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《弹性计算：无处不在的算力（全彩）》以阿里云弹性计算团队的起源、发展、成就作为切入点，描述了弹性计算涉及的计算、存储、网络、安全、稳定性等产品技术架构，权威定义了云计算产业的弹性计算。此 外，本书对弹性裸金属、容器、异构、超算、函数计算等新潮技术一一做了介绍，并通过数个典型案例展示弹性计算的用户场景。

本书可作为云计算爱好者了解基本概念的阅读材料，或作为资深技术专家的全面参考书，也可用于帮助云计算企业用户理解技术的内涵。

第1章　开篇 / 1

1.1　弹性计算是什么 / 2

1.1.1　弹性计算的形态 / 3

1.1.2　弹性计算的构成 / 3

1.1.3　弹性计算的业务模式 / 4

1.1.4　弹性计算的使用方式 / 5

1.1.5　弹性计算的地位 / 5

1.1.6　弹性计算的演进过程 / 6

1.2　弹性计算的价值 / 7

1.2.1　高可用和高可靠 / 7

1.2.2　更安全 / 9

1.2.3　高性能 / 10

1.2.4　大弹性 / 11

1.2.5　高效率 / 13

1.2.6　省成本 / 13

1.3　弹性计算的使用场景 / 14

1.3.1　日常计算需求 / 15

1.3.2　互联网服务 / 15

1.3.3　海量计算和存储 / 15

1.3.4　流量短时高峰 / 16

1.3.5　高可用与分布式 / 16

1.3.6　批处理任务 / 16

1.3.7　专用硬件加速 / 16

1.4　弹性计算的技术架构 / 16

1.4.1　工作原理 / 16

1.4.2　总体架构 / 18

1.4.3　控制面 / 19

1.4.4　数据面 / 21

1.4.5　物理设施层 / 23

1.5　小结 / 23

第2章　弹性计算产品家族 / 25

2.1　云服务器开天地 / 26

2.1.1　ECS实例 / 28

2.1.2　弹性块存储 / 30

2.1.3　虚拟网络 / 31

2.1.4　镜像 / 32

2.1.5　快照 / 33

2.1.6　专有宿主机 / 34

2.2　容器和云原生时代兴起 / 35

2.2.1　容器服务 / 36

2.2.2　弹性容器实例 / 36

2.2.3　函数计算 / 36

2.3　裸金属的复兴 / 37

2.3.1　弹性裸金属服务器 / 37

2.3.2　超级计算集群 / 38

2.4　运维辅助类产品加持 / 38

2.4.1　资源编排服务 / 38

2.4.2　运维编排服务 / 39

2.4.3　弹性伸缩 / 40

2.4.4　弹性供应 / 42

2.4.5　迁移中心 / 43

2.5　IaaS+和PaaS类计算产品 / 44

2.5.1　轻量应用服务器 / 45

2.5.2　批量计算 / 45

2.5.3　大数据处理E-MapReduce / 46

2.5.4　弹性高性能计算E-HPC / 47

2.6　小结 / 48

第3章　计算产品和技术 / 51

3.1　云计算技术概述 / 52

3.2　虚拟机云服务器 / 54

3.2.1　功能特点 / 54

3.2.2　适用场景 / 55

3.2.3　虚拟化技术 / 56

3.2.4　调度技术 / 67

3.2.5　Guest OS / 73

3.3　弹性裸金属服务器和神龙虚拟化 / 81

3.3.1　功能特点 / 81

3.3.2　适用场景 / 85

3.3.3　弹性裸金属技术 / 87

3.4　异构计算云服务和AI加速器 / 93

3.4.1　功能特点 / 94

3.4.2　适用场景 / 96

3.4.3　GPU虚拟化技术 / 101

3.4.4　FPGA虚拟化技术 / 108

3.4.5　EAIS软件池化技术 / 114

3.4.6　AI加速器及其性能优化技术 / 115

3.5　云上高性能计算 / 118

3.5.1　功能特点 / 119

3.5.2　适用场景 / 123

3.5.3　超算产品的关键技术 / 129

3.6　容器服务与弹性容器实例 / 141

3.6.1　功能特点 / 142

3.6.2　适用场景 / 146

3.6.3　实现技术 / 148

3.7　函数计算 / 156

3.7.1　功能特点 / 156

3.7.2　适用场景 / 157

3.7.3　函数计算系统设计 / 159

3.8　小结 / 164

第４章　弹性块存储 / 167

4.1　弹性块存储概述 / 168

4.2　云盘 / 171

4.2.1　功能特点和适用场景 / 171

4.2.2　核心架构和技术 / 184

4.3　共享云盘 / 205

4.3.1　功能特点 / 205

4.3.2　适用场景 / 207

4.3.2　共享互斥 / 210

4.4　本地盘 / 212

4.4.1　功能特点和适用场景 / 212

4.4.2　核心技术 / 216

4.5　小结 / 223

第5章　虚拟网络 / 225

5.1　虚拟网络概述 / 226

5.2　弹性网卡 / 227

5.2.1　功能特点 / 227

5.2.2　适用场景 / 229

5.2.3　最佳实践 / 230

5.3　弹性IP 地址 / 231

5.3.1　适用场景 / 231

5.3.2　最佳实践 / 236

5.4　路由表 / 239

5.4.1　功能特点 / 240

5.4.2　适用场景 / 241

5.4.3　最佳实践 / 243

5.5　安全组 / 245

5.5.1　功能特点 / 246

5.5.2　适用场景 / 247

5.5.3　最佳实践 / 248

5.6　子网 / 250

5.6.1　网络ACL / 251

5.6.2　适用场景 / 252

5.6.3　最佳实践 / 253

5.7　流量控制 / 254

5.7.1　功能特点 / 254

5.7.2　适用场景 / 256

5.7.3　最佳实践 / 257

5.8　VPC流日志 / 258

5.8.1　功能特点 / 258

5.8.2　适用场景 / 260

5.8.3　技术实现 / 260

5.8.4　最佳实践 / 262

5.9　小结 / 262

第6章　成本和弹性 / 263

6.1　IT基础设施投入成本构成 / 265

6.2　云上的IT基础设施投入成本 / 266

6.2.1　批量成本 / 266

6.2.2　资源利用率 / 267

6.2.3　扩容和容灾 / 269

6.2.4　批次运维 / 270

6.2.5　服务质量 / 271

6.3　云上资源付费方式 / 272

6.3.1　后付费 / 273

6.3.2　预付费 / 275

6.4　弹性计算如何满足弹性需求 / 277

6.4.1　狭义弹性场景 / 277

6.4.2　广义弹性场景 / 279

6.5　使用弹性能力 / 280

6.5.1　弹性伸缩 / 280

6.5.2　弹性供应 / 281

6.5.3　弹性交付效率 / 282

6.6　云上成本优化的最佳实践 / 283

6.6.1　离线/在线资源混用 / 283

6.6.2　依赖地域成本差异，部署优化业务成本 / 283

6.7　弹性能力的幕后英雄 / 284

6.7.1　管控 / 284

6.7.2　调度 / 286

6.7.3　库存 / 289

6.8　小结 / 291

第7章　稳定性和运维 / 293

7.1　概述 / 294

7.1.1　稳定性的基本概念 / 294

7.1.2　稳定性工程体系 / 297

7.2　计算实例的稳定性 / 298

7.2.1　高稳定性的产品设计 / 298

7.2.2　面向失败的系统设计 / 306

7.2.3　异常预测思维 / 311

7.3　管控的稳定性 / 314

7.3.1　稳定的架构设计 / 315

7.3.2　发布和测试 / 322

7.3.3　监控和自动修复 / 326

7.4　用户侧稳定性 / 328

7.4.1　运维概述 / 328

7.4.2　用户侧运维工具 / 331

7.5　小结 / 347

第8章　云上安全 / 349

8.1　云上安全体系构成 / 350

8.2　云平台侧安全 / 352

8.2.1　云产品安全 / 352

8.2.2　虚拟化安全 / 360

8.2.3　身份和访问控制 / 363

8.2.4　物理安全 / 364

8.2.5　硬件安全 / 366

8.3　用户侧安全 / 368

8.3.1　ECS主机安全 / 369

8.3.2　容器安全 / 370

8.3.3　网络安全 / 371

8.3.4　用户身份和访问控制 / 372

8.4　小结 / 375

第9章　客户案例 / 377

9.1　客户Ａ：著名奢侈品电商 / 378

9.1.1　客户背景分析 / 378

9.1.2　可用方案分析 / 379

9.1.3　落地的迁云解决方案 / 380

9.1.4　上云后的收益 / 381

9.2　客户B：知名本地生活平台 / 382

9.2.1　客户背景分析 / 382

9.2.2　上云需求 / 382

9.2.3　落地的迁云解决方案 / 382

9.2.4　上云后的收益 / 384

9.3　客户C：老牌网络下载服务商 / 386

9.3.1　客户背景分析 / 386

9.3.2　上云需求 / 386

9.3.3　落地的迁云解决方案 / 386

9.3.4　上云后的收益 / 388

第10章　展望 / 391

10.1　稳定性 / 392

10.2　安全 / 392

10.3　性能 / 393

10.4　弹性 / 393

10.5　Infrastructure as Code / 394

10.6　容器和 Kubernetes / 394

10.7　Serverless / 394

10.8　小结 / 395

阿里云基础产品委员会主要负责阿里云的计算、存储、网络、安全、云原生、稳定性等产品技术架构设计与开发，权威定义了包括弹性计算在内的云计算产业标准。

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普通云盘的性能，尤其是毫秒级时延，很难满足云计算用户的期望、相

第二阶段：高效云盘

硬件故障率、慢盘、IO毛刺，都会给云上业务应用的正常运行带来不确定、

了不少用户，为此云服务提供商也需要付出不小的运维代价，还增加了对用户对护航保障的工作。2013年，企业级SD进入数据中心，SSD的IOPS、时延，以及年故障率相对于机械磁盘，都有上百倍的优化，有了质的飞跃。当然SSD高性能和高稳定性的背后是高昂的成本。如何通过SSD来提升普通云盘的性能，在当时是个

通过高速设备SD对低速设备 SATA HIDD磁盘进行加速，一合服务器通过的课题。

一定比例的SSD作为存備层对IO进行加速，IO数据先存储在SSD磁盘，后合

将SSD上的数据转储到 SATA HDD磁盘，从而在一定程度上兼顾了SSD的高性能与SDD低速存储设备的大容量，同时对IO毛刺也有很好的优化。经过S9D加速，单盘IOPS高达数千级别，云上应用因此能得到很好的服务保障。SSD存储技术推动了云计算实践的落地。

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高效云盘虽然满足了普通应用场景的IO诉求，但是对于一些高端场景如库、 Elasticsearch等，还是显得有些力不从心。万兆网络+全SSD存储技术呼之欲出，在带宽、时延、OPS方面都做到全面提升。阿里云在2015年开始推出SSD云盘服务，中间经过多次的软件技术架构优化，如计算存储分离、单个O请求生命周期始终在同一个线程处理、轻量级协程的运用、异常场景转储读/写机制、多链接机制等，将SSD云盘的性能推向一个新的高度。2017年8月9日，在弹性计算发布会的现场，单虚拟机的IOPS极限能力高达秒18万次以上，单路时延500s左右，如图44所示。

第四阶段：ESSD云盘

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书籍介绍

《弹性计算：无处不在的算力（全彩）》以阿里云弹性计算团队的起源、发展、成就作为切入点，描述了弹性计算涉及的计算、存储、网络、安全、稳定性等产品技术架构，权威定义了云计算产业的弹性计算。此 外，本书对弹性裸金属、容器、异构、超算、函数计算等新潮技术一一做了介绍，并通过数个典型案例展示弹性计算的用户场景。

本书可作为云计算爱好者了解基本概念的阅读材料，或作为资深技术专家的全面参考书，也可用于帮助云计算企业用户理解技术的内涵。