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继AWS Nitro和阿里云神龙,京东造起了“京刚”

作者:雷锋网
2021/03/09 07:27

继AWS Nitro和阿里云神龙,京东造起了“京刚”

一直以来,虚拟化是云计算领域的核心技术,其特色在于传统物理机虽性能强大但部署不便且难扩展,而虚拟化则以软件技术将硬件做资源切分,从而实现云计算所谓的“弹性、共享”等优点,在成本、效率上表现不俗。

然而,随着数据洪流不断涌现,云市场教育逐步拓深,大客户把自己的业务搬到云上,对核心数据库的安全、隔离有硬性指标要求,对高性能也有要求,开始对传统虚拟化提出更多渴望。

这种现实情况下,生产一个既兼具物理机的性能同时又能提供虚拟机体验的产品就势在必行了。

不过,这种产品必须依托的是软硬一体的虚拟化架构。在云计算领域,目前AWS已经推出Nitro架构,阿里云也已推出神龙架构(X-Dragon),二者均对虚拟化做了很好的底层创新。

发动虚拟化架构的“奇袭”

在云计算领域,一直存在一种说法:只有电商公司才能把云做好,这是因为天生的应对流量洪峰的基因所在。

尽管目前微软、谷歌以及腾讯等已经在云上做出了不错的成绩,但是AWS和阿里云的成功似乎侧面验证了这句话的合理性。

眼下,巨头京东正撕去自己电商公司的标签,坚决走上技术转型的道路。作为其技术输出窗口的京东云,默默研发硬核实力,构筑核心技术护城河。

近日,经历架构调整和品牌整合,京东科技旗下品牌京东云正式发布自研软硬一体虚拟化架构—京刚,并声称“全面支撑第四代计算产品”。以此同时,京东云还推出了高性价比的第四代云主机。

这一重磅问世,意味着电商巨头云在“自研虚拟化架构”这同一赛道合流。业界注意到,“软硬一体”和“自研”,成为了京刚架构的最大特色,也是其最大赢面。

继AWS Nitro和阿里云神龙,京东造起了“京刚”

如何理解“软硬一体”?

雷锋网了解到,虚拟化技术是云计算最核心的技术,海量服务器需要通过虚拟化的技术形成大的资源池,其重要性不言而喻。京刚架构与传统计算架构相比,打破了物理机和虚拟机的隔阂,既保留了物理机的性能优势,又具备虚拟机的弹性资源优势,秒级交付的特性能够更好地满足大中型企业高性能弹性计算需求。

“自研”能力上,京刚核心功能模块全部源自京东云自研虚拟化技术,实现了专有场景芯片自主研发技术的突破。京刚智能芯片的核心能力在于,实现使用硬件替代软件完成核心虚拟化工作。

性能“跨界”,Nitro、神龙、京刚怎么做?

一般而言,实现“软件的硬件化处理”,是将这个硬件做成一个网卡,插在卡槽上,硬件层面还有一个层做在Bios之上,操作系统之下,负责硬件资源的切分。云主机的性能扩展不需要占用CPU资源,显著提升性能的可扩展性。

这种方式为传统企业应用上云打开了一扇方便之门。

2017年, Amazon EC2 的研发负责人Peter DeSantis首次宣布 AWS 在 EC2 架构的新演进——Nitro 系统架构,这次重磅发布让外界看到了这家巨头的新选择。在 Nitro 系统架构中,网络、存储、安全管理及监控都从传统实例中解耦,被迁移到专属硬件中,这些功能都将模块化、微服务化,使其能够快速迁移并且随时能够根据新的需求而演进。

阿里云的神龙架构是通过一个PCIe的MoC卡(实际是一个包含CPU、内存、磁盘、智能网卡的系统)把Hypervisor、带外管理功能都卸载到这个卡上。MoC卡对外可以连接EBS存储和VPC网络,通过virtio(一种半虚拟化的设备抽象接口规范)访问IO设备,实现裸金属和虚拟化同样的扩展和管理功能,和现有云环境可以通过私有接口或Open API无缝集成。

京东云的技术专家告诉雷锋网:京东云自 2019 年推出裸金属云主机后,一直紧跟服务器行业软硬件技术的革新。通过京刚智能芯片实现网络和存储数据的高速转发和所有管理控制逻辑,并通过芯片加速引擎,将存储、网络及所有管控面的功能都下沉到芯片中。

具体来看,京刚智能芯片卸载网络转发和存储IO功能,让硬件性能不受损,支持了业界标准的SRIOV虚拟化技术,保证设备虚拟化无开销;此外实现了云原生的Virtio-Net和Virtio-Blk设备模型,兼容性更好;同时芯片级的硬件隔离技术,更加安全可靠。

而自主研发的智能网卡,则是基于英特尔® C5000X-PL 和英特尔® 至强® D芯片,全面利用英特尔®FPGA的可编程能力,能够大幅提高端口速度,提升网卡的业务灵活性,通过 FPGA 和至强 D 芯片协同来定制并优化网络负载。

“总体而言,京刚是京东云第三代虚拟化技术的典型代表,它为云而生,全面支持云主机、裸金属、容器。”京东云技术专家表示,目前,京刚架构已经成功应用于京东618、京东健康疫苗预约与核酸检测等业务场景,解决高峰值的性能瓶颈问题。

2020年京东618,京东平台累计下单金额超2692亿元,创下新高。面对数百亿访问流量、每秒数百万次的高并发请求,数十亿的实时消息推送,承载京东集团核心业务系统的京东云,顺利实现几百个上下游系统的精准协同,100%订单云上完成,全天核心服务不降级、零重大事故。支撑这一世界级挑战场景的,正是基于京刚架构高弹性、高稳定和高性能云主机。

从自研芯片、智能网卡,到自研软硬一体虚拟化架构,京东云京刚打通了芯片、软件与硬件的割裂,实现了更好的协同,通过计算架构的升级解决了性能损耗这一IT系统的难题,未来将在更多业务场景中提供媲美物理机的性能。

当然,从电商场景走向更广泛的业务领域,是云厂商的宿命。当前,数字化转型依然是最大背景,“数字中国”的目标在2021年的两会中继续得到重申,政府、金融、能源等行业用户将业务转移云上,这个长途中,我们势必会遭遇5G和AI、IoT所带来的数据洪流。而对性能更强的虚拟化平台、云主机产品的青睐也在得到验证,核心业务、敏感业务的上云需求正在被满足,云的优越性越来越走向大众共识。(雷锋网(公众号:雷锋网)

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