性能有20-30%的提升，即便在CPU负载高达80%、90%时，依然非常稳定，远非一般云服务器可及。因此，阿里云判断，这种技术架构将成为云技术的主流，事实也的确如此。

基于第三代神龙架构，阿里云第七代ECS相较于上一代整体算力提升40%，容器部署密度最大可提升6倍，是最佳的云原生载体。神龙架构从软件到硬件为云而设计，这种云原生的、软硬协同的设计思路，运用专用神龙芯片处理虚拟化和转发，让性能大大提升，是真正为云而生的虚拟化架构。

在安全层面，随着上云企业主体从互联网企业到传统企业，尤其是金融、制造和政企等行业客户的深度上云，企业对安全问题愈发重视。

阿里云弹性计算产品负责人王志坤表示，阿里云在2018年发布可信云架构，构建立体化的可信体系，是全球范围内最早一批将SGX技术商业化的云服务商。一直以来，阿里云都在不断探索基于芯片级的高安全能力的数据安全保护能力。

据了解，阿里云第七代云服务器ECS全量搭载了可信芯片，首次全量搭载安全芯片作为硬件可信根，实现服务器的可信启动，确保零篡改。

其次，在可信的基础上，阿里云第七代云服务器ECS还支持加密计算能力，实现运行态数据的可用不可见。

“英特尔第三代至强处理器本身有基于芯片级的SGX加密计算技术，而阿里云也有自己的基于神龙虚拟化加密计算技术，这是完全自研的技术，一方面通过两大加密计算技术的叠加，提供更安全的弹性计算环境，另一方面我们自研的技术也可以做到不依赖其他第三方平台，做到完全自主。”王志坤说。

阿里云认为，技术发展的成熟度、客户体验和政策环境多种因素的作用下，可信计算和加密计算未来将成为云服务器的标配。

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弹性计算的进阶：IaaS+服务

从阿里云弹性计算的创新历程，我们发现IaaS层的创新从未止步。

如张献涛所说，“新的场景总在不断涌现，客户不仅仅是对传统数据中心的需求，在云原生场景中，客户会将云当做一台超级计算机，这要求云本身的能力，计算、存储和网络的要求又提升了一个层次，这些需求在不断倒逼IaaS层的技术变革。”

的确，随着上云的客户越来越丰富，客户的需求已经出现了明显的分化，云需要根据客户需求提供兼备广度和深度的产品形态。

云计算IaaS原来仅是提供通用基础设施，后期开始形成针对不同场垂直景的云服务器家族，譬如阿里云最早云服务器仅有一款通用规格，如今在通用计算、异构计算和高性能计算等不同场景下都有产品，现在已经支持超过300种场景。

与此同时，场景化与垂直化的深耕，以及自动化运维套件的需求开始凸显，客户不仅希望上云，还希望做到高效地管云用云。

阿里云弹性计算率先演进到了第三阶段，提供高效智能的、场景化的IaaS+服务能力。

例如针对人工智能和视觉计算等市场规模较大前景广阔的领域，阿里云提供了专门的软件产品支持。近几年兴起的人工智能技术及制造业上云趋势，对云上算力有着强大需求。阿里云ECS自研的神龙AI加速引擎，为云上AI训练与推理提供深度性能优化，大大提升了云上AI效率。

企业在云上涉及迁移、部署和运维等一系列操作，易用的自动化运维工具将能大提升管理效率。目前，阿里云弹性计算已经围绕云服务器的全生命周期，提供了一整套自动化运维套件，帮助客户低成本构筑云上运维体系。

在实际应用中，弹性伸缩可实现自动化扩容缩容，提升云资源利用率；资源编排服务ROS，帮助某领先SaaS企业将云上部署从2天缩短到2小时；自助实例健康诊断功能则帮助用户快速定位云服务器问题。

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弹性计算的未来：无处不在

云计算理应无处不在，但是物理基础设施有其地理空间的局限，将弹性计算能力放置于客户最需要的地方，让云无处不在，也就成为了云服务商的当务之急。

在北、上、杭、深等一线城市，企业往往与云计算中心Region相距不远，此时业务延时等指标并不难满足，但是当企业需要处理大量数据或满足低延时等需求，本地化部署成为客户非常明确的诉求。另外对产业园区和某些特殊行业，可能有数据不出省或者将公共云部署在自身机房等需求。

因此，阿里云基于飞天统一架构，把计算、存储、网络、安全、数据库这样的五大产品线进行了输出，算力层层下沉，通过四种不同部署形态将飞天公共云延伸到客户需要的地方：

●中心Region：在过去的10多年的时间内，阿里云在全球布局了23个中心Region，主要覆盖经济比较活跃的地区。

●本地云Region：主要覆盖新经济城市，或者说数字经济潜力比较大的地区，满足客户对于低延时、区域网络覆盖的诉求。本地Region的本质仍是公共云，拥有一致的操作体验，开发人员无需担心延迟和性能之间折中的限制。

●边缘云节点：可用于内容分发、视频点播，更适合视频直播、在线教育、云游戏等对时延要求极高的场景。

●现场计算节点：阿里云提供了可在客户本地部署的云盒，开箱即用，将公共云延伸部署到企业数据中心或指定的边缘数据中心，实现软硬全托管免运维、享受和公共云一致的服务体验的计算服务。

张献涛表示，云计算不同部署形态的延伸将带来三方面变化，一是云计算的区域渗透率提升，加速新经济城市的数字创新。云计算扩展到新经济城市，更多企业能就近上云，更加公平地享受科技变革红利。

二是行业渗透率提升，许多传统企业的数字化升级和创新的大大提速。云计算过去互联网行业消费云产品占比最高，未来本地Region与传统行业更相关，比如交通、医疗、零售、工业等本地产业，在云的加持下，每个城市可能都有自己的城市大脑、每家医院和工厂都有医疗大脑、工业大脑。

同时，互联网企业使用IaaS为主，有自己研发应用的能力。而传统企业，使用的更多是SaaS，云平台这些客户提供更上层的服务，也会催生云的自身变革，阿里云将和生态伙伴一起做大生态。

不论云计算的上层发生多么纷繁复杂的变化，弹性计算作为基础的云计算能力，始终考较着云服务商的“内功”，越是基础的，越是核心的，这也应该是阿里云等厂商悟到的颠扑不破的真理。