揭秘2017雙11背後的網路-雙11的網路產品和技術概覽

引言

大家都知道,2017年雙11又創造了新紀錄,全天交易額1682億,交易峰值32.5萬筆/秒,支付峰值25.6W筆/秒,狂歡的背後是極其複雜龐大的技術系統,有興趣的同學可以參考 1682億背後的技術,其中就有大量阿里云云計算相關的產品和技術,而網路相關產品佔據了重要的位置,混合雲架構,專有網路VPC,負載均衡SLB,NAT網關,高速通道都是網路產品的典型代表。那麼,這些網路產品和技術在雙11的狂歡中又起了什麼作用呢?對大家的購物有什麼影響呢?阿里雲網路產品團隊通過雲棲社區的網路產品雙11專題系列文章一一為您揭秘

揭秘2017雙11背後的網路-一張圖讀懂2017雙11中的網路產品和技術

揭秘2017雙11背後的網路-雙11的網路產品和技術概覽

揭秘2017雙11背後的網路-直面雙11洪峰的負載均衡SLB

揭秘2017雙11背後的網路-全球最大混合雲架構

註:如果對網路產品還不太了解的,推薦閱讀 一張圖看懂阿里雲網路產品[一]網路產品概覽

下面分別對雙11中的主要網路產品-專有網路VPC,負載均衡SLB,NAT網關,高速通道以及混合雲架構進行介紹

VPC-安全的網路容器

專有網路VPC(Virtual Private Cloud)是用戶在雲上的一個隔離,安全的網路環境,就像是用戶在雲上的一個私有的網路容器,這個容器和其它用戶邏輯上是徹底隔離的,有了這個網路容器後,就可以在這個容器中「放置」需要的雲產品和資源,比如負載均衡SLB,RDS等等。

VPC是用戶在雲上具備網路管理能力的基礎,如選擇IP地址範圍、劃分子網、配置網關、實現多低於私網互通以及和雲下IDC的互通等,都需要依賴VPC。有了VPC後,用戶就能掌控自己的網路。

公共雲平台是很多用戶共享的平台,雙11電商核心的交易、訂單、物流等都是在公共雲平台上,為了保證雙11交易的安全,使用了專有網路VPC進行租戶隔離。

如下圖所示,雙11使用了公共雲平台上的一個VPC,這個VPC和其它VPC都是隔離的,禁止通信的。

專有網路VPC使用隧道技術進行邏輯隔離,比經典網路更安全。這麼說可能有點抽象,打個比方,VPC使用的隧道技術就好比是在同一條公路上開闢不同的隧道,每個用戶有自己獨有的隧道,和其它用戶的隧道是完全隔離的,而經典網路的安全隔離技術就好比是在同一條公路上有不同的車道,車道之間用隔離帶進行隔離,相比而言,沒有隧道隔離那麼安全。

如下圖所示,隧道ID 100和隧道ID 200就對用兩個不同用戶的VPC,兩個VPC中分別有VM1,VM3和VM2,VM4,這2個VPC的VM在各自的隧道上通信,和其它隧道的VM是隔離的。

大家可能會問,一個VPC容量夠不夠?能不能存下這麼多ECS?這個無需擔心,公共雲平台上有的用戶單個VPC已經超過20000台ECS了,在容器環境下,單VPC可也有容納超5W容器的VPC,可從容應對業務的資源需求。

負載均衡SLB-流量洪峰的調度器

負載均衡SLB產品支持對多台ECS進行流量分發,以提升應用系統的服務能力,長期以來都是關鍵業務系統的入口。雙11億萬用戶訪問的流量洪峰需要大量的ECS伺服器進行處理,而這些ECS的調度都需要依賴負載均衡SLB,負載均衡SLB接收到用戶的請求,智能調度到後端的ECS進行處理,並將處理後的結果返回給用戶。如下圖所示

可以說,雙11的流量洪峰能不能扛住,用戶溝通體驗是不是流暢,負載均衡SLB是關鍵因素。對於負載均衡來說,最關鍵的是處理能力和調度效率,轉換成具體的技術指標有如下:

每秒峰值流量

每秒新建連接數CPS

最大並發連接數MaxConn

每秒查詢數QPS

可調度的後端ECS數量

那麼,雙11負載均衡SLB的表現是怎樣的呢,下面是其中一個實例的相關數據

要說明的是,這僅僅是一個實例的數據,雙11中負載均衡SLB使用了很多實例。SLB集群根據規模大小有不同的處理能力,常見的公有雲集群單個集群可提供超過1億的最大連接數,超過1000W的每秒新建連接數,集群總帶寬640Gbps。

那麼,這些數據的背後,雙11的負載均衡實例採用了什麼樣的配置呢?負載均衡集群又做了哪些優化呢? 推薦閱讀 揭秘2017雙11背後的網路-直面雙11洪峰的負載均衡SLB

NAT網關-支付成功的關鍵

NAT 網關產品支持SNAT和DNAT功能。SNAT功能即為VPC內無公網ECS提供訪問Internet的能力,也支持通過DNAT將公網IP地址映射給VPC ECS,使得VPC ECS可以面向Internet提供服務。

雙11中NAT網關主要提供的是SNAT服務,為什麼說NAT網關是雙11中支付成功的關鍵呢? 如下圖,當用戶選擇了自己看中的寶貝後,點擊「提交訂單」

即會跳轉到支付寶進行付款,這個時候就需要通過NAT網關去調用支付寶的支付介面,這就是NAT網關的SNAT功能,參見如下示意圖

雙11支付寶交易峰值達到25.6W筆/秒,其中每一筆的支付都需要NAT網關,這就需要NAT網關具備超大規模的帶寬和超大並發連接,當然還需要具備超強的容災能力。整個雙11期間,其中一個NAT網關的最大連接數就高達300W。

高速通道-全球最大混合雲的網路通道

混合雲將公共雲和雲下數據中心通過專線互通,雲上雲下連成一體,這就是混合雲。混合雲既可以保護原有線下IDC的投資,又可以充分利用雲的彈性,尤其適合雙11這樣的促銷場景。可以說,雙11發展到第九年,其意義早已超越消費和零售領域,更是史無前例的社會化大協同,成為商業、經濟、科技變革的最大實驗場,因此,雙11也是全球最大規模混合雲架構的極好實踐,在這朵雲上,商品瀏覽,訂單支付,客戶服務,物流查詢等等,很多系統調用頻繁在公共雲和雲下數據中心之間進行,已經成為一個緊密的整體,這些雲上雲下系統調用的背後都依賴混合雲網路通道,這就是高速通道。

如下圖所示,高速通道有兩個重要的功能,一是專線,即將線下IDC和雲上VPC連接起來,二是VPC互聯,即將不同的VPC[跨地域]連接起來。

那麼,雙11中高速通道支撐下的混合雲架構又是怎樣的呢?推薦閱讀 揭秘2017雙11背後的網路-全球最大混合雲架構

基礎設施-無處不在的網路技術

除了網路產品本身,網路更是雙11其它任何系統或產品的基礎設施,比如雙11中的資料庫,其處理峰值達到4200萬次/秒,就依賴底層的網路技術。又如雙11晚會的視頻直播,再如說彈性計算ECS的網路性能,更依賴存在於宿主機上的無名英雄-虛擬交換機,等等。可以說網路是雙11背後千百個系統的基礎,是基礎的基礎,核心的核心。網路無處不在,但網路之於雙11的最高境界是購物狂歡中感知不到網路的存在,平穩,絲滑的購物體驗就是網路的最大意義。

作者:我是李泉,阿里雲高級產品專家

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