自UCloud在5月28日的TIC大會上發布“快杰”云主機后，已經過去了近半年的時間，在這半年間，“快杰”憑借優越的性能與極高的性價比，在云主機市場中走出了自己的獨特道路。在這些成果背后，我們用兩個詞來闡述“快杰”的技術理念：All in one & One for all。

All in one & One for all

作為云計算的基石產品，云主機的核心特性決定了云上其它能力的拓展，也直接關乎于用戶的使用體驗。用戶選擇云計算的出發點在于：簡單性，速度和經濟性。但是由于互聯網與IT服務的場景多樣化，業內大多數廠商都是分別推出適應不同場景的云主機類型，但也因此帶給了用戶運維和采購的復雜度。

什么是“All in one”呢？“快杰”將自己定義為“簡單”的產品。簡單不僅意味著使用方便，還意味著多項軟硬件技術的融合，以此為用戶提供超高的產品性能。也就是說，當你面對各種業務場景下CPU、網絡、存儲的不同性能需求時，無需考慮太多因素，“快杰”均可滿足。

這是“快杰”的一組數據：全面搭載Intel最新一代Cascade Lake處理器，配備25G基礎網絡并采用全新的網絡增強2.0方案，支持RDMA-SSD云盤，網絡性能最高可達1000萬PPS，存儲性能最高可達120萬IOPS。

在產品上線之初，我們對“快杰”進行了跑分測試，測試結果顯示，同等規格的配置下，“快杰”的性能明顯優于市場上同類型的云主機產品。舉個例子，在同樣8核16G的配置下，“快杰”的網絡性能較友商高出3倍多，存儲性能有著近4倍的差異。

但是在這樣的高配下，“快杰”的價格提升卻不超過20%，部分配置機型的價格與普通機型價格基本持平或略有下降，云盤價格僅為市場同類產品的60%或者更低。“快杰”云主機用“One for all”的價格紅利將所有技術又通通回饋給了用戶。

“羅馬不是一天建成的”，不論是All in one 還是 One for all，在這些數據的背后，都離不開UCloud在技術上的持續探索和積累。接下來，我們就來聊聊“快杰”背后的技術進階之路。

一、 網絡增強2.0：4倍性能提升+3倍時延下降

網絡通道是嚴重制約云主機性能的瓶頸之一，在這里，值得一提的便是“快杰”在25G智能網卡網絡增強能力方面做出的技術突破。

? 硬件級別的網卡加速

基于云主機網絡性能提升的需求，25G網絡逐漸成為趨勢。但是由于傳統軟件Virtual Switch方案的性能瓶頸：當物理網卡接收報文后，是按照轉發邏輯發送給VHost線程，VHost再傳遞給虛擬機，因此VHost的處理能力就成為了影響虛擬機網絡性能的關鍵。

在調研了業界主流的智能網卡方案之后，我們最終采用了基于Tc Flower Offload的OpenvSwitch開源方案，為“快杰”提供了硬件級別的網卡加速。虛擬機網卡可直接卸載到硬件，繞過宿主機內核，實現虛擬機到網卡的直接數據訪問。相較于傳統方案，新的智能網卡方案在整個Switch的轉發性能為小包24Mpps，單VF的接收性能達15Mpps，使得網卡整體性能提升10倍以上，應用在云主機上，使得“快杰”的網絡能力提升至少4倍，時延降低3倍。

? 技術難點突破：虛擬機的熱遷移

在該方案落地之時，我們遇到了一個技術難題：虛擬機的熱遷移。因為各個廠商的SmartNIC都是基于VF passthrough的方案，而VF的不可遷移性為虛擬機遷移帶來了困難，在此將我們的解決方案分享給大家。

我們發現，用戶不需要手工設置bonding操作或者制作特定的鏡像，可以妥善的解決用戶介入的問題。受此啟發，我們采用了 VF+standby Virtio-net的方式進行虛擬機的遷移。具體遷移過程為：

1、創建虛擬機自帶Virtio-net網卡，隨后在Host上選擇一個VF 作為一個Hostdev的網卡，VPS租用，設置和Virtio-net網卡一樣的MAC地址，attach到虛擬機里面，這樣虛擬機就會對Virtio-net和VF網卡自動形成類似bonding的功能，此時，在Host上對于虛擬機就有兩個網絡Data Plane；

2、Virtio-net backend的tap device在虛擬機啟動時自動加入到Host的OpenvSwitch bridge上，當虛擬機網卡進行切換的時候datapath也需要進行切換。VF attach到虛擬機后，在OpenvSwitch bridge上將VF_repr置換掉tap device；

除此以外，UCloud針對25G智能網卡的其他技術創新可查看：https://mp.weixin.qq.com/s/FUWklPXcRJXWdrWpsQHzrg

二、RDMA-SSD云盤：提供120萬IOPS存儲能力