第二章      阿里云概念解析

    在介绍SAP云上解决方案之前，我们有必要为读者介绍阿里云上产品的概念，虽然各云厂商在命名上差别比较大，但在概念上大同小异，我们将这些云上概念分门别类归为全球基础设施、云服务器资源、云网络、云存储、云安全。以使得读者在做上云转型过程中，能够对已经熟悉的线下概念在云上有对应，从而快速理解云上概念，进而对SAP在阿里云的部署环境能够快速掌握，也在宏观微观上更加了解阿里云，从而对架构设计与应用决策得心应手。

 

2.1 全球基础设施

    尽管云上的资源是虚拟的，但是虚拟资源也是由实际的物理资源来支撑，在云上选择应用的时候也会涉及使用到一些概念，主要有地域可用区的概念。很多第一次接触云计算的朋友，光看这两个名字的字面意义，虽然也能够猜出大致的意思，但深入的学习了解云计算一段时间之后，才能深刻的体会这两个概念对于云计算的重要影响。包括国内其他云计算服务商，也是过了很长时间才陆续在产品中引入可用区的设计的。

 

2.1.1地域

    地域的概念比较好理解，就是物理上一定区域内的数据中心集合，通常以城市为单位由同城的若干数据中心组成，相对应的可以理解为与线下城域网相似的概念，因为跨地域的数据中心之间的带宽无法满足内网需求，所以不同地域的资源之间默认是不通的，需要引入其他产品例如高速通道才可互通。当然，随着骨干网络等物理层基础设施的发展，未来跨地域内网连通并非完全不可能的事情。

 

 

阿里云目前提供华东 1、华东 2、华北 1、华北 2、华北 3、华北 5、华南 1、香港、美国西部 1、美国东部 1、亚太东南 1、亚太东南 2、亚太东南 3、亚太东南 5、亚太南部 1、亚太东北 1、欧洲中部 1、中东东部 1 等地域。

 

  华东 1、华东 2、华北 1 、华北 2、华北 3、华北 5、华南 1 地域数据中心提供多线 BGP 骨干网线路，网络能力覆盖中国各省市，实现稳定高速中国大陆地域访问。

  香港地域数据中心提供国际带宽访问，覆盖香港、东南亚等地域。

  亚太东南 1 数据中心合作伙伴为 SingTel（新加坡电信），是东南亚优势运营商，公司业务能力、成熟度各方面非常可靠，可以满足周边用户需求。

  亚太东南 2 数据中心位于澳大利亚的悉尼。

 亚太东南 3 数据中心位于马来西亚的吉隆坡。

  亚太东南 5 数据中心位于印度尼西亚的雅加达。

  亚太南部 1 数据中心位于印度的孟买。

  亚太东北 1 数据中心位于日本东京。

  美国西部 1 地域数据中心位于美国西部硅谷，通过 BGP 线路直接接连多家美国运营商骨干网，可覆盖全美，同时可以很好的辐射南美洲和欧洲大陆。

  美国东部 1 地域数据中心位于美国东部弗吉尼亚。

  欧洲中部 1 数据中心位于德国法兰克福。

  中东东部 1 数据中心位于阿联酋的迪拜

 

 

中国大陆如何选择地域
 
     一般情况下建议选择和您目标用户所在地域最为接近的数据中心，可以进一步提升用户访问速度。不过，在基础设施、BGP 网络品质、服务质量、云服务器操作使用与配置等方面，阿里云中国大陆地域数据中心没有太大区别。中国大陆 BGP 网络可以保证全国地域的快速访问。 

 
其他国家和地区如何选择地域
 
 
国际地域提供国际带宽，主要面向非中国大陆地区用户。如果您在中国大陆，访问延迟可能稍高，不建议您使用。

 

  对香港、东南亚有需求的用户，可以选择香港地域或亚太东南 1、亚太东南 3、亚太东南 5地域。

  对印度有需求的用户，可以选择亚太南部 1地域。

  对日、韩有需求的用户，可以选择亚太东北 1地域。

  对澳大利亚地区有需求的用户，可以选择亚太东南 2地域。

  对美洲有需求用户，可以选择美国东部 1、美国西部 1地域。

  对欧洲大陆有需求的用户，可以选择欧洲中部 1 地域。

  中东用户，可以选择中东东部 1 地域。

 

 

2.1.2可用区

可用区是指在同一地域内，电力和网络独立维护的物理区域。同一可用区内的资源之间网络延时更小。可以把可用区理解对应为一个独立的数据中心，在同一地域内可用区与可用区之间内网互通，可用区之间能做到故障隔离。

不同可用区之间的内网是连通的，但响应时间比同一个可用区之内要慢一些，可用区内延迟在1ms内，可用区之间在3ms之内。所以，在实际应用中，如果需要考虑同城容灾或者同城双活，需要尽量将应用和数据库分布部署在不同的可用区。如果对响应时间高度敏感，则建议部署在同一个可用区内。

    所以是否将云服务器实例放在同一可用区内，主要取决于对容灾能力和网络延时的要求。如果您的应用需要较高的容灾能力，建议您将实例部署在同一地域的不同可用区内。

    如果您的应用在实例之间需要较低的网络时延，则建议您将云资源创建在相同的可用区内。

 

 

  

阿里云在中国大陆的地域与可用区分布如下：

 

地域名称	所在城市	可用区数量
华北1	青岛	2
华北2	北京	6
华北3	张家口	1
华北5	呼和浩特	1
华东1	杭州	6
华东2	上海	5
华南1	深圳	4

 

阿里云在其他地区的地域与可用区分布如下：

 

地域名称	所在城市	可用区数量
香港	香港	3
亚太东南1	新加坡	2
亚太东南2	悉尼	1
亚太东南3	吉隆坡	1
亚太东南5	雅加达	1
亚太南部1	孟买	1
亚太东北1	东京	1
美国东部1	硅谷	2
美国西部1	弗吉尼亚	2
欧洲中部1	法兰克福	2
中东东部1	迪拜	1

 

（由于以上数据更新比较频繁，请以官网最终结果为准）

 

  

2.1.3 阿里云千岛湖数据中心简介

 2015年9月8日，采用湖水制冷的阿里云浙江千岛湖数据中心宣布正式启用，全年平均PUE1.3，无论是水冷本身，还是数据中心的设计和建设，以及其所采用的硬件和软件技术，都代表世界最先进技术。

阿里云的各类数据中心正在充分利用自然资源，空气冷却、水冷、油浴，冰山下，北极圈，防空洞，创意无处不在。

 

湖水冷却数据中心技术细节

 

如果单从规模来看，阿里云千岛湖数据中心不算最大，其建筑面积30000平方米，共11层，可容纳至少5万台设备。但从创新技术的采用上，作为水冷驱动的工业数据中心建设的模板，很有带代表性。

 

 

  

工业设计层面细节

  90%时间不需要电制冷，深层湖水通过完全密闭的管道流经数据中心，帮助服务器降温，再流经2.5公里的青溪新城中轴溪，作为城市景观呈现，自然冷却后回到千岛湖。

  设计和建设等级接近最高Tier4等级，如双盘管空调系统，是2（N+1）的标准，分为湖水和冷冻水的双路N+1系统，2个不同的110KW变电站引入3路10KW市电，保证2N标准；多组高压柴油发电机作为应急电力设备等。

  采用光伏太阳能、水力发电等可再生能源，服务器余热也被回收用作办公区采暖。

  预计可实现年平均PUE1.3（在亚热带环境中，数值已经极低），最低时PUE1.17，设计年平均WUE（水分利用率）可达到0.197。

 

  

硬件和软件等技术层面细节

按需制冷技术纳入动态环境管理，通过智能算法模型综合判断，监测服务器的功率与温度变化，实时调整冷量输出，把制冷所需的能耗降到最低；
    自主研发的数据中心微模块、整机柜服务器、PCIe 固态硬盘。其中，数据中心微模块（ADCM)，从工厂生产到现场交付仅需45天，独创的铝合金预制框架，实现精密的契合结构，进一步精简了现场的安装工作，整机柜服务器（AliRack）2.0版本，服务器上架密度和传统机柜相比提升了30%，同样的服务器空间硬盘容量增加了一倍。

AliRack支持即插即用，服务器交付方便，PCIe固态硬盘（AliFlash），打破接口瓶颈绕，过控制器开销，使吞吐量、IOPS提升5-10倍，延迟下降70%以上。以及自主掌控的驱动逻辑，进一步提升性能表现。

 

 技术积累来自脚踏实地的实践

 

由于千岛湖地区年平均气温17度，其常年恒定的深层湖水水温，可以让数据中心90%的时间都不依赖湖水之外的制冷能源，制冷能耗节省超过8成。换算成数据就是，千岛湖数据中心可以比普通数据中心全年节电约数千万度，减少碳排放量一万多吨标煤。

 

不止是阿里云。从全球来看，Google、Facebook、Amazon、Apple等包括国内很多厂商都在进行超大数据中心建设，且所有的数据中心都被冠以“云数据中心”的称号。对此，阿里巴巴集团CTO王坚博士认为:“数据中心建设的旺盛正是因为数据的驱动，本质是对大数据对计算的需求。正如工业发展较快用电量一定会起来一样。而数据中心本身是上个时代留下来的名词，而云计算数据中心和数据中心本质是不同的。后者多少空间租赁，是卖格子，而前者代表产生计算能力的地方，是服务能力的输出，是行业的进步。”

2017年双11，天猫11秒交易额破亿，28秒破10亿，3分01秒破百亿，40分12秒破500亿，9小时破1000亿，这背后的技术指标为交易峰值32.5万/秒，支付峰值25.6万/秒，比去年增长超1.1倍，再次刷新全球纪录。同时诞生的还有数据库处理峰值4200万次／秒，而双11背后的全球最大规模混合云再次经受住了令人咂舌的考验，我们也将全球唯一的云计算平台技术呈现给阿里云客户。

    在阿里云看来，数据中心成本低，耗电少这只是基本要求，我们更加看中的是要建一个计算效率最高的数据中心，即单台服务器能产生的效益最高。千岛湖数据中心的探索只是开始而不是结束。阿里云在张北数据中心将达到30万台规模，并利用风能和太阳能发电，不止用到千岛湖数据中心很多技术，还有更多的创新技术，对于云计算中心的建设阿里云一直以来秉承不断探索不断创新不断积累的精神。   

2.2 云服务器资源介绍

     云服务器资源是一种弹性可伸缩的计算服务，助您降低 IT 成本，提升运维效率，使您更专注于核心业务创新。

在阿里云控制台中您可以轻松选择不同操作系统来运行应用程序，并且管理网络访问的权限。在控制台中，您还可以使用各种云服务器自动管理功能，如：自动快照。自动快照让您可以迅速拷贝和复制一个云服务器，对于您测试新的功能与操作系统非常有效。

下图列出了云服务器涉及的所有资源，包括实例规格、块存储、镜像、快照、带宽和安全组。

 

2.2.1 云服务器

     云服务器Elastic Compute Service（ECS）是阿里云提供的一种基础云计算服务。使用云服务器ECS就像使用水、电、煤气等资源一样便捷、高效。您无需提前采购硬件设备，而是根据业务需要，随时创建所需数量的云服务器ECS实例。在使用过程中，随着业务的扩展，您可以随时扩容磁盘、增加带宽。如果不再需要云服务器，也能随时释放资源，节省费用。更多详细信息，请访问云服务器 ECS。

      云服务器 ECS 是阿里云最核心的服务之一。它让您可以在短短几分钟内，通过部署一个 ECS 实例，实时的满足您的计算需求：不同的CPU、内存、操作系统、IP 地址等等。

一个云服务器 ECS 实例等同于一台虚拟机，包含 CPU、内存、操作系统、网络、磁盘等最基础的计算组件。您可以方便的定制、更改实例的配置。您对该虚拟机拥有完全的控制权，和您本地服务器的区别在于，您只需要登录到阿里云，即可使用云服务器，进行独立的管理、顶级配置等操作。

根据业务场景和使用场景，ECS实例可以分为多种规格族。同一业务场景下，还可以选择新旧多种规格族。同一个规格族里，根据CPU和内存的配置，可以分为多种不同的规格。ECS实例规格定义了实例的CPU和内存的配置（包括CPU型号、主频等）。下图列出了目前在售的实例规格族：

   

阿里云已通过了完整的OLAP以及OLTP全场景HANA云实例认证，支持纵向扩展至960GB，横向扩展至6720GB的内存规模； 具体认证信息可查询SAP官方网站。

同时，阿里云也已通过了SAP NetWeaver认证，详细认证信息可查询SAP Note 2552731

    目前可供SAP用户选择的规格族只有三种，SN2NE，SE1，RE4，SN2NE用于部署NetWeaver应用服务，SE1,RE4用于部署内存型数据库HANA，详情请参见。

 

2.2.2 镜像

镜像（Image） 是云服务器 ECS 实例运行环境的模板，模板中包括了特定的操作系统信息，有时也额外包括了一些预装的应用程序。镜像文件相当于副本文件，该副本文件包含了一个或多个磁盘中的所有数据，对于 云服务器 ECS 而言，这些磁盘可以是单个系统盘，也可以是系统盘加数据盘的组合。

 云服务器 ECS 提供了以下灵活多样的镜像种类，让您方便地获取镜像资源。

 

 

阿里云支持您自行导入镜像使用,您可以直接导入RAW或VHD格式的镜像文件，也可以使用qemu-img 将 RAW、Qcow2、VMDK（vmware）、VDI、VHD (hyper-v)、VHDX、qcow1 或 QED 格式的镜像转换成 VHD 或 RAW 格式的镜像，也可以使用它完成 RAW 和 VHD 格式的互相转换。您也可以使用镜像导出功能，将公有云上的自定义镜像文件导出，实现虚拟机在私有云和公有云间的迁移。在云市场镜像有合作伙伴提供的SUSE Linux for SAP定制镜像，对于SAP系统的部署需要选择相应镜像。

 

2.2.3 快照

阿里云提供了快照功能，通过为云盘创建快照，有计划地对磁盘创建快照，您可以保留某一个或者多个时间点的磁盘数据拷贝，从而保证您的业务可持续运行。

 

增量快照机制

快照使用增量的方式，只拷贝两个快照之间有数据变化的部分，如下图所示。

 

图中快照 1 、快照 2 和快照 3 分别是磁盘的第一个、第二个和第三个快照。文件系统对磁盘的数据进行分块检查，当创建快照时，只有变化了的数据块，才会被复制到快照中：

快照 1 是磁盘的第一个快照，复制了云盘上所有数据。

快照 2 只复制了有变化的数据块 B1 和 C1。数据块 A 和 D 引用了快照 1 中的 A 和 D。

快照 3 只复制了有变化的数据块 B2。数据块 A 和 D 引用了快照 1 中的 A 和 D，数据块 C1 引用了快照 2 中的 C1。

当磁盘需要恢复到快照 3 的状态，快照回滚会把数据块 A、B2、C1 和 D 复制到磁盘上，从而恢复成快照 3 的状态。

如果快照 2 被删除，快照中的数据块 B1 将被删除，但是数据块 C1 则不会被删除（依然被引用的数据块不会被删除）。这样在恢复到快照 3 时，仍可以恢复数据块 C1 的状态。

 

2.3 阿里云网络介绍

阿里云网络能够让用户分钟级构建多地域全球网络，并连通线下组成混合云连成一体。帮助用户打造一张具有全球企业级规模和通信能力的智能云上骨干网络。并且是分钟级构建，使用极其简单方便，另外，还可以和混合云连成一体，也就是说用户云下IDC可以无缝的连接到云网络中。

首先，分钟级构建全球网络，用户只需要把不同地域的VPC加入到云骨干网中，并且配置相关的带宽即可实现这些VPC之间的全互通。特别需要说明的是，VPC支持区域内带宽共享和带宽自主管理功能。

其次，云网络具备企业级的性能，稳定和安全。客户在阿里云网络享有阿里巴巴集团同样高质量的网络基础设施。云骨干网通信数据不经公网，并有多级链路冗余保证通信安全可靠。

云骨干网还是智能网络，它能实现全网路由自动转发与学习，路由秒级收敛，用户不再需要进行繁重的路由配置及管理工作，轻松管理云上全球骨干网络。

阿里云提供的网络类型包括：专有网络和经典网络。专有网络VPC（Virtual Private Cloud）是基于阿里云构建的一个隔离的网络环境，专有网络之间逻辑上彻底隔离。经典网络为上一代产品，目前推荐使用专有网络。

 

2.3.1 VPC

VPC（专有网络）是您自己独有的的云上私有网络。您可以完全掌控自己的专有网络，例如选择IP地址范围、配置路由表和网关等，您可以在自己定义的专有网络中使用阿里云资源搭建SAP基础架构。可以将VPC理解为城域网中的专有虚拟网络，也因此VPC是不能跨地域的。

 

您可以将专有网络连接到其他专有网络，或本地网络，形成一个按需定制的网络环境，实现应用的平滑迁移上云和对数据中心的扩展。

专有网络包含交换机、网关和控制器三个重要的组件。交换机和网关组成了数据通路的关键路径，控制器使用自研的协议下发转发表到网关和交换机，完成了配置通路的关键路径。整体架构里面，配置通路和数据通路互相分离。交换机是分布式的结点，网关和控制器都是集群部署并且是多机房互备的，并且所有链路上都有冗余容灾，提升了VPC产品的整体可用性。

 

2.3.2 VRouter

路由器（VRouter）是专有网络的枢纽。作为专有网络中重要的功能组件，它可以连接VPC内的各个交换机，同时也是连接VPC和其他网络的网关设备。每个专有网络创建成功后，系统会自动创建一个路由器。每个路由器关联一张路由表，在IP层面可以灵活控制路由表。

2.3.3 VSwitch

交换机（VSwitch）是组成专有网络的基础网络设备，用来连接不同的云产品实例。创建专有网络之后，您可以通过创建交换机为专有网络划分一个或多个子网。同一专有网络内的不同交换机之间内网互通。您可以将应用部署在不同可用区的虚拟交换机内，提高应用的可用性。

 

2.3.4 安全组

安全组是一个逻辑上的分组，这个分组是由同一个地域（Region）内具有相同安全保护需求并相互信任的实例组成。每个实例至少属于一个安全组，在创建的时候就需要指定。同一安全组内的实例之间网络互通，不同安全组的实例之间默认内网不通，可以授权两个安全组之间互访，安全组对应传统线下的访问控制列表（Access Control List）。

 安全组是一种虚拟防火墙，具备状态检测包过滤功能。安全组用于设置单台或多台云服务器的网络访问控制，它是重要的网络安全隔离手段，用于在云端划分安全域。详情请参见安全组帮助文档。

   

2.3.5 高速通道

阿里云高速通道（Express Connect）服务，帮助您在VPC间、VPC与本地数据中心间搭建私网通信通道，提高网络拓扑的灵活性和跨网络通信的质量和安全性。使用高速通道可以使您避免绕行公网带来的网络质量不稳定问题，同时可以免去数据在传输过程中被窃取的风险。

高速通道支持位于相同地域或不同地域，同一账号或不同账号的VPC之间进行内网互通。

阿里云通过在两侧VPC的路由器上分别创建路由器接口，以及自有的骨干传输网络来搭建高速通道，轻松实现两个VPC之间安全可靠，方便快捷的通信。

 

2.4 云存储介绍

阿里云的存储包含云盘存储、OSS对象存储、共享块存储、NAS存储等多种存储方式，根据存储量与存储速度以及是否支持共享而有所不同，从而能够支撑SAP在云上的架构，达到与线下无差别的功能与性能。云盘相当于线下的本地磁盘与独享磁盘阵列，OSS相当于线下海量低速存储诸如虚拟带库，共享块存储相当于线下共享磁盘阵列，NAS与线下无差别提供共享文件服务。

2.4.1 云盘

云盘是阿里云为云服务器 ECS 提供的低时延、持久性、高可靠的数据块级随机存储。您可以为一个 ECS 实例挂载多个云盘来持久地保存数据。您可以对挂载到 ECS 实例的云盘进行格式化、创建文件系统，并且在上面存放数据。由于不同业务场景对于 I/O 性能有完全不同需求，阿里云提供了不同类型的云盘，让您可以单独或者组合使用不同类型的云盘，来满足相应需求。在同一可用区内，云盘上的数据都会有3份副本被自动保存在不同的位置，来帮助您最大程度的保护数据安全。与此同时，您也可以使用云盘快照来保存和恢复您的云盘。您也可以按照您的意愿，对云盘配置自动快照策略。

云盘可以理解为对应传统的本地盘与独享磁盘阵列，目前分为高效云盘、SSD云盘、ESSD云盘，高效云盘是由机械盘与SSD作为缓存混合的高性能磁盘，SSD为高性能固态硬盘，ESSD是阿里云采用独有的底层优化技术，目前是世界上最快的云盘，吞吐达到100万IOPS，不输于任何线下存储设备。在创建ECS时可以选择不同类型的云盘作为系统盘与数据盘，数据盘最多可以挂载16块云盘，每块大小为20GB到32TB。三种云盘的性能比较请参见下表：

 

云盘类型	单盘最高 IOPS（万）	单盘吞吐量（MBps）
ESSD 云盘	100	4000
SSD 云盘	2	300
高效云盘	0.3	80

 

详情请参见云盘帮助文档。

2.4.2 OSS对象存储

对象存储（OSS），是阿里云提供的一种使用简单、价格低廉的存储服务。OSS 能够用来在阿里云上，长期保存备份和归档数据。存放在 OSS 中的文件，可以在全球任何一个地方被安全的访问。OSS 可以达到 99.99999999% 数据可靠性，非常适合全球团队和国际项目的数据存储。OSS 提供跨地域数据复制功能，允许您将数据在不同地域之间进行实时同步。对于 SAP 解决方案，OSS非常适合用来长期保存数据库备份文件、SAP 归档文件等。详情请参见OSS帮助文档。

 

 

2.4.3 共享块存储

    共享块存储是一种支持多个 ECS 实例并发读写访问的数据块级存储设备，具备多并发、高性能、高可靠等特性，单个共享块存储最多支持同时挂载到 16 个 ECS 实例。

传统集群架构中，需要多台计算节点能够访问同一份数据，以便于某个或某些计算节点故障时，整个高可用集群对外可以持续提供业务服务，不因某个部件的故障而导致业务中断。因此重要的数据文件需要放置在共享块存储上，并通过集群文件系统对共享块存储进行统一管理，在前端多个计算节点并发进行读写访问时，保持数据在多个节点间的一致性。

    共享块存储产品专为企业级客户的核心业务高可用架构而设计，适用于 Share-everything 架构下对块存储设备的共享访问场景，比如政府、企业和金融行业客户常用的 Oracle RAC 数据库高可用架构，服务器 High-availability cluster 高可用架构。其对应线下共享磁盘阵列存储，针对SAP高可用该产品是不可或缺的，详情请参见共享块存储帮助文档。

 

2.4.4 NAS存储

阿里云文件存储（Network Attached Storage，简称 NAS）是面向阿里云 ECS 实例、HPC 和 Docker 等计算节点的文件存储服务，提供标准的文件访问协议，用户无需对现有应用做任何修改，即可使用具备无限容量及性能扩展、单一命名空间、多共享、高可靠和高可用等特性的分布式文件系统。

用户创建 NAS 文件系统实例和挂载点后，即可在 ECS、HPC 和 Docker 等计算节点内通过标准的 NFS 协议挂载文件系统，并使用标准的 Posix 接口对文件系统进行访问。多个计算节点可以同时挂载同一个文件系统，共享文件和目录。

支持 NFSv3 及 NFSv4 协议，使用标准的文件系统语义访问数据，主流的应用程序及工作负载无需任何修改即可无缝配合使用，单文件系统容量上限 10PB，按实际使用量付费，充分满足弹性伸缩需求，可为应用工作负载提供高吞吐量与高 IOPS、低时延的存储性能，同时性能与容量成线性关系，可满足业务增长需要更多容量与存储性能的诉求。支持强一致性，任何对文件的修改成功返回后，其他后续的访问会立即看到最终的结果。

    NAS存储可被用来集中作为多SAP系统间共享目录的存储空间，同Landscape不同Landscape都可以存储在同一个存储空间，不同的目录，并且mount到/sapmnt/<SID>与/usr/sap/trans等需要Landscape内需要共享的目录，以及共享安装介质目录。