阿里云全球基础设施布局与基础设施科技创新介绍

冰鸿 · 发表于 2024-10-5 22:50:08

本文介绍了阿里云全球基础设施布局与基础设施科技创新，包含公共云地域、超级数据中心、基础设施四层形态、数据中心、服务器、网络、解决方案科技创新专题等内容。
<h2>一.全球基础设施布局</h2>
<h5>1、公共云地域</h5>
阿里云基础设施目前已面向全球四大洲，开服运营28个公共云地域、85个可用区，此外还拥有5个金融云、政务云专属地域，并且致力于持续的新地域规划和建设，从而更好的满足用户多样化的业务和场景需求。伴随着基础设施的加速投入和深入布局，阿里云将为广大用户享受云计算的优质体验提供坚实基础。

<h5>2、超级数据中心</h5>
由阿里云自行建设并运营维护的超级数据中心，辐射京津冀、长三角、粤港澳三大经济带，为云计算提供超大规模算力支撑，并且在发挥强大计算性能的同时注重资源利用效率的提升，因地制宜，采用绿色清洁能源，如太阳能，风冷，液冷，深层湖水冷却技术等，用实际行动践行绿色发展理念。

<div class="image-caption">超级数据中心图.png

<h5>3、基础设施四层形态</h5>
数字经济的蓬勃和5G通信技术的发展，催生丰富多样的数字业务形态，用户追求更近、更快、更灵活的云计算体验来满足全新需求。阿里云持续推动基础设施的广泛化、精细化布局，基于弹性的飞天架构实现对云边端多形态设施一致化支撑，推动云服务延伸至更广泛的地域和更细分的业务场景，通过公共云中心地域、公共云本地地域、边缘云节点和现场计算节点四层结构体系，普惠飞天算力，驱动数字创新。

中心地域
又称中心Region，目前阿里云在全球运营24个公共云中心地域、81个可用区。中心地域的布局主要围绕一线核心区域，是传统云计算基础设施的典型形态，通过大体量服务器集群为高速增长的云计算需求提供强力支撑。中心地域可以部署阿里云的全量云产品，具有强算力，高弹性，高可用，高可靠，高利用率的特点。中心地域可满足各类机构绝大部分的IT业务需求，可减少用户在业务初期的高额基础设施投入和后期的运维成本，并且在瞬时弹性、大数据分析、海量数据存储以及智能计算等方面有突出优势。
本地地域
又称本地Region，是阿里云全新发布的公共云能力，本地地域的布局主要围绕数字经济活跃及高潜力地区。本地地域与中心地域采用一致的飞天架构，是公共云的小型化输出。本地地域采用单可用区开服，并基于架构的灵活性可实现双可用区扩展。本地地域可部署阿里云计算、存储、数据库、网络、安全五大产品线的五十多款产品，可以较为完备的支撑云计算应用场景的需求。本地地域具有低时延、低成本、一致性的特点，并且侧重于对本地数据处理，IT中心架构低时延平迁上云，数据实时交互等本地化场景的支持。
边缘云节点
边缘云节点由阿里云分布在全球的2800多个边缘计算节点构成，覆盖全球主要热点区域。其中，中国境内拥有超过2300个边缘节点，覆盖31个省级区域，境外拥有超过500个节点，覆盖70多个国家，全网带宽输出能力超过150Tbps。边缘云计算节点基于飞天内核技术架构，主要搭载边缘节点服务ENS，通过靠近客户侧的去中心化小型云计算平台能力，实现了广覆盖、低时延、大带宽的技术特点，为用户提供安全、稳定、可靠的全球内容分发加速服务和边缘计算服务，帮助客户解决在音视频、游戏、终端虚拟化等应用场景中遇到的算力、网络、部署和时延问题。
现场计算节点
现场计算节点在用户机房或业务现场提供算力支撑，目前主要包括采算一体、云端一体、软硬一体的物联网边缘计算系列产品以及云盒。现场计算节点均基于飞天架构，通过与中心地域、本地地域、边缘节点之间的算力协调，实现云边端协同，并将云原生架构体系延伸至用户现场。此外，现场计算节点通过多维度容灾备份，实现对现场业务高可用运行的保障；通过分布式安全管控体系，提升全链路安全防护；通过远程监控体系，实施高效业务部署和维护。阿里云物联网软硬一体计算系列产品当前已布局三十多个业务场景，例如工业制造、数字农业、智慧城市、数字零售等。

<h2>二.基础设施科技创新</h2>
<h5>1、数据中心</h5>
阿里云数据中心通过多年实践，进行了多项技术创新，包含自研新一代、一体化高效的巴拿马电源，可就近冷却、精确制冷并且快速部署、安全可控的阿里云高弹性冷却技术，在数据中心内24小时值守以及第一时间维护的阿里云智能运维机器人，以及业界领先的浸没式液冷技术。

<div class="image-caption">数据中心图.png

<h5>2、服务器</h5>
阿里云服务器研发团队，专注于阿里云基础设施中计算、存储和互联领域，从芯片、部件到整机系统进行持续研发与创新。目前研发成果主要包含服务器方升架构及自研硬件，自研存储硬件Aliflash，以及阿里云异构计算加速平台，通过整体推动阿里云新一代云原生硬件架构落地和服务器新品研发，为阿里云产品构筑从芯片到基础软件系统的核心技术竞争力，满足数字创新大潮下阿里云客户不断增长的对计算存储极致性能需求。

<div class="image-caption">云服务器图.png

<h5>3、网络</h5>
阿里云数据中心网络是基于阿里云网络QoS整体解决方案的全自研数据中心网络系统，具备数据流可视和转发时延精确度量能力，可以精确获取业务流的路径、拥塞、丢包等信息。基于这些业务流的实时状态信息，主机侧与网络设备侧可以协同实现端到端的路径管理、拥塞控制、故障避免，从而给上层应用提供可预期的网络性能，并快速避开网络故障。

<div class="image-caption">网络图.png

<h5>4、解决方案</h5>
阿里云基础设施团队持续研发各类创新技术及解决方案。在智能运维方面，以实现 “建设自动交付、主动优化、自主演进” 的智慧数据中心为愿景，不断推进阿里云全球数据中心和运维体系的 “数字化、自动化、智能化” 建设，探索交付链路的最优解，从而为业务快速发展提供稳定、可靠、高效的服务保障。
<h5>5、科技创新</h5>
A.服务器技术创新

服务器方升架构及自研硬件
阿里云新一代云原生基础设施规范的最佳实践，遵循从芯片、部件到整机及整机柜的软硬件融合一体化设计思想，通过自研异构计算、存储和互联加速硬件技术创新，支持计算存储分离和资源池化等技术架构。同时对传统服务器硬件架构进行重构，优化散热及供电架构，更加模块化通用化，满足云原生大规模数据中心业务需求，全面打造高能效的云原生数据中心新基建。
自研存储硬件AliFlash
基于Alibaba Open Channel SSD规范协议实现全自研的FTL，结合软硬一体存储引擎技术，推出多种产品和解决方案高效灵活适配多种复杂业务场景。新一代AliFlash V5基于自研SSD控制器芯片AliFSC2.0，实现端到端自主掌控和极致优化。
阿里云异构计算加速平台
为数据中心、边缘计算和AIoT场景下各种机器学习算法和应用，以及高性能计算提供统一的编译及软硬件协同优化。平台适配多种机器学习/应用框架，为算法和应用屏蔽异构硬件的架构差异，充分使能各种异构计算加速资源，实现无感知多端快速部署，提升开发效率；为阿里云数据中心计算硬件定制和全栈软件生态系统奠定基础，并构筑强大的核心竞争力。

B.网络技术创新

全自研网络系统
基于AliNOS构建的全自研软硬件系统，采用多平面scale out架构，网络集群内部交换机、网关和光互联软硬件系统均实现自主研发。自研硬件为契合阿里场景进行了模块化设计，具备编程能力，在功能、供应、成本、运维能力进行掌控和优化，AliNOS平台与后端监管控的有机结合，实现高并发网络交付和自动化故障处理能力，快速迭代新功能同时实现全网一体监管控和高效自动化。
端网协同的可预期数据中心网络
阿里云数据中心网络基于设备和芯片构建出的数据流可视化以及精确时延度量的能力，网络可以实时侦测流量的路径、拥塞、丢包等流信息，使得主机侧与网络设备侧可以协同实现端到端的路径管理、拥塞控制、故障避免，给上层应用提供可预期的网络性能，并自主完成网络故障的绕行和恢复。
面向服务的可预期全球互联网络
阿里云全球网络是全面面向服务化、可预期、全可控设计的网络，支持在超大规模计算中心之间、计算中心与边缘节点之间、边缘节点网络内部的调度和智能连接。应用可灵活选择基于SRv6的网络服务；通过高精度的测量和端网融合应用级调度，全球网络可提供可预期的服务质量和可用性；阿里全球网络采用自研协议栈和设备，实现网络整体自主可控，支持快速业务创新。
智能运维
阿里云智能运维团队为用户的数据安全、应用稳定提供了稳固支撑。面向设施及IT设备的软硬结合监控告警系统可保障事件发生后快速发现与通知，监控准确率可达99.99?在容量及能耗管理方面，结合机器学习算法管理机柜的空间、电力和冷量，机柜电力利用率可达75?上；利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据构建的数据中心可视化服务，可分层级、子系统进行分层和一体化展示。

C.数据中心技术创新

巴拿马电源
由阿里云基础设施团队自研的新一代、一体化高效直流不间断电源，全链路效率高达近98?整机及模块裁剪超60?余环节，通过双路直流母联，进一步提高安全性及运行可靠性，并已成为阿里巴巴数据中心标准配电架构。
液冷技术
2016年，阿里云基础设施团队首次推出商用浸没式液冷服务器，并且随后在2017年建立了互联网行业全球首个浸没式液冷服务器集群。2020年1月阿里云联合ODCC向全社会开放“浸没式液冷数据中心技术规范”，并在同年9月迎来了全球规模最大的全浸没式液冷数据中心-阿里云杭州数据中心的开服运营，其年均PUE值可低至1.09，是中国首座绿色等级达5A的液冷数据中心。
阿里云高弹性冷却技术
阿里云高弹性冷却技术实现了就近冷却，精确制冷，支持最高30kW/机柜功率密度；通过弹性功耗控制，大幅提升包间IT电力利用率；通过预制化、模块可靠性设计，实现了快速部署，安全可控。
阿里云智能运维机器人
作为机器人与AI技术在IDC运维的探索，阿里云智能运维机器人实现了在数据中心内24小时值守以及第一时间维修。其中，故障硬盘的检测、定位、更换、销毁，在无人参与的情况下，效率提升近十倍。

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