夯实云计算底层系统基石，UCloud不断演进全球基础架构能力

夯实云计算底层系统基石，UCloud不断演进全球基础架构能力

今年5月28日，国内领先的云计算技术提供商ucloud(以下简称UCloud)举办了以“维护中性安全，颠覆创新产业链”为主题的UCloud客户交流会暨ThinkinCloud北京交流会。

在本次交流会上，UCloud基础设施服务平台线经理牛俊峰分享了UCloud对云计算技术基础设施的深刻洞察及其设计能力，并详细介绍了全面的公司级云计算技术基础设施解决方案。

基础设施是云计算技术最底层系统软件的基础，也是整体实力最低的。

云计算技术基础设施建设的稳定性和可靠性是云计算公司整体实力最低的。牛俊峰表示，“如果未来云计算技术产品呈现IT信息管理综合服务，那么基础设施将是云计算技术最底层的系统软件基础。”

牛俊峰详细介绍，与云货相比，基础设施有两个特点。第一是基础设施模式重，因为它不同于一般的手机软件架构，它只是基础的物理基础设施，必须大规模聚焦资产；二是基础设施建设节奏慢，因为处于系统软件的最底层，意味着顶层的应用很多。这个应用不容易被编辑和更新，防止底层的变化伤害到顶层的应用，基础架构要相对稳定。

基础设施的这两个特点，在设计、整体规划和建设的全过程中，需要很多更丰富的工作经验和更前瞻的眼光。

【/S2/】UCloud成立七年来，在各项基础设施建设上持续投入巨资，并产生了自己的“向客户展示最好的基础设施建设”的基建理念。

牛俊峰回顾了UCloud数据中心资本建设的全过程。一开始，UCloud的客户集中在北京、上海、广州、中国香港等大城市，UCloud基本都是在这个关键连接点建设数据中心；2017-17年，伴随着客户的帆船业务流程快速发展的趋势，为了给航企的品牌推广以助力，UCloud快速合理的布局了所有国外连接点；随着自身市场和规模的扩大，大中型和超大型数据中心的技术完善，网络连接点仍在中心城市，而存储和多层计算根据当时的要求逐步部署在非中心城市，这样可以利用更强的地理环境、农田和电力工程标准，获得更低的运营成本和更高的经济效益。

此时；差异化和定制化的基础设施建设成为客户的需求。由于这种对客户满意度的歧视，2018UCloud基本建成了福建省GPU可用面积，专门做AI和多层测量。此外，中国北方乌兰察布数据中心的基本建设已经启动。凭借灵活利用当地自然条件的优势，将其作为低成本、可定制的产业基地数据中心，将适用于中国北方地区的计算和冷库业务流程。

基础设施建设是重点，物理网络是信息内容的安全通道。大型空业务流程对全球经济和高可用性的需求对物理网络的定义提出了非常高的挑战。

大型数据中心和经济全球化的发展趋势显然对物理网络提出了更高的要求。根据那个挑战，UCloud首先公布了物理网的DCN4.0架构。

这个架构有三个特点:

首先是高延展性和高容量。DCN4.0架构采用三级CLOS架构，适用于20K到80K的物理连接点。

第二，高速网络。DCN4.0架构应用25G连接设计方案和100G网络密钥聚合设计方案，适用1:1汇聚比，应用高质量以太网接口技术，充分保证DC充足的网络带宽和极低的时延；

三是选择吊舱设计方案。牛俊峰详细介绍:“数据中心基建的整个迭代更新过程是缓慢的，但在手机软件的不断迭代更新中，人们期望展现出手机软件不断升级的网络架构需求的应用。”UCloud将积累的网络设计能力付诸实践，抽象出来生产POD，独立的POD表现出一致的网络能力，将内部系统分区的架构设计方案转化为网络对的商品能力，具有成本的平衡、架构设计方案的进化和自主创新。

当一年网络技术工程师还不能等于给农民工当铲子？物理学决定了高可用性

"在解决了容量问题之后，人们开始关注数据中心的高可用性."牛俊峰详细介绍:“网上有一个搞笑的故事。一年的网络技术工程师工作，比不上农民工的铲子。”建设高可用性基础设施是非常困难的，城域网中的光缆经常会出现这样那样的问题。

为了保证数据中心的可扩展性，防止其受到不确定因素的伤害，UCloud在2018年新发布的network城域网架构中将原来的2pop升级为3pop。所有单个数据中心的易用性从原来的6个9提高到9个9，基础数据中心理论全年“不可用”时间从3分钟变为0.09秒。

针对城域网，UCloud公布了DC集团架构。分组架构按照全网状的结构将相似位置的DC连接起来，作为同一个AZ开放表示服务。这带来了三个好处。第一，十公里内的DC时间，低时可以控制在0.2ms以内，相对的业务流程是无意识的。其次，根据数据冗余和网络带宽，按照100G和400G的高密度波分，向DC集团中部的数据中心呈现了6.4T的大网络带宽，保证了所有业务流程的总流量。第三，翻车升级不断扩大。当原有的数据中心不足时，新的业务流程可以按照构建新一代DC的方法在原有的AZ中发布。此外，新数据中心的商品结构可以链接到原DC集团进行升级和扩展，它拥有所有的数据中心生命周期和卷管理方法。

对于广域网，公布了四种商用架构，包括三种广域网架构和一种边缘网络架构。其中，广域网的三种架构分别是喜来登连接点、网络和网络。喜来登连接点是多区域互联网网络带宽连接的关键。目前23个地区30个BGP出入口，国外近1T网络带宽。UTN网络是多业务流程传输网络，结合UCloud的世界范围基础设施建设，甚至可以让客户根据UTN和UCloud的世界范围基础设施建设，建设自己独立的世界范围基础设施；UBN网络是UCloud在UTN建设的数据网络，主要用于完成总流量的生产调度。包括选播和分布式系统DDos在内的功能都在本地网络上。

牛俊峰还详细介绍了UCloud的《罗马帝国》网络产品。罗马是借助、、UDPN网络、UCloud全球加速连接点，甚至其他运营商的资源打造的。核心思想是向客户展示邻近原则连接和路由协议动态生产调度。重点应用领域是完成最后一公里连接、快速多云互联、低成本。

从数据中心的DCN，到城域网的3POP、DC集团，再到广域网的UTN、UBN、喜来登连接点，最后到边缘的罗马帝国商品，UCloud根据自己对网络架构的理解，为客户展示了一套详细全面的解决方案。

虚拟网络是一个难题，也是一个关键技术点

"虚拟网络是云计算技术的一个难题，也是一个关键技术点."

2013年，UCloud刚刚开始应用虚拟网络，选择EBTables和IPTables进行客户保护。然而，UCloud的团队很快发现，这个技术规范无法向客户展示安全稳定的服务项目。2014年，UCloud的虚拟网络刚刚开始使用SDN技术来完成租户保护，即VPC(虚拟私有云)。此外，第一代虚拟SDN网络交换机导入，物理机器设备导入云计算平台管理系统；2017、2016年引入DPDK卓越性能网关IP进行性能优化；2017年和2017年，VPC2.0升级，原来的经典网络和VPC1.0网络客户都在客户不知情的情况下无缝拼接到了VPC2.0。它包括应用程序IP跨AZ漂移和ULB跨AZ挂载的特征。

自主创新的升级为客户创造了更强的应用体验，但UCloud远不止于此。随着云计算技术产业的发展，传统公司的云业务场景显然对虚拟网络本身的可扩展性、卓越性能和便捷性提出了更高的要求。为解决这一需求，2018UCloud发布了下一代网络架构VPC3.0，包括UXR、智能网关和IPv6。在此阶段，应考虑下一代架构。

UXR具有路由器解耦的特性，使UCloud虚拟网络能够互联云计算平台、物理云、托管云等每一个单一的系统分区，其根据UXR开放接入网关，既完成了每一个业务流程控制模块的解耦，又保证了每一个系统分区都能根据自身的业务规模进行扩展。从而保证了所有网络的并行扩展和开放连接，真正完成了网络的系统分区路由器。此外，根据可编程芯片网络交换机的应用，ucloud推出了国内首款在线自研虚拟网络聚合路由器，保证了6.5T128字节的流畅线速共享和关键虚拟网络机器设备的高速特性。

智能网关基本上是将工业物联网卡应用到UCloud原有的主机上，将原有的虚拟网络封装和共享功能转移到工业物联网卡上，卸载部分硬件配置。按照这种方法，共享能力提高了10倍。这个方案的另一个好处是可以统一VPC的内部架构，使云计算平台在功能和拓扑上与未来的单机裸机保持一致，客户不需要区分云服务器和物理机的区别。

在IPv6层面，UCloud现阶段已经按照NAT64完成了IPv6转换服务项目的连接。此外，根据程控交换机的发展，设计了ulb7，并完成了所有IPv6三层交换机的连接。VPC3.0架构也适用于所有IPv6主动流表，这意味着UCloud可以高质量地应用于纯IPv6网络。

云计算技术不是冷冰冰的技术，更是IT基础设施的服务项目。客户不仅需要单一的产品，还需要多方面的解决方案。基于七年的积累和完善，除了技术和资源，UCloud在大量运营中积累了丰富多彩的管理经验，包括:多层次系统化的监控管理体系、海量视频项目生命周期管理方法、持续向全球生产线交付数据中心自动化技术、高效稳定的SRE运维管理支持点、全方位持续服务项目改进和完善的可靠性。

牛俊峰认为所有的基础设施管理系统最能体现UCloud漫长的技术积累，是包括资源整合能力、架构升级能力、技术研发能力、大量运营能力在内的综合能力的体现。[/s2/]在产业结构升级的新趋势下，UCloud将再次成为与业务流程同行的人才，不断进化世界的基础设施能力并对外开放综合输出，向顶层业务流程和客户展示服务项目，变革颠覆性的创新产业链。