揭秘2017双11背后的网络－双11的网络产品和技术概览
发布时间：2017-11-17 09:58
引言
大家都知道，2017年双11又创造了新纪录，全天交易额1682亿，交易峰值32.5万笔/秒，支付峰值25.6W笔/秒，狂欢的背后是极其复杂庞大的技术系统，有兴趣的同学可以参考 1682亿背后的技术，其中就有大量阿里云云计算相关的产品和技术，而网络相关产品占据了重要的位置，混合云架构，专有网络VPC，负载均衡SLB，NAT网关，高速通道都是网络产品的典型代表。那么，这些网络产品和技术在双11的狂欢中又起了什么作用呢？对大家的购物有什么影响呢？阿里云网络产品团队通过云栖社区的网络产品双11专题系列文章一一为您揭秘。
下面分别对双11中的主要网络产品－专有网络VPC，负载均衡SLB，NAT网关，高速通道以及混合云架构进行介绍。
VPC－安全的网络容器
专有网络VPC（Virtual Private Cloud）是用户在云上的一个隔离，安全的网络环境，就像是用户在云上的一个私有的网络容器，这个容器和其它用户逻辑上是彻底隔离的，有了这个网络容器后，就可以在这个容器中“放置”需要的云产品和资源，比如负载均衡SLB，RDS等等。
VPC是用户在云上具备网络管理能力的基础，如选择IP地址范围、划分子网、配置网关、实现多低于私网互通以及和云下IDC的互通等，都需要依赖VPC。有了VPC后，用户就能掌控自己的网络。
公共云平台是很多用户共享的平台，双11电商核心的交易、订单、物流等都是在公共云平台上，为了保证双11交易的安全，使用了专有网络VPC进行租户隔离。
如下图所示，双11使用了公共云平台上的一个VPC，这个VPC和其它VPC都是隔离的，禁止通信的。
专有网络VPC使用隧道技术进行逻辑隔离，比经典网络更安全。这么说可能有点抽象，打个比方，VPC使用的隧道技术就好比是在同一条公路上开辟不同的隧道，每个用户有自己独有的隧道，和其它用户的隧道是完全隔离的，而经典网络的安全隔离技术就好比是在同一条公路上有不同的车道，车道之间用隔离带进行隔离，相比而言，没有隧道隔离那么安全。
如下图所示，隧道ID 100和隧道ID 200就对用两个不同用户的VPC，两个VPC中分别有VM1，VM3和VM2，VM4，这2个VPC的VM在各自的隧道上通信，和其它隧道的VM是隔离的。
大家可能会问，一个VPC容量够不够？能不能存下这么多ECS？这个无需担心，公共云平台上有的用户单个VPC已经超过20000台ECS了，在容器环境下，单VPC可也有容纳超5W容器的VPC，可从容应对业务的资源需求。
负载均衡SLB－流量洪峰的调度器
负载均衡SLB产品支持对多台ECS进行流量分发，以提升应用系统的服务能力，长期以来都是关键业务系统的入口。双11亿万用户访问的流量洪峰需要大量的ECS服务器进行处理，而这些ECS的调度都需要依赖负载均衡SLB，负载均衡SLB接收到用户的请求，智能调度到后端的ECS进行处理，并将处理后的结果返回给用户。如下图所示
可以说，双11的流量洪峰能不能扛住，用户沟通体验是不是流畅，负载均衡SLB是关键因素。对于负载均衡来说，最关键的是处理能力和调度效率，转换成具体的技术指标有如下：
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每秒峰值流量
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每秒新建连接数CPS
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最大并发连接数MaxConn
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每秒查询数QPS
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可调度的后端ECS数量
那么，双11负载均衡SLB的表现是怎样的呢，下面是其中一个实例的相关数据
要说明的是，这仅仅是一个实例的数据，双11中负载均衡SLB使用了很多实例。SLB集群根据规模大小有不同的处理能力，常见的公有云集群单个集群可提供超过1亿的最大连接数，超过1000W的每秒新建连接数，集群总带宽640Gbps。
那么，这些数据的背后，双11的负载均衡实例采用了什么样的配置呢？负载均衡集群又做了哪些优化呢？ 推荐阅读 揭秘2017双11背后的网络－直面双11洪峰的负载均衡SLB
NAT网关－支付成功的关键
NAT 网关产品支持SNAT和DNAT功能。SNAT功能即为VPC内无公网ECS提供访问Internet的能力，也支持通过DNAT将公网IP地址映射给VPC ECS，使得VPC ECS可以面向Internet提供服务。
双11中NAT网关主要提供的是SNAT服务，为什么说NAT网关是双11中支付成功的关键呢？ 如下图，当用户选择了自己看中的宝贝后，点击“提交订单”
即会跳转到支付宝进行付款，这个时候就需要通过NAT网关去调用支付宝的支付接口，这就是NAT网关的SNAT功能，参见如下示意图
双11支付宝交易峰值达到25.6W笔/秒，其中每一笔的支付都需要NAT网关，这就需要NAT网关具备超大规模的带宽和超大并发连接，当然还需要具备超强的容灾能力。整个双11期间，其中一个NAT网关的最大连接数就高达300W。
高速通道－全球最大混合云的网络通道
混合云将公共云和云下数据中心通过专线互通，云上云下连成一体，这就是混合云。混合云既可以保护原有线下IDC的投资，又可以充分利用云的弹性，尤其适合双11这样的促销场景。可以说，双11发展到第九年，其意义早已超越消费和零售领域，更是史无前例的社会化大协同，成为商业、经济、科技变革的最大实验场，因此，双11也是全球最大规模混合云架构的极好实践，在这朵云上，商品浏览，订单支付，客户服务，物流查询等等，很多系统调用频繁在公共云和云下数据中心之间进行，已经成为一个紧密的整体，这些云上云下系统调用的背后都依赖混合云网络通道，这就是高速通道。
如下图所示，高速通道有两个重要的功能，一是专线，即将线下IDC和云上VPC连接起来，二是VPC互联，即将不同的VPC［跨地域］连接起来。
那么，双11中高速通道支撑下的混合云架构又是怎样的呢？推荐阅读 揭秘2017双11背后的网络－全球最大混合云架构
基础设施－无处不在的网络技术
除了网络产品本身，网络更是双11其它任何系统或产品的基础设施，比如双11中的数据库，其处理峰值达到4200万次／秒，就依赖底层的网络技术。又如双11晚会的视频直播，再如说弹性计算ECS的网络性能，更依赖存在于宿主机上的无名英雄－虚拟交换机，等等。可以说网络是双11背后千百个系统的基础，是基础的基础，核心的核心。网络无处不在，但网络之于双11的最高境界是购物狂欢中感知不到网络的存在，平稳，丝滑的购物体验就是网络的最大意义。
