你好，我是何恺铎。让我们继续云虚拟机的话题。今天这一讲，我想从一个不一样的视角，也是你会很感兴趣的一个角度来进行讨论，那就是成本。

的确，很多时候，我们上云的障碍是在于价格。

打个比方吧，假设我们要为公司的业务上云进行虚拟机采购，这时如果你只是简单地将物理服务器的报价，与按量付费模式下的“通用型”云虚拟机进行对比，那你很容易就会得出云上机器太贵的结论。

但其实呢，在云上，我们有很多实用的招数来控制虚拟机的成本，是可以“少花钱、多办事”的。

**那么，都有哪些省钱的妙招呢？**今天我就来“偷偷”告诉你。

省钱妙招之一：使用包年包月机型

包年包月，可能是我们最先会想到的降低成本的办法了。

顾名思义，包年包月就是我们要提前预估好自己虚拟机的使用时间，比如半年、一年甚至三年，并提前支付相关款项的一种购买方式。这样的购买方式，通常能够给你带来较大幅度的折扣，帮你显著地节约成本。

云厂商其实是鼓励和欢迎虚拟机包年的，因为这样降低了云端动态租用的不确定性，减少了服务器空置的情况，也为厂商做中长期的数据中心容量规划提供了便利。另外一方面，包年包月一般都是先付费的模式，所以从财务层面上看，也有利于厂商的现金流。这些都是采用包年包月方式能够获得让利的原因。

在许多国内云厂商的虚拟机创建界面上，包年包月甚至成为了默认的选项，你需要注意在界面下方选择购买的时长。时长越长，你能获得的折扣越大。

那么，包年包月具体能帮我们省多少呢？这没有一个唯一确定的答案。因为，不同的云、不同的区域以不同的时长购买，折扣力度都可能有所不同。通常来讲，一般常见的机型在 3~7 折不等。

不过，在包年包月的模式下，也有一些你需要注意的问题。

**首先，这个模式意味着我们牺牲了一些资源安排上的灵活性。**因为在它到期之前，你一般是无法取消的，或者在某些云上，即便是允许你取消，也需要扣除一部分费用，这就像我们买了保险后中途退保一样，就要承担一些损失。

**另外，包年机给我们带来了一个后续维护工作：续费管理。**尤其是当包年虚拟机的数量陆陆续续变多时，由于创建时间不同，到期时间也就比较分散，那么续费的工作就变得更加复杂和重要起来。如果忘记续费，过了缓冲期后，机器会被自动关闭甚至删除，那就会影响业务的连续性。这是你需要小心的一个地方，千万不要错过云上的续费提醒。

省钱妙招之二：使用竞价实例

相比包年包月的广为人知，竞价实例（Spot Instances）的知名度似乎小一些。但如果运用得当，竞价实例其实威力巨大，这也是我十分推荐你去尝试和使用的一种省钱的办法，因为它往往能够提供相当大幅度的折扣。

竞价实例，是 AWS 所首创的产品形式，其他的云厂商近几年也在纷纷跟进。它的基本原理是，**把云数据中心上闲置的机器资源拿出来，进行公开的拍卖，价高者得。**让“市场机制”，也就是各个用户，来主导这些闲置资源的定价。

因为是闲置资源，所以大家的出价都会比较低，颇有一点共同来“薅羊毛”的意思。所以在很多时候，你甚至能够拿到相对标准按时计费价格 1~2 折的折扣力度，这无疑是非常有诱惑力的。而对于厂商而言，这也不是什么坏事，因为这些资源本就闲置，还不如顺水推舟、对外开放，以获得一些回报。所以说，竞价实例，是一个伟大的发明，是一种双赢的机制。

但也因为是闲置资源，所以它主要的限制在于可能会被随时回收。

当数据中心的闲置资源不足时，比如说，有人要创建大批更高优先级的、“正牌”的非竞价实例，或者当竞价市场涌入大量土豪，推动市场价格高于你的最高出价时，你的虚拟机就会被停止运行，并自动回收（一般会有一个提前数分钟通知的机制）。

因此，竞价实例能够有较低折扣的本质，是在于牺牲了稳定性。所以，你在使用竞价实例时，还需要注意选择场合。生为竞价实例，就要时刻有“退位让贤”的觉悟和准备。

如果你要搭建一个对外服务的网站，或者是数据库的话，这些需要 24 小时不间断运行的生产负载，就并不适合跑在竞价实例上。竞价实例非常适合的应用场景，包括一些后台批量计算、爬虫、性能测试等等。这些无持久化状态、可打断的工作，今后你可以第一时间想到用竞价实例来支撑。

竞价实例也是按照运行时间来付费的，你可以随时主动关闭和终止。所以，这种方式的动态性还是不错的，你可以随时按需启停。

小提示：在实操时，你需要注意一下在创建界面上选择竞价的策略。常见的竞价方式有两种，一种是手动设定你所能接受的最高价格，一种则是选择跟随市场价格的变动，也即自动出价。这和我们买卖股票时的操作选择很类似。

省钱妙招之三：使用突发性能类型

对于一台固定配置的服务器来说，总是会或多或少地存在资源闲置的情况。比如说，我们为了潜在的工作负载，申请了比较强劲的 CPU 资源，但也就是在业务高峰到来的时候，服务器才能够发挥出全部实力。而在相对长得多的业务低谷期，机器的 CPU 资源利用率其实会比较低。

因此，我们常常可以见到一些服务器 CPU 平均使用率非常低下，这显然是一种巨大的成本浪费。

而云端的架构，天生就善于解决资源闲置问题。

一种解决方法是，我们可以使用可动态调整规模的集群，来应对弹性计算场景，这样可以灵活设定动态扩缩容的机制，以达到减少低谷期资源占用的目的（我会在后面的架构部分进行专门讨论）；而另一种方法则更加简单，且适用于单机，那就是采用突发性能类型（Burstable Performance Instances）。这是一种非常实用而又有趣的虚拟机类型，有时它也被称为“可突增性能实例”。

突发性能类型同样拥有指定的 vCPU 数量、内存大小等配置，但其成本显著小于类似配置的其他类型机器。它的主要区别在于，这种类型的虚拟机的 CPU 性能表现，采用的是积分制，其积分会随着时间的推移匀速累加，也会随着算力的输出而被不断消耗。

当积分充裕时，CPU 可按需跑满，达到 CPU 性能的 100%，同时会较快地消耗积分；当积分不足或耗尽时，则 CPU 只能发挥出标称值的一小部分性能。这个小部分的比例值，我们称它为性能基准，它与积分匀速累加的速度相一致。

小提示：突发性能实例的性能基准，通常在峰值的 5%~40% 不等，具体比例按不同云厂商不同实例而定，你可以查询官方文档进行确认。

我们可以把突发性能类型，理解为性能有一定折扣和弹性的机型。

当重型计算负载来临时，积分的存在和积累，使得这些机器具备自动消耗积分，并获得临时“突增”性能的能力。就像是汽车的发动机，可以通过“涡轮增压”获得短时动力，来增强汽车的输出功率一样。

积分的积累虽然会有一个上限，但一般也足够它全速计算数个小时了。下图中，我给出了一个实际场景中某突发性能 VM 实例的积分曲线，你可以看到积分额度在匀速积累、到达上限，以及开始消耗的全过程：

AWS 突增性能类型的 CPU 积分曲线示例

再回到我前面所说的波峰波谷计算场景，很显然，突发性能实例的积分制特性，恰好可以大显身手。比如，对于符合流量自然特征的互联网业务来说，在负载较低的深夜和清晨，性能突增实例处于较低的 CPU 占用率状态，同时积攒积分；当白天流量高峰到来时，CPU 则可以消耗积分，发挥其全部性能，保障业务稳定运行。

性能突增类型目前在各大云上已经比较常见了，在 AWS 和阿里云上对应的是 T 系列虚拟机，在微软 Azure 上则对应 B 系列。

从成本上来看，突发性能实例和相同配置的通用机型相比，典型情况下，其折扣大约可以达到六折或更低。所以说，性能突增类型虚拟机的引入，非常有助于提高资源利用效率，推荐你在负载具有时效性的情况下酌情选用。

省钱妙招之四：使用 ARM 实例

说到 ARM 处理器，相信你并不陌生。随着移动互联网的高速发展和智能手机的普及，ARM 早已走进千家万户。而且在庞大的手机市场的催化下，ARM 芯片的性能也在不断地取得突破，开始接近甚至达到 x86 处理器的水平。

在移动端取得了统治性的地位后，踌躇满志的 ARM 开始进军服务器端。低功耗、高性价比成为它开拓市场的法宝。而极具规模效应的云计算，又可以说是 ARM 服务器芯片的最佳试验田。

所以，使用 ARM 架构芯片的虚拟机实例，已经成为云计算 IaaS 层不容忽视的新潮流。

同时，因为 ARM 是一个相对开放的架构，具备芯片设计和制造能力的大厂商，就纷纷开始自建芯片。厂商通过自行定制，就可以针对云上场景和需求进行优化，进一步降低单位算力的成本，巩固自己的竞争优势。

举个例子，AWS 近些年就在大手笔地投入它自家基于 ARM 的 Graviton 处理器。在 re:Invent 2018 大会上，推出了第一款基于 Graviton 的 A1 类型 EC2 实例，而在 re:Invent 2019 大会上，AWS 更是再接再厉，发布了基于第二代 7 纳米 Graviton 芯片的 M6g、R6g、C6g 全系列的虚拟机服务。这里的后缀 g 就代表 Graviton。

在国内，也有像阿里、华为这样具备端到端硬件研发能力的巨头，在进行芯片自研，并在云端开始落地商业化。比如，华为在 2019 年发布了基于 ARM 的鲲鹏 920 处理器，性能十分强大，也达到了世界领先水平。与之匹配，华为云也推出了搭载鲲鹏处理器的 KC1 系列的虚拟机。

那么，使用 ARM 处理器的机型，对用户来说有什么吸引力呢？

**答案同样是成本。**根据厂商的测算，输出相同性能的 ARM 机型，能够帮助用户节省 30%~40% 的成本，这当然也是得益于 ARM 处理器的高性价比特点。所以说，它是我们节约成本的又一个有力手段。

今天我们的实操部分，就来尝试一下风头正劲的鲲鹏云虚拟机。

我在华为云的北京四区创建了一台 kc1.large.2 的双核 4G 机型，操作系统选择了 Ubuntu 18.04 的 ARM 版。创建的过程和普通 x86 虚拟机类似，这里就略去不表了。

机器启动后，我们通过 SSH 登录上去，查看系统信息：

root@ecs-kc1-large-2-linux-20200115174501:~# uname -a
Linux ecs-kc1-large-2-linux-20200115174501 4.15.0-70-generic #79-Ubuntu SMP Tue Nov 12 10:36:10 UTC 2019 aarch64 aarch64 aarch64 GNU/Linux

嗯，这是如假包换的 ARM 架构！用 Linux 自带的 bc 命令来简单算个 Pi 值，跑个分：

root@ecs-kc1-large-2-linux-20200115174501:~# time echo “scale=5000; 4*a(1)” | bc -l -q
3.141592653589793238462643383279502884197169399375105820974944592307\
81640628620899862803482534211706798214808651328230664709384460955058\
…
…
74351362222477158915049530984448933309634087807693259939780541934144\
73774418426312986080998886874132604720

real 0m22.325s
user 0m22.316s
sys 0m0.009s

我们可以看到，机器仅用了 22 秒就完成了精确到小数点后 5000 位的 PI 值，成绩还是相当不错的。

注意：这里使用 bc 命令以及其中的三角函数来计算 Pi 值，只是直观展示 CPU 能力的简便方法。结果仅供参考，不推荐这个方法作为严肃性能测试的依据。

不过，你可能会有点担心 ARM 在服务器端的软件生态。诚然，ARM 体系结构下的软件，的确比不上 x86 架构那样丰富，但在近年相关厂商的大力推动下，其实已经取得了长足的进展。比如，在我们这台 KC1 服务器的 Linux 操作系统中，已经默认安装了 Java、Python 等语言和运行环境。你甚至可以使用 apt 包管理器来安装 Docker，并在 ARM 服务器内运行 Docker 容器，你可以参考下面给出的示例：

root@ecs-kc1-large-2-linux-20200115174501:~# docker run hello-world

Hello from Docker!
This message shows that your installation appears to be working correctly.

To generate this message, Docker took the following steps:
…
…

For more examples and ideas, visit:
https://docs.docker.com/get-starte

这简直太棒了，这意味着 ARM 服务器同样可以支撑容器，我们可以在上面跑微服务！这会为各种应用在 ARM 上的部署打开方便之门。

所以说，云计算让 ARM 服务器这个看起来比较遥远的事情，变成了触手可及的现实。随着华为鲲鹏等相关计算生态的不断成熟，基于 ARM 的虚拟机系列，也会越来越成为我们在注重成本控制时的一个有力选择。

课堂总结与思考

今天，我们详细讨论了在云上使用虚拟机时，可以运用的一些节省成本的思路和方法。它们原理不同，各有利弊。

  1. 包年包月的付费方式是最常见的降低虚拟机使用成本的方法，它通过牺牲采购的灵活性来换取折扣。
  2. 竞价实例的机制让云端的闲置资源对外开放，基于市场竞拍的定价方式，常常能够让我们获得很大的折扣。这种方法主要是通过牺牲稳定性，来换取成本上的节约。
  3. 突发性能实例是一种特殊的使用 CPU 积分制的机型，相对标准机型成本较低，适合工作负载存在较大波动的场景。它主要牺牲的是性能。
  4. 基于 ARM 的虚拟机实例已陆续走向市场，随着生态的不断成熟，也将成为低成本机型中非常具有竞争力的选择。这种方法主要在生态和兼容性方面存在一些限制。

结合起来不难看到，第一、二种方法，是在购买模式层面的调整和创新；而第三、第四种方法，是在机型选择方面，拓宽了我们的思路。有时，这两个层面的方法是可以组合起来使用的。比如，我就曾经在 AWS 云上使用 Spot Instance 的竞价方式，启动了一批 T 系列的突发性能实例，取得了很好的业务效果。

好了，这一讲就到这里。今天我留给你的思考题是：

  1. 与包年包月类似的预付费折扣，还有一种叫做“预留实例”（Reserved Instance）的模式。你能说说它和包年包月的不同之处，以及独特的优势是什么吗？
  2. 在有些云上创建突发性能实例时，还会有一个“无性能约束模式”的高级选项。你知道这个高级选项勾选后有什么作用，能解决什么问题吗？

欢迎你给我留言，我会尽快给你反馈。如果觉得有收获，也欢迎把这篇文章分享给你的朋友。感谢阅读，我们下期再见。