阿里云化架构创新之路

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1、阿里云化架构创新之路21双11推动了阿里技术的进步，它有哪些挑战？·互联网级规模，每天有数亿人在阿里网站上进行交易；·企业级复杂度，每完成一笔交易都需要数百个系统的服务支撑；·金融级的稳定性，每一笔交易都必须保证其完整性和正确性；·双11存在数十倍的业务峰值，要求系统绝对稳定。阿里巴巴9年双11经历下来，交易额增长了280倍、交易峰值增长800多倍、系统数呈现爆发式增长。系统在支撑双11过程中的复杂度和支撑难度以指数级形式上升。双11的峰值的本质是用有限的成本最大化的提升用户体验和集群吞吐能力，用合理的代价解决峰值。

2、面对增长如何发挥规模效应，持续降低单笔交易成本以提升峰值吞吐能力，为用户提供丝般顺滑的浏览和购物体验，是极大的挑战。随着分布式架构、异地多活、限流降级、全链路压测等技术的突破，扩展性和稳定性问题得到了很好的解决。系统架构伴随9年双11的发展一代一代向后演进，每一年都有很大的提高。08年开始阿里巴巴着手系统从由集中式架构变成分布可扩展架构，其中沉淀了大量互联网中间件技术。13年通过异地多活的架构演进，把阿里完整的交易单元部署到全国各个城市站点，实现了地域级水平扩展。这两种技术的叠加解决了整个双11扩展性问题。由于分布式

3、架构的演进，系统稳定性问题开始凸显、系统复杂度急剧上升、多个系统间协同出现问题。我们建设了限流降级、预案体系、线上管理管控体系。在2013年时做了双11备战的核心武器——全链路压测。它能对整个系统的依赖关系里跟双11有关的部分进行完整的用户级的线上大流21量真实场景读写压测，使系统提前经历几次“双11”，验证整个线上生产环境处理能力，及时发现问题并修复。云化架构的演进由于双11本身峰值增长很快，当我们做好了系统的稳定性后，发现硬件、时间、人力成本的消耗很大。成本挑战的出现推动我们解决IT成本的问题，即服务器资源问题。

4、首先来看云化架构演进背景。21上图为阿里业务六个月的峰值数据表。表中两个最大的峰值依次代表双11和双12的交易峰值，其他较小的峰值是日常交易峰值，红线代表日常准备系统服务器资源的处理能力。在13年之前，我们采购大量的服务器资源以支撑双11流量高峰。高峰过去后，长时间低效运行产生很大的资源浪费，这是非常粗放的预算和资源管理模式。阿里的多种业务形态产生了多种集群，每个集群之间运维体系差异较大、各个板块无法互用、资源整体弹性能力不足导致双11无法借用这些资源。每个板块的资源池有不同的buffer，每个资源池的在线率、分配率

5、和利用率无法统一。我们通过云化架构提高整体技术效率和全局资源的弹性复用能力。例如某个不做双11的集群把资源贡献出来给双11的交易使用。由于云能提供双11正需要的弹性能力，所以我们也开始大量使用阿里云来解决双11成本问题，通过拉通技术体系来降低大促和日常整体成本，提出通过云化架构来实现双11单笔交易成本减半的目标。先来梳理一下整个运维体系现状。我们将集群大致分在线服务集群、计算任务集群、ECS集群三类。这三种集群上的资源管理和基础运维、调度都是独立的。它们有各自的调度编排能力，在线服务Sigma调度、计算任务的Fuxi

6、调度、ECS的CloudOpenAPI；它们在生产资源、资源供给、分配方式上也是不同的。在线服务用的是容器、计算任务调度最后生产的是LXC的轻量级隔离封装容器、云生产的是ECS；它们在应用层上运维集群管理也是不一样的。最上层业务层跑的任务也不一样。在线服务器跑的是在线业务如交易搜索广告、有状态的存储。计算集群跑的是大数据分析的任务，云集群跑的是各式各样的外部客户的任务。21通过技术全面云化逐层进行重构升级，建设弹性复用的能力实现全局统一调度。在线任务和计算任务混合部署，通过统一运维部署和资源分配的标准化提高调度效率，

7、以此来实现容量的自动交付。所以我们需要做全面容器化，利用公有云，发挥云的弹性能力，减小自采基础设施的投入。通过混合云弹性架构和一键建站复用阿里云的能力，降低双11的成本。利用阿里云做到以前一年的资源持有时间缩减到只需1-2个月。统一调度体系始于2011年建设的Sigma是服务阿里巴巴在线业务的调度系统，围绕Sigma有一整套以调度为中心的集群管理体系。21Sigma是有Alikenel、SigmaSlave、SigmaMaster三层大脑联动合作，Alikenel部署在每一台NC上，对内核进行增强，在资源分配、时间片

8、分配上进行灵活的按优先级和策略调整，对任务的时延，任务时间片的抢占、不合理抢占的驱逐都能通过上层的规则配置自行决策。SigmaSlave可以在本机上进行CPU的分配、应急场景的处理。通过本机Slave对时延敏感任务快速做出决策和响应，避免因全局决策处理时间长带来的业务损失。SigmaMaster是一个最强的大脑，它可以统揽全局，为大量物理机的容