Sachverhalt:
A.
Die Swiss International Air Lines AG (nachfolgend: die "Steuerpflichtige") hat ihren Sitz in Basel/BS und unterhält Zweigniederlassungen in Le Grand-Saconnex/GE und Kloten/ZH. Sie betreibt ein internationales Luftfahrtunternehmen und unterhält zu diesem Zweck Betriebsstätten in diversen Ländern.
Mit Schreiben vom 7. Juli 2010 informierte die Steuerpflichtige die Steuerverwaltung des Kantons Basel-Stadt, dass sie plane, die in ihrem Eigentum befindliche Marke "SWISS" zum Preis von Fr. qqq an eine neu zu gründende Tochtergesellschaft mit Sitz in der Stadt Basel zu verkaufen und anschliessend gegen Lizenzgebühren zurück zu lizenzieren. Diese Lizenzgebühren sollten nach der Kostenaufschlagsmethode bestimmt werden und den Kosten der Tochtergesellschaft zuzüglich eines Gewinnaufschlags von 2% entsprechen. Sodann schilderte die Steuerpflichtige die steuerliche Behandlung, welche diese Transaktion ihrer Auffassung nach für die Tochtergesellschaft und für sie selbst haben würde. Namentlich sollte die Steuerpflichtige den aus dem Verkauf resultierenden Veräusserungsgewinn mit Vorjahresverlusten verrechnen können und sollten die Lizenzkosten steuerlich abzugsfähige Betriebskosten darstellen. Schliesslich bat sie die Steuerverwaltung des Kantons Basel-Stadt, das Schreiben zu unterzeichnen und damit ihr "Einverständnis und [ihre] Zustimmung zum beabsichtigten Vorhaben aus steuerlicher Sicht" kundzutun. Dies tat die Steuerverwaltung des Kantons Basel-Stadt am 15. Juli 2010. In der Folge gründete die Steuerpflichtige unter der Firma Global Brand Management AG eine Tochtergesellschaft und führte die Transaktion offenbar wie angekündigt durch.
Zu Beginn des Jahres 2013 einigten sich die Steuerverwaltung des Kantons Basel-Stadt und das Steueramt des Kantons Zürich, dass ab der Steuerperiode 2011 das Steueramt des Kantons Zürich die Veranlagung der direkten Bundessteuer vornehmen würde. Bis dahin hatte die Steuerverwaltung des Kantons Basel-Stadt die Veranlagung der Steuerpflichtigen für die direkte Bundessteuer vorgenommen. Gemäss der Einigung der Steuerbehörden dieser beiden Kantone sollte der Kanton Zürich ab der Steuerperiode 2011 ausserdem auch für die kantonalen Gewinn- und Kapitalsteuern als Hauptsteuerdomizil gelten.
B.
Nachdem das Steueramt des Kantons Zürich die Steuerpflichtige im Jahre 2014 einer Buchprüfung für die Steuerperioden 2010 und 2011 unterzogen hatte, nahm es mit Veranlagungsverfügung bzw. Einschätzungsentscheid für die Steuerperiode 2011 vom 31. Oktober 2014 sowohl für die direkte Bundessteuer als auch für die Staats- und Gemeindesteuern im Vergleich zur Steuererklärung der Steuerpflichtigen verschiedene Anpassungen vor. Unter anderem hielt das Steueramt die in diesem Jahr von der Steuerpflichtigen an ihre Tochtergesellschaft entrichteten Lizenzgebühren von Fr. xxx. lediglich im Umfang von Fr. yyy für geschäftsmässig begründet. Im Umfang von Fr. zzz verweigerte es hingegen sowohl für die direkte Bundessteuer als auch für die Staats- und Gemeindesteuern den Abzug vom steuerbaren Gewinn. Des Weiteren korrigierte das Steueramt die Auslandsquote, welche die Steuerpflichtige für die Steuerausscheidung auf die ausländischen Betriebsstätten verwendet hatte, von 35% auf 6.729%. Auch den Beteiligungsabzug passte das Steueramt an. Dies führte zu folgenden Werten:
Direkte Bundessteuer Staats- und Gemeindesteuern Steuerbarer Reingewinn Fr. uuu Fr. vvv Gewinnsteuersatz 8.50% 8.00% Beteiligungsabzug 3.355% 3.355% Eigenkapital per 31.12.2011 Fr. www Steuerbares Eigenkapital Fr. rrr Kapitalsteuersatz 0.75 o/oo
Die Einsprache der Steuerpflichtigen hiergegen hiess das Steueramt des Kantons Zürich mit Entscheid vom 24. Februar 2015 hinsichtlich der direkten Bundessteuer teilweise gut, da es das von der Steuerverwaltung des Kantons Basel-Stadt unterzeichnete Schreiben nunmehr für verbindlich erachtete. Dementsprechend liess das Steueramt die Lizenzgebühren für die direkte Bundessteuer vollumfänglich zum Abzug zu. Hinsichtlich der Staats- und Gemeindesteuern wies das Steueramt die Einsprache ab.
Die Steuerpflichtige führte gegen den Einspracheentscheid Rekurs und Beschwerde beim Steuerrekursgericht. Mit Entscheid vom 18. Dezember 2015 wies das Steuerrekursgericht die Rechtsmittel der Steuerpflichtigen ab. Auf Antrag der Eidgenössischen Steuerverwaltung (ESTV) hin rechnete das Steuerrekursgericht den Teil der Lizenzgebühren, den das Steueramt für nicht geschäftsmässig begründet hielt, ausserdem auch bei der direkten Bundessteuer wieder auf und setzte den steuerbaren Gewinn auf Fr. sss fest.
Gegen den Entscheid des Steuerrekursgerichts erhob die Steuerpflichtige Beschwerde beim Verwaltungsgericht des Kantons Zürich. Da das Verwaltungsgericht der Auffassung war, dass das Steueramt die internationale Steuerausscheidung unter teilweise falschen Gesichtspunkten vorgenommen hatte, hiess es die Beschwerde mit Entscheid vom 21. Dezember 2016 sowohl hinsichtlich der direkten Bundessteuer als auch hinsichtlich der Staats- und Gemeindesteuern teilweise gut und wies das Steueramt an, die Ausscheidungsquote entsprechend anzupassen. Bezüglich der Lizenzgebühren wies das Verwaltungsgericht die Beschwerde ab.
C.
Mit Beschwerden in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten vom 8. Februar 2017 beantragt das Steueramt des Kantons Zürich, das Urteil der Vorinstanz hinsichtlich der direkten Bundessteuer und der Staats- und Gemeindesteuern aufzuheben und den Entscheid des Steuerrekursgerichts des Kantons Zürich vom 18. Dezember 2015 zu bestätigen (Beschwerdeverfahren 2C_151/2017 und 2C_152/2017).
Auch die Steuerpflichtige ficht das Urteil der Vorinstanz an. Mit Beschwerden in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten vom 14. Februar 2017 beantragt sie, das Urteil der Vorinstanz aufzuheben und sie für die Steuerperiode 1. Januar - 31. Dezember 2011 mit einem steuerbaren Reingewinn von Fr. ttt (Staats- und Gemeindesteuern 2011) bzw. Fr. ooo (direkte Bundessteuer 2011) und mit einem steuerbaren Kapital von Fr. ppp zu veranlagen (Beschwerdeverfahren 2C_178/2017 und 2C_179/2017). In prozessualer Hinsicht beantragt sie, ihre Beschwerdeverfahren mit jenen des Steueramts zu vereinigen.
In ihren Vernehmlassungen zu den Beschwerden der Gegenpartei beantragen die Verfahrensbeteiligten jeweils Abweisung der Beschwerden der Gegenseite. Das Steueramt des Kantons Zürich beantragt in seiner Vernehmlassung zu den Beschwerden der Steuerpflichtigen überdies ebenfalls Vereinigung der Verfahren. Die Vorinstanz und die ESTV haben sich vernehmen lassen. Die Vorinstanz beantragt Abweisung sämtlicher Beschwerden, die ESTV beantragt Gutheissung der Beschwerden des Steueramts des Kantons Zürich und Abweisung der Beschwerden der Steuerpflichtigen.
Erwägungen:
I. Zulässigkeit der Beschwerden und Prozessuales
1.
1.1. Gegenstand des angefochtenen Urteils sind die Veranlagungen der direkten Bundessteuer und der Staats- und Gemeindesteuern des Kantons Zürich für das Steuerjahr 2011. Der Entscheid der Vorinstanz erging in einem einzigen Urteil, was zulässig ist, soweit die betroffenen Rechtsfragen im Bundesrecht und harmonisierten kantonalen Recht gleich geregelt sind. Die Verfahrensbeteiligten fechten das Urteil jeweils in einer einzigen Rechtsschrift an, in der sie zwischen den beiden Steuerarten unterscheiden. Dieses Vorgehen ist ebenfalls nicht zu beanstanden. Das Bundesgericht hat für die Staats- und Gemeindesteuern (2C_151/2017 und 2C_178/2017) und die direkte Bundessteuer (2C_152/2017 und 2C_179/2017) jeweils getrennte Dossiers angelegt. Da alle vier Verfahren auf demselben Sachverhalt beruhen und sich weitestgehend dieselben Rechtsfragen stellen, sind die Verfahren zu vereinigen und die Beschwerden in einem einzigen Urteil zu erledigen (vgl. Art. 71 BGG in Verbindung mit Art. 24 Bundesgesetz vom 4. Dezember 1947 über den Bundeszivilprozess [BZP; SR 279]; vgl. zum Ganzen BGE 142 II 293 E. 1.2 S. 296; Urteile 2C_480/2016 vom 12. Januar 2017 E. 1.1, in: StE 2017 B 27.5 Nr. 21; 2C_509/2013 / 2C_510/2013 / 2C_527/2013 / 2C_528/2013 vom 8. Juni 2014 E. 1.2.1).
1.2. Das Urteil der Vorinstanz betrifft eine Angelegenheit des öffentlichen Rechts im Sinne von Art. 82 lit. a BGG. Bei der Vorinstanz handelte es sich um die letzte kantonale Instanz im Sinne von Art. 86 Abs. 1 lit. d BGG, Art. 182 Abs. 2 des Bundesgesetzes vom 14. Dezember 1990 über die direkte Bundessteuer (DBG; SR 642.11) und Art. 73 Abs. 1 des Bundesgesetzes vom 14. Dezember 1990 über die Harmonisierung der direkten Steuern der Kantone und Gemeinden (StHG; SR 642.14). Die Steuerpflichtige ist nach Art. 89 Abs. 1 BGG zur Beschwerdeführung legitimiert. Die Beschwerdelegitimation des Steueramts des Kantons Zürich ergibt sich aus Art. 146 DBG in Verbindung mit § 2 lit. a der Verordnung vom 4. November 1998 über die Durchführung des Bundesgesetzes über die direkte Bundessteuer (LS 634.1) und Art. 73 Abs. 2 StHG in Verbindung mit § 154 Abs. 1 des Steuergesetzes vom 8. Juni 1997 (StG/ZH; LS 631.1), jeweils in Verbindung mit Art. 89 Abs. 2 lit. d BGG.
1.3. Das Urteil der Vorinstanz lautete auf Rückweisung der Verfahren an das Steueramt. Bei Rückweisungsentscheiden handelt es sich grundsätzlich um Zwischenentscheide, gegen welche die Beschwerde ans Bundesgericht nur unter den Voraussetzungen von Art. 93 BGG zulässig ist. Falls das Verfahren zwar an eine untere Instanz zurückgewiesen wird, dieser aber kein Entscheidungsspielraum mehr verbleibt und sie bloss noch das oberinstanzlich Angeordnete umsetzen kann, gilt der Entscheid im öffentlichen Recht als End- und nicht als Zwischenentscheid (BGE 144 V 280 E. 1.2 S. 283; 142 II 20 E. 1.2 S. 24; 140 V 321 E. 3.2 S. 325; 138 I 143 E. 1.2 S. 148; 134 II 124 E. 1.3 S. 127 f.). Im vorliegenden Fall hat das Verwaltungsgericht die Verfahren zur Neuberechnung der Ausscheidungsquote und zum Neuentscheid im Sinn der Erwägungen an das Steueramt zurückgewiesen. Dabei hat sich das Steueramt mit rein rechnerischen Fragen zu befassen, für deren Beantwortung ihm kein Beurteilungsspielraum verbleibt. Das angefochtene Urteil ist deshalb als Endentscheid zu behandeln. Dagegen kann nach Art. 90 BGG beim Bundesgericht Beschwerde geführt werden. Die gesetzlichen Form- und Fristvorschriften (Art. 42 und Art. 100 Abs. 1 BGG) sind eingehalten. Auf die Beschwerden ist einzutreten.
1.4. Das Bundesgericht wendet das Recht nach Art. 106 Abs. 1 BGG von Amtes wegen an, prüft jedoch unter Berücksichtigung der allgemeinen Rüge- und Begründungspflicht gemäss Art. 42 Abs. 1 und Abs. 2 BGG nur die geltend gemachten Rechtsverletzungen, sofern rechtliche Mängel nicht geradezu offensichtlich sind (BGE 142 I 135 E. 1.5 S. 144). Es prüft die Anwendung des harmonisierten kantonalen Steuerrechts gleich wie Bundesrecht mit freier Kognition, jene des nicht-harmonisierten, autonomen kantonalen Rechts hingegen bloss auf Verletzung des Willkürverbots (BGE 143 II 459 E. 2.1 S. 465; 134 II 207 E. 2 S. 210). Seinem Urteil legt es nach Art. 105 Abs. 1 BGG den Sachverhalt zugrunde, den die Vorinstanz festgestellt hat. Die vorinstanzlichen Feststellungen können gemäss Art. 105 Abs. 2 BGG nur berichtigt werden, sofern sie entweder offensichtlich unrichtig ermittelt worden sind (BGE 140 III 115 E. 2 S. 117; 137 II 353 E. 5.1 S. 356) oder auf einer Rechtsverletzung im Sinne von Art. 95 BGG beruhen und die Behebung des Mangels für den Verfahrensausgang entscheidend sein kann (Art. 97 Abs. 1 BGG; BGE 142 I 135 E. 1.6 S. 144 f.). Die beschwerdeführende Partei hat deshalb substanziiert darzulegen, weswegen diese Voraussetzungen gegeben sein sollen; wird sie dieser Anforderung nicht gerecht, bleibt es beim vorinstanzlich festgestellten Sachverhalt (BGE 140 III 16 E. 1.3.1 S. 18).
II. Direkte Bundessteuer
2.
2.1. Die Steuerpflichtige rügt, dass die Vorinstanz zu Unrecht die Bindungswirkung des "Rulings" der Steuerverwaltung des Kantons Basel-Stadt hinsichtlich der direkten Bundessteuer verneint habe. Die teilweise Aufrechnung der im Jahr 2011 an ihre Tochtergesellschaft bezahlten Lizenzgebühren missachte das berechtigte Vertrauen der Steuerpflichtigen in den Bestand des Rulings und verletze den Grundsatz von Treu und Glauben (Art. 5 Abs. 3 i.V.m. Art. 9 BV).
2.2. Bei sogenannten " (Tax) Rulings" handelt es sich um Rechtsauskünfte der Steuerbehörden. Sie haben nach schweizerischem Recht keinen Verfügungscharakter, können die Behörden aber in ihrer rechtlichen Beurteilung eines Sachverhalts binden (BGE 141 I 161 E. 3.1 S. 164; Urteile 2C_123/2014 vom 30. September 2015 E. 7.2, in: RDAF 2015 II S. 563, StR 70/2015 S. 971; 2C_529/2014 vom 24. August 2015 E. 2.1, in: StR 70/2015 S. 900; 2C_888/2014 / 2C_889/2014 vom 7. Juni 2015 E. 7.1, in: RDAF 2015 II S. 311, StR 70/2015 S. 688). Dies folgt aus dem Grundsatz von Treu und Glauben gemäss Art. 9 BV, der das Vertrauen der Rechtssuchenden in Auskünfte und Zusicherungen von Behörden schützt (sog. Vertrauensschutz; vgl. BGE 131 II 627 E. 6.1 S. 636). Der Anspruch auf Schutz des Vertrauens in ein Ruling besteht und überwiegt das öffentliche Interesse an der richtigen Anwendung des materiellen Steuerrechts, wenn a) sich die betreffende Auskunft auf eine konkrete, den Rechtsuchenden berührende Angelegenheit bezieht und b) von einer Behörde erteilt wurde, die dafür zuständig war oder die der Rechtssuchende aus zureichenden Gründen für zuständig hielt, c) der Rechtsuchende die Unrichtigkeit der Auskunft nicht ohne Weiteres erkennen konnte und d) er im Vertrauen auf die Auskunft Dispositionen getroffen hat, die er nicht ohne Nachteil rückgängig machen kann. Die Bindungswirkung der Auskunft entfällt, wenn e) die gesetzliche Ordnung zwischen dem Zeitpunkt der Auskunft und der Verwirklichung des Sachverhalts geändert hat (BGE 143 V 341 E. 5.2.1 S. 346; 141 I 161 E. 3.1 S. 164 f. mit Hinweisen; 131 II 627 E. 6.1 S. 636 f.; 121 II 473 E. 2.c S. 479; Urteil 2C_123/2014 / 2C_124/2014 vom 30. September 2015 E. 7.2, in: RDAF 2015 II S. 563, StR 70/2015 S. 971).
Es ist unbestritten, dass sich das Ruling der Steuerverwaltung des Kantons Basel-Stadt auf eine konkrete, die Steuerpflichtige berührende Angelegenheit bezog und dass die relevante Gesetzeslage zwischen der Auskunft und der Verwirklichung des dargestellten Sachverhalts nicht änderte. Die übrigen Voraussetzungen der Bindungswirkung bedürfen hingegen der Erörterung.
2.3. Die Vorinstanz hielt dafür, dass das Steueramt des Kantons Zürich und nicht die Steuerverwaltung des Kantons Basel-Stadt für die Veranlagung der direkten Bundessteuer zuständig und das Ruling deshalb mangels Zuständigkeit nicht verbindlich gewesen sei. Die Steuerpflichtige macht geltend, dass die Steuerverwaltung des Kantons Basel-Stadt zuständig gewesen sei.
2.3.1. Die Zuständigkeit für die Erteilung eines "Rulings" liegt bei der Veranlagungsbehörde, bezüglich der direkten Bundessteuer also bei jener kantonalen Verwaltung für die direkte Bundessteuer, welche die Steuer veranlagt (BGE 141 I 161 E. 3.2 S. 165 mit Hinweisen; Urteil 2C_529/2014 vom 24. August 2015 E. 3.2, in: StR 70/2015 S. 900). Für die Veranlagung juristischer Personen, die aufgrund persönlicher Zugehörigkeit der direkten Bundessteuer unterworfen sind, sieht Art. 105 Abs. 3 DBG vor, dass die Veranlagungszuständigkeit jenem Kanton zufällt, in welchem die juristische Person am Ende der Steuerperiode oder Steuerpflicht ihren Sitz oder den Ort ihrer tatsächlichen Verwaltung hat.
2.3.2. Gesetzesbestimmungen sind in erster Linie nach ihrem Wortlaut auszulegen. Ist der Wortlaut klar, d.h. eindeutig und unmissverständlich, ist davon nur abzuweichen, wenn dafür triftige Gründe bestehen. Solche Gründe können sich aus der Entstehungsgeschichte der Norm, aus ihrem Sinn und Zweck oder aus dem Zusammenhang mit anderen Vorschriften ergeben. Im Übrigen sind bei der Auslegung alle herkömmlichen Auslegungselemente zu berücksichtigen, wobei das Bundesgericht einen pragmatischen Methodenpluralismus befolgt und es ablehnt, die einzelnen Auslegungselemente einer Prioritätsordnung zu unterstellen (vgl. BGE 143 II 685 E. 4 S. 689 f.; 140 II 80 E. 2.5.3 S. 87; 139 IV 62 S. 74 f.; je mit Hinweisen).
2.3.3. Dem Wortlaut von Art. 105 Abs. 3 DBG lässt sich nicht entnehmen, ob einem Kanton im Konfliktfall der Vorrang zukommt. Auch die Materialien sind diesbezüglich wenig aufschlussreich. Zwar hielt der Bundesrat in seiner Botschaft fest, dass die Anknüpfung an den Ort der tatsächlichen Verwaltung zur Begründung der unbeschränkten Steuerpflicht der juristischen Person vor allem im internationalen Verhältnis von Bedeutung sei (Botschaft vom 25. Mai 1983 zu Bundesgesetzen über die Harmonisierung der direkten Steuern der Kantone und Gemeinden sowie über die direkte Bundessteuer [nachfolgend: Botschaft StHG/DBG], BBl 1983 III S. 186). In Bezug auf die Veranlagungszuständigkeit beliess es der Bundesrat hingegen bei der Bemerkung, dass sich im Vergleich zur früheren Rechtslage nichts ändern würde, obschon Art. 77 Abs. 1 des Bundesratsbeschlusses über die Erhebung einer direkten Bundessteuer (BdBSt) für die Veranlagungszuständigkeit nur an den Sitz und nicht an den Ort der tatsächlichen Verwaltung der steuerpflichtigen juristischen Person angeknüpft hatte (Botschaft StHG/DBG, BBl 1983 III S. 203 f.; vgl. auch Urteil 2A.196/2001 vom 13. Mai 2002 E. 2.3.2, in: ASA 72 S. 304, StE 2002 B 91.3 Nr. 3).
2.3.4. Die Regelung der Veranlagungszuständigkeit des DBG ist geprägt vom Gedanken der Verfahrensökonomie. Insbesondere soll vermieden werden, dass sich mehrere Kantone mit der Veranlagung derselben steuerpflichtigen Person befassen und so die eigenen und die Ressourcen der steuerpflichtigen Person über Gebühr beanspruchen. Deshalb kommt die Veranlagungszuständigkeit pro Steuersubjekt einem einzelnen Kanton zu, auch wenn in einem anderen Kanton ebenfalls Anknüpfungspunkte für eine subjektive Steuerpflicht nach Art. 50 f. DBG bestehen (Grundsatz der Einheit der Veranlagungszuständigkeit bzw. des Veranlagungsortes; BGE 142 II 182 E. 2.2.6 S. 188; 137 I 273 E. 3.3.1 S. 277 mit Hinweisen; vgl. GUIDO JUD, in: Kommentar zum Schweizerischen Steuerrecht, DBG, 3. Aufl. 2017, N. 1 zu Vor Art. 105-108 DBG; PETER LOCHER, Kommentar zum Bundesgesetz über die direkte Bundessteuer, III. Teil, 2015, N. 2 zu Art. 105 DBG; ANDREA PEDROLI, in: Commentaire Romand, LIFD, 2. Aufl. 2017, N. 3 zu Art. 105 DBG). Aus denselben Effizienzüberlegungen drängt es sich auf, die Veranlagung der direkten Bundessteuer durch denjenigen Kanton besorgen zu lassen, der auch für die Veranlagung der gleichartigen kantonalen Steuern zuständig ist und deshalb ohnehin ein Veranlagungsverfahren durchzuführen hat. So verweist etwa Art. 105 Abs. 2 DBG für die Veranlagung von Kindern unter elterlicher Sorge auf die Grundsätze des Bundesrechts über das Verbot der interkantonalen Doppelbesteuerung, um den Gleichlauf mit der Veranlagungszuständigkeit für die kantonalen Steuern sicherzustellen (vgl. Botschaft StHG/DBG, BBl 1983 III S. 203).
2.3.5. Dieser Gleichlauf der Veranlagungszuständigkeiten war Mitgrund dafür, dass das Bundesgericht in einem Fall relativ bald nach Inkrafttreten des DBG entschieden hat, die Veranlagungszuständigkeit im Konfliktfall dem Sitz der juristischen Person zuzuweisen, es sei denn, dem Sitz käme lediglich formelle Bedeutung zu (insb. sog. Briefkastendomizile; vgl. Urteil 2A.196/2001 vom 13. Mai 2002 E. 3.2, in: ASA 72 S. 304, StE 2002 B 91.3 Nr. 3). Es stützte sich dabei ausdrücklich auf die Grundsätze des Bundesrechts über das Verbot der interkantonalen Doppelbesteuerung, die auch in Bezug auf Art. 105 Abs. 3 DBG massgebend sein sollen (Urteil 2A.196/2001 vom 13. Mai 2002 E. 3.3, in: ASA 72 S. 304, StE 2002 B 91.3 Nr. 3).
2.3.6. Wie das Bundesgericht jedoch kürzlich nach eingehender Auseinandersetzung mit der Rechtsprechung vor und seit Inkrafttreten des StHG erkannt hat, räumen die Grundsätze des Bundesrechts über das Verbot der interkantonalen Doppelbesteuerung in Wirklichkeit nicht dem Sitz, sondern dem Ort der tatsächlichen Verwaltung der juristischen Person den Vorrang ein (Urteil 2C_627/2017 vom 1. Februar 2019 E. 2.3.6, in: StE 2019 B 71.31 Nr. 4, StR 74/2019 S. 286, mit zahlreichen Hinweisen). Um den Gleichlauf der Veranlagungszuständigkeit für die direkte Bundessteuer mit dem Hauptsteuerdomizil beizubehalten, wäre demnach in Abkehr vom zuvor zitierten Urteil (Urteil 2A.196/2001 vom 13. Mai 2002 E. 3.2, in: ASA 72 S. 304, StE 2002 B 91.3 Nr. 3) auch in Bezug auf Art. 105 Abs. 3 DBG dem Ort der tatsächlichen Verwaltung der Vorrang einzuräumen. Im Regelfall stimmen der Sitz der juristischen Person und der Ort ihrer tatsächlichen Verwaltung freilich überein.
2.3.7. Art. 105 Abs. 3 DBG lässt sich nach dem Gesagten kein Vorrang des Sitzes und des Orts der tatsächlichen Verwaltung der juristischen Personen entnehmen. Die beiden Anknüpfungsmerkmale stehen vielmehr alternativ nebeneinander. Im Konfliktfall ist es daher am Sitzkanton und am Kanton der tatsächlichen Verwaltung, sich über den Veranlagungsort zu verständigen (vgl. Art. 111 Abs. 1 DBG). Werden sich die beiden Kantone nicht bereits von sich aus einig, haben sie nach Art. 108 Abs. 1 DBG die ESTV einzuschalten.
2.3.8. Die Steuerpflichtige hatte in der relevanten Steuerperiode ihren Sitz im Kanton Basel-Stadt, während sich der Ort ihrer tatsächlichen Verwaltung im Kanton Zürich befand. Die Steuerverwaltungen der beiden Kantone haben sich Anfang 2013 dahingehend verständigt, dass ab der Steuerperiode 2011 das Steueramt des Kantons Zürich die Veranlagung der direkten Bundessteuer besorgt. Dies ist unter den Beteiligten unbestritten. Die Zuständigkeit für die Veranlagung der direkten Bundessteuer für die Steuerperiode 2011 lag somit beim Steueramt des Kantons Zürich und nicht bei der Steuerverwaltung des Kantons Basel-Stadt.
2.4. Eine andere Frage ist jedoch, wovon die Steuerpflichtige aufgrund der Umstände und insbesondere des Verhaltens der involvierten Behörden ausgehen durfte (vgl. Urteil 2C_529/2014 vom 24. August 2015 E. 4, in: StR 70/2015 S. 900). Da die Veranlagungszuständigkeit für die Steuerperioden bis und mit 2010 beim Sitzkanton gelegen hatte - und von diesem auch tatsächlich ausgeübt worden war - und das Steueramt des Kantons Zürich die Veranlagungszuständigkeit des Kantons Basel-Stadt gegenüber der Steuerpflichtigen bis Anfang 2013 offenbar nie ernsthaft in Frage gestellt hatte, gab es keinen Grund für die Steuerpflichtige, an der Veranlagungszuständigkeit der Steuerverwaltung des Kantons Basel-Stadt für die Steuerperiode 2011 zu zweifeln. Die Basis für diese Annahme entfiel erst, als der Steuerpflichtigen Anfang 2013 mitgeteilt wurde, dass die Veranlagungszuständigkeit ab der Steuerperiode 2011 beim Kanton Zürich liegen würde. Da der Steuerpflichtigen aufgrund der verspäteten Mitteilung keine Möglichkeit mehr blieb, ihr Verhalten anzupassen bzw. ein Ruling von der nunmehr als zuständig erkannten Behörde einzuholen, kann ihr die Unzuständigkeit der Basler Steuerbehörden für die Steuerperiode 2011 nicht zum Nachteil gereichen. Sie hatte somit zureichende Gründe für die Annahme der Zuständigkeit der Steuerverwaltung des Kantons Basel-Stadt. Das Urteil der Vorinstanz erweist sich in diesem Punkt als unzutreffend.
2.5.
2.5.1. Die Vorinstanz erwog hilfsweise, dass es fraglich sei, ob die Bezahlung der Lizenzgebühren eine Disposition darstelle, welche die Steuerpflichtige im Vertrauen auf das Ruling vorgenommen habe und nicht ohne Nachteil rückgängig machen könne. Schliesslich sei sie ohnehin zivilrechtlich zur Bezahlung der Lizenzgebühren verpflichtet gewesen.
2.5.2. Auch in diesem Punkt ist der Vorinstanz zu widersprechen. Das Ruling war offensichtlich eine wesentliche Grundlage für die Transaktion und die darin in Aussicht gestellte steuerliche Behandlung der massgebende Treiber hinter der vertraglichen Ausgestaltung des Verkaufs und der Rücklizenzierung der Marke zwischen der Steuerpflichtigen und ihrer Tochtergesellschaft. Folglich wäre die Transaktion entweder gar nicht oder zu gänzlich anderen Konditionen durchgeführt worden, wäre der Steuerpflichtigen von Anfang an bewusst gewesen, dass sie ab dem Jahre 2011 die Lizenzgebühren nur noch in sehr reduziertem Ausmass vom steuerbaren Gewinn abziehen können würde. Ebenso hätten die Steuerpflichtige und ihre Tochtergesellschaft die Höhe der Lizenzgebühren aller Wahrscheinlichkeit nach noch in der Steuerperiode 2011 angepasst, wären sie nicht erst Anfang 2013 über die Unzuständigkeit der Basler Steuerbehörden informiert worden. Angesichts der grundlegenden Bedeutung, welche die steuerliche Behandlung für die Ausgestaltung der Transaktion hatte, hätten sich nämlich auch unabhängige Dritte nicht einfach mit der zivilrechtlichen Verbindlichkeit des Lizenzvertrags abgefunden, sondern sämtliche Argumente für die Unwirksamkeit des Vertrags vorgebracht, um eine Anpassung der Vertragskonditionen herbeizuführen (z.B. Willensmangel nach Art. 23 OR oder die clausula rebus sic stantibus; vgl. dazu BGE 138 V 366 E. 5.1 S. 371; 135 III 1 E. 2.4 S. 9 f.). Umso mehr ist damit zu rechnen, dass auch zwischen konzernweise verbundenen Vertragspartnern wie der Steuerpflichtigen und ihrer Tochtergesellschaft Nachverhandlungen stattgefunden hätten. Dementsprechend handelte es sich bei den Lizenzzahlungen für das Jahr 2011 um Dispositionen, welche die Steuerpflichtige im Vertrauen auf den Bestand des Rulings vorgenommen hat. Diese Dispositionen liessen sich nach der Mitteilung der Veranlagungszuständigkeit des Steueramts des Kantons Zürich Anfang 2013 nur schon wegen der Massgeblichkeit der Handelsbilanz und des Periodizitätsprinzips nicht mehr ohne Nachteil rückgängig machen.
2.6. Die Vorinstanz begründet schliesslich in nachvollziehbarer und stichhaltiger Weise, weswegen die Lizenzgebühren einem Drittvergleich nicht standhielten und deshalb richtigerweise als teilweise geschäftsmässig nicht begründet und insoweit als verdeckte Kapitaleinlage zugunsten der Tochtergesellschaft zu betrachten seien. In der Tat wäre es konsistent gewesen, die Lizenzgebühren in Abhängigkeit vom Umsatz der Steuerpflichtigen zu bestimmen, statt an die Kosten anzuknüpfen. Die inhaltliche Unrichtigkeit würde die Rechtsauskunft der Steuerbehörden indessen nur dann ihrer Verbindlichkeit berauben, wenn sie offensichtlich bzw. für die Steuerpflichtige ohne Weiteres erkennbar war (vgl. oben E. 2.2; BGE 141 I 161 E. 3.6 S. 169).
Man könnte sich fragen, ob die Steuerpflichtige die Unrichtigkeit der Rechtsauskunft aufgrund des Bewertungsgutachtens der Beratungsgesellschaft A._ erkennen musste. Ein solches Bewertungsgutachten determiniert die steuerrechtliche Beurteilung zwar nicht. Es hat aber einen gewissen Beweiswert für die kaufmännische Angemessenheit von Verrechnungspreisen zwischen nahestehenden Gesellschaften. Wenn Verrechnungspreise kaufmännisch angemessen sind, erscheinen sie in rechtlicher Hinsicht regelmässig als geschäftsmässig begründet (vgl. Urteil 2C_697/2014 vom 1. Mai 2015 E. 2.2, in: StE 2015 B 72.14.2 Nr. 45, StR 70/2015 S. 603; vgl. zur Unterscheidung von Tat- und Rechtsfragen in diesem Zusammenhang Urteil 2C_414/2019 vom 14. November 2019 E. 4.3). Jedoch wiegt der Beweiswert eines solchen Gutachtens nicht derart schwer, als dass die Steuerbehörden stets an die darin enthaltenen Empfehlungen gebunden wären und unter keinen Umständen davon abweichen dürften.
Wenn nun also Abweichungen von Bewertungsgutachten möglich sind, so darf im Regelfall erwartet werden, dass erklärt wird, weshalb von einem Bewertungsgutachten abgewichen werden soll. Im Schreiben der Steuerpflichtigen an die Steuerverwaltung des Kantons Basel-Stadt vom 7. Juli 2010 fehlen entsprechende Ausführungen. Allerdings fällt ins Gewicht, dass sich das fragliche Bewertungsgutachten gar nicht konkret zur Bemessung der Lizenzgebühren zwischen der Steuerpflichtigen und der Tochtergesellschaft geäussert hatte. Vielmehr hatte es die Höhe von Lizenzgebühren für vergleichbare Marken lediglich im Zusammenhang mit der Bewertung der Marke thematisiert, welche die Steuerpflichtige an ihre Tochtergesellschaft verkaufte. Konnten dem Bewertungsgutachten keine konkreten Empfehlungen für die Bemessung der Lizenzgebühren entnommen werden, genügte es, dass die Steuerpflichtige das Bewertungsgutachten ihrem Schreiben an die Steuerverwaltung des Kantons Basel-Stadt vom 7. Juli 2010 beilegte, ohne den für die Bemessung der Lizenzgebühren gewählten Ansatz näher zu rechtfertigen. Da der im Ruling vertretene Ansatz ausserdem ebenfalls auf einer üblichen Methode basiert, lässt sich der Steuerverwaltung des Kantons Basel-Stadt nicht vorwerfen, eine erkennbar unrichtige Auskunft gegeben zu haben, auf die sich die Steuerpflichtige in der Folge nicht hätte verlassen dürfen.
2.7. Somit erweist sich, dass sämtliche Voraussetzungen für den Vertrauensschutz erfüllt sind und die Steuerpflichtige sich somit auf die im Ruling dargelegte steuerliche Behandlung verlassen durfte. Dies gilt jedenfalls für die streitgegenständliche Steuerperiode; wie es sich diesbezüglich mit späteren Steuerperioden verhält, braucht an dieser Stelle nicht entschieden zu werden (vgl. dazu BGE 141 I 161 E. 5.4 S. 171). Die Vorinstanz hat Art. 9 BV verletzt, indem sie der Steuerpflichtigen für die Steuerperiode 2011 hinsichtlich der direkten Bundessteuer den Abzug der Lizenzgebühren vom steuerbaren Gewinn teilweise versagte. Die Beschwerde der Steuerpflichtigen betreffend die direkte Bundessteuer ist in diesem Punkt gutzuheissen.
3.
Die Vorinstanz hat die Ausscheidung des Gewinns auf die ausländischen Betriebsstätten anhand der Hilfsfaktoren Arbeit und Kapital vorgenommen. Die Steuerpflichtige beanstandet, dass sich die Vorinstanz auf falsche Kriterien gestützt habe. Auch das Steueramt ist mit der Gewinnausscheidung der Vorinstanz nicht einverstanden.
3.1. Die Gewinnausscheidung bzw. -abgrenzung im internationalen Verhältnis ist in Art. 52 DBG geregelt. Nach Art. 52 Abs. 1 DBG erstreckt sich die Steuerpflicht von unbeschränkt steuerpflichtigen juristischen Personen nicht auf ausländische Geschäftsbetriebe, Betriebsstätten und Grundstücke. Art. 52 Abs. 3 DBG verweist für die Abgrenzung der Steuerpflicht für Geschäftsbetriebe, Betriebsstätten und Grundstücke auf die Grundsätze des Bundesrechts über das Verbot der interkantonalen Doppelbesteuerung. Bezüglich ausländischer Betriebsstätten sieht diese Bestimmung zudem vor, dass ein schweizerisches Unternehmen ausländische Betriebsstättenverluste provisorisch mit inländischen Gewinnen verrechnen kann, soweit diese Verluste im Betriebsstättenstaat nicht bereits berücksichtigt wurden.
3.2. Das Bundesgericht hatte noch keine Gelegenheit, sich zur Abgrenzung der Gewinne von hier unbeschränkt steuerpflichtigen juristischen Personen auf ausländische Betriebsstätten nach Art. 52 Abs. 1 und Abs. 3 DBG zu äussern (vgl. zur Abgrenzung der Steuerpflicht ausländischer juristischer Personen mit inländischen Betriebsstätten nach Art. 52 Abs. 4 DBG Urteile 2C_972/2018 vom 2. Oktober 2019 E. 5; 2P.140/2005 vom 28. November 2005 E. 4.3, in: StE 2006 A 31.2 Nr. 7, StR 61/2006 S. 433).
3.3. In der Lehre wird kontrovers diskutiert, wie Gewinne nach Art. 52 Abs. 1 und Abs. 3 DBG auf ausländische Betriebsstätten auszuscheiden sind. Die tendenziell ältere Lehre befürwortet eine Abgrenzung der Gewinne nach Quoten, wie sie im interkantonalen Steuerrecht üblich ist. Sie stützt sich dafür auf den Wortlaut von Art. 52 Abs. 3 1. Satz DBG, der auf die Grundsätze des Bundesrechts über das Verbot der interkantonalen Doppelbesteuerung verweist (vgl. etwa PETER ATHANAS, Aussensteuerliche Bestimmungen im DBG und StHG, in: Höhn/Athanas [Hrsg.], Das neue Bundesrecht über die direkten Steuern, 1993, S. 432; BAUMANN/ABOLFATHIAN, Unternehmenssteuerreform und Betriebsstättebesteuerung, ST 1998, S. 284; PETER BRÜLISAUER, in: Kommentar zum Schweizerischen Steuerrecht, Internationales Steuerrecht, 2015, N. 87 zu Art. 7 OECD-MA; DERS., Abgrenzung nach dem "Dealing-at-Arm's-Length-Prinzip" im internationalen Einheitsunternehmen, FStR 2014, S. 241; MARCEL R. JUNG, Aushöhlung der Bemessungsgrundlage und Gewinnverlagerung durch schweizerische Konzerne mittels Offshore-Finanzierungsstrukturen, FStR 2014, S. 89 f.; BENJAMIN FUCHS, Transnationaler Verlustausgleich bei internationalen Unternehmungen und Konzernen im Steuerrecht, 1993, S. 160; XAVIER OBERSON, Précis de droit fiscal international, 4. Aufl 2014, N. 475; RICHNER UND ANDERE, Handkommentar zum DBG, 3. Aufl. 2016, N. 6 zu Art. 52 DBG; RIEDWEG/FRICKER, Die Besteuerung der inländischen Betriebsstätte eines ausländischen Unternehmens in der Schweiz, ASA 64 S. 522; differenzierend FRANK LAMPERT, Die Verlustverrechnung von juristischen Personen im Schweizer Steuerrecht, 2000, S. 289 ff.; MADELEINE SIMONEK, Die steuerliche Behandlung von Verlusten bei Körperschaften, Länderbericht Schweiz, in: Cahiers de droit fiscal international, Bd. LXXXIIIa, 1998, S. 804 f.). Auch das alte Recht hatte für die direkte Bundessteuer eine quotenmässige Ausscheidung der Betriebsstättengewinne vorgesehen. Das ergab sich allerdings nicht aus einer Verweisung auf die Grundsätze des Bundesrechts über das Verbot der interkantonalen Doppelbesteuerung, sondern war in Art. 55 Abs. 1 BdBSt ausdrücklich vorgesehen. Dasselbe galt gemäss Art. 52 Abs. 2 BdBSt für ausländische juristische Personen mit Betriebsstätten in der Schweiz (vgl. BGE 117 Ib 248 E. 4.a S. 255).
3.4. Die Grundsätze des Bundesrechts über das Verbot der interkantonalen Doppelbesteuerung ergeben sich aus der Rechtsprechung des Bundesgerichts zum Verbot der interkantonalen Doppelbesteuerung gemäss Art. 127 Abs. 3 BV bzw. Art. 46 Abs. 2 aBV. Dieses Richterrecht schreibt für Unternehmen mit Sitz und Betriebsstätten in verschiedenen Kantonen im interkantonalen Verhältnis die Gewinnausscheidung nach Quoten vor (BGE 103 Ia 233 E. 3.b S. 236; 93 I 415 E. 3 S. 421; 73 I 191 E. 3 S. 200; 55 I 450 E. 2 S. 455). Dafür hat das Bundesgericht verschiedene Methoden entwickelt. Dabei geniesst die quotenmässig-direkte Methode grundsätzlich den Vorzug gegenüber anderen Methoden (BGE 93 I 415 E. 3 S. 422; 50 I 87 E. 3 93; Urteil 2C_350/2018 vom 17. Juni 2019 E. 4.1.1, in: StE 2019 A 24.42.2 Nr. 2). Bei dieser Methode wird das Gesamtergebnis des interkantonalen Unternehmens anhand separat geführter Betriebsstättenbuchhaltungen quotenmässig auf die Betriebsstättenkantone und den Sitzkanton verteilt. Sie kommt in der Praxis insbesondere bei Banken zur Anwendung (BGE 81 I 212 E. 2 S. 216; 71 I 327 E. 2 S. 335 m.H.).
Die quotenmässig-direkte Methode setzt allerdings voraus, dass überhaupt separate Betriebsstättenbuchhaltungen vorliegen und die Betriebsstätten weitgehend selbständig operieren (Urteile 2C_350/2018 vom 17. Juni 2019 E. 4.1.2, in: StE 2019 A 24.42.2 Nr. 2; 2P.326/2003 vom 31. August 2004 E. 4.2.1, in: StE 2005 A 24.44.3 Nr. 1, StR 60/ 2005 S. 107). Fehlt es hieran, kommt die quotenmässig-indirekte Methode zur Anwendung. Bei dieser Methode wird das Gesamtergebnis anhand von Hilfsfaktoren zwischen den Betriebsstättenkantonen und dem Sitzkanton verteilt. Diese Hilfsfaktoren bestimmen sich nach der Art des interkantonalen Unternehmens. So wird bei reinen Handelsunternehmen, Treuhandunternehmen und Hoch- und Tiefbauunternehmungen der Gewinn typischerweise nach Massgabe der Umsätze bzw. Honorare verteilt (BGE 96 I 560 E. 6 S. 584; 61 I 340 E. 3 S. 343; 55 I 153 E. 3 S. 157; Urteil 2P.338/2006 vom 10. September 2007 E. 3.1; Urteil vom 8. Mai 1979, in: StR 35/1980 S. 31). Bei Fabrikationsgeschäften sowie Elektrizitätsunternehmen wird die Ausscheidung nach den Produktionsfaktoren Arbeit und Kapital vorgenommen (BGE 88 I 240 E. 1 S. 244; 52 I 238 E. 9 S. 252; 51 I 395 E. 4 S. 404; 31 I 56 E. 5 S. 77 f.), während bei Versicherungen die Prämieneinnahmen der massgebende Hilfsfaktor sind (BGE 103 Ia 233 E. 4.a S. 238 f.). Bei interkantonalen Eisenbahn- und Schifffahrtsunternehmen sind die Gewinne nach Massgabe der Personenfrequenz und des Gepäck- und Güterumsatzes pro Kanton auszuscheiden (sog. Frequenzmethode; BGE 92 I 264 E. 2.a S. 267 f.; 41 I 423 E. 3.b S. 434; TEUSCHER/ LOBSIGER, in: Kommentar zum Schweizerischen Steuerrecht, Interkantonales Steuerrecht, 2011, N. 43 zu § 31; vgl. nun allerdings die Steuerausnahme in Art. 23 Abs. 1 lit. j StHG). Bei landwirtschaftlichen Betrieben verteilt das Bundesgericht den landwirtschaftlichen Ertrag nach dem Ertragswert der Grundstücke (BGE 74 I 120 E. 3 S. 127). Bei Unternehmen, die sich keiner der vorgenannten Kategorien zuordnen lassen, hat das Bundesgericht jeweils situativ auf andere Hilfsfaktoren abgestellt (vgl. z.B. BGE 37 I 266 E. 3 S. 271 f. [Reparaturwerkstätte und Wäscherei: Verhältnis der Betriebskosten]; 34 I 675 E. 2 S. 682 [Ausbeutung einer Mineralwasserquelle im Betriebsstättenkanton: hälftige Teilung der Steuerfaktoren]) oder die Gewinne nach Ermessen verteilt (BGE 95 I 431 E. 4 S. 439 [Liegenschaftenhändler und Generalbauunternehmer]).
3.5. Es ist nicht zu übersehen, dass die quotenmässigen Methoden für das interkantonale Verhältnis entwickelt worden sind und ihre unbedachte Übertragung auf das internationale Verhältnis problematische Auswirkungen haben kann.
3.5.1. Dies hat das Bundesgericht bereits in seinem Urteil vom 23. Oktober 1947 in Sachen Bulova Watch Co. Inc. gegen Staat Bern erkannt. Konfrontiert mit einer mit Art. 52 Abs. 3 1. Satz DBG vergleichbaren Verweisung des vorharmonisierten bernischen Steuerrechts hielt das Bundesgericht fest, dass es nicht willkürlich ist, die bundesgerichtlichen Doppelbesteuerungsgrundsätze und insbesondere das Gebot der quotenmässigen Ausscheidung für das internationale Verhältnis nur insoweit anzuwenden, als nicht Unterschiede bestehen, die ein Abweichen von diesen Grundsätzen rechtfertigen. Einen solchen Unterschied sah es insbesondere darin, dass im internationalen Verhältnis bei quotenmässiger Ausscheidung die doppelte Nichtbesteuerung gewisser Gewinne droht, während im interkantonalen Verhältnis das Bundesgericht als oberste Instanz alle eventuell noch fehlenden Erhebungen in den beteiligten Kantonen anordnen kann (BGE 73 I 191 E. 4 S. 203). Wie das Bundesgericht ausserdem in späteren Urteilen ausführte, ist die Veranlagungsbehörde häufig nicht in der Lage, die ausländischen Bücher der Gesamtunternehmung zu prüfen und an ihrem Ergebnis die notwendigen steuerlichen Korrekturen (vollständig) vorzunehmen (vgl. BGE 117 Ib 248 E. 4b S. 255 f.; Urteil 2P.140/2005 vom 28. November 2005 E. 5.3, in: StE 2006 A 31.2 Nr. 7, StR 61/ 2006 S. 433).
3.5.2. Die Gefahr doppelter Nichtbesteuerungen war auch im Rahmen der Vorbereitungsarbeiten zu DBG und StHG thematisiert worden. Es wurde erwogen, ausländische Gewinne nur dann steuerlich freizustellen, wenn die steuerpflichtige Person einen Besteuerungsnachweis beibringen konnte. Weil die Grundsätze des Bundesrechts über das Verbot der interkantonalen Doppelbesteuerung nicht nur die aktuelle, sondern auch die virtuelle Doppelbesteuerung verbieten, wurde davon letztlich abgesehen (vgl. Botschaft StHG/DBG, BBl 1983 III S. 157). Nichtsdestotrotz verstossen (doppelte) Nichtbesteuerungen einzelner Steuerpflichtiger potenziell gegen das verfassungsmässige Gebot der Wettbewerbsneutralität (Art. 27 und Art. 94 BV; vgl. BGE 130 I 96 E. 3.7 S. 104; 123 II 16 E. 10 S. 35; ausserhalb des Steuerrechts: BGE 143 II 425 E. 4.2 S. 431 mit Hinweisen) und die in Art. 127 Abs. 2 BV enthaltenen Besteuerungsgrundsätze (insbesondere Allgemeinheit der Steuer und Besteuerung nach der wirtschaftlichen Leistungsfähigkeit; vgl. BGE 145 II 206 E. 2.4.2 S. 211; 142 II 197 E. 6.1 S. 205; 137 I 145 E. 2 S. 147). Es ist deshalb nicht anzunehmen, dass der Gesetzgeber mit Art. 52 Abs. 3 1. Satz DBG die systematische doppelte Nichtbesteuerung gewisser, international tätiger Unternehmen bezweckte, und dies umso weniger, wenn die virtuelle Doppelbesteuerung bereits durch schweizerische Doppelbesteuerungsabkommen ausgeschlossen ist (vgl. BGE 139 II 78 E. 3.1.2 S. 87; a.M. SIMONEK/ VON AH, in: Hans-Ueli Vogt [Hrsg.], Unternehmenssteuerrecht - Entwicklungen 2012, njus.ch, 2013, S. 179).
3.5.3. Im internationalen Verhältnis ist ausserdem zu beachten, dass die quotenmässigen Methoden nach der Streichung des früheren Art. 7 Abs. 4 gemäss der aktuellen Fassung des OECD-Musterabkommens (OECD-MA) nach herrschender Lehre nicht länger zulässig sind (vgl. Art. 7 OECD-MA i.d.F. vom 22. Juli 2010; Kommentar der OECD, N. 42 zu Art. 7 OECD-MA; ATHANAS/GIGLIO, in: Klöti-Weber und andere [Hrsg.], Kommentar zum Aargauer Steuergesetz, 4. Aufl. 2015, N. 49 f. zu § 18 Steuergesetz AG; ALEXANDER HEMMELRATH, in: Vogel/Lehner [Hrsg.], DBA, 6. Aufl. 2015, N. 184 zu Art. 7 OECD-MA; XAVIER OBERSON, Précis de droit international, 4. Aufl. 2014, N. 487; OESTERHELT/SCHREIBER, in: Kommentar zum Schweizerischen Steuerrecht, DBG, 3. Aufl. 2017, N. 17 zu Art. 52 DBG; JACQUES SASSEVILLE, in: Danon und andere [Hrsg.], Modèle de Convention fiscale OCDE concernant le revenu et la fortune, Commentaire, 2014, N. 126 zu Art. 7 OECD-MA; a.M. PETER BRÜLISAUER, in: Kommentar zum Schweizerischen Steuerrecht, Internationales Steuerrecht, 2015, N. 294 zu Art. 7 OECD-MA; differenzierend WASSERMEYER UND ANDERE, in: Franz Wassermeyer [Hrsg.], DBA, 124. EL Oktober 2013, N. 419 zu Art. 7 OECD-MA). Diese neue Fassung wurde bereits in verschiedene Doppelbesteuerungsabkommen der Schweiz übernommen (vgl. jeweils Art. 7 der Doppelbesteuerungsabkommen mit dem Königreich Belgien [SR 0.672.917.21], dem Fürstentum Liechtenstein [SR 0.672.951.43], Island [SR 0.672.944.51], der Republik Kosovo [SR 0.672.947.51], der Republik Slowenien [SR 0.672.969.11], Ungarn [SR 0.672.941.81] und der Republik Zypern [SR 0.672.925.81]; vgl. ausserdem jeweils Art. 7 der Doppelbesteuerungsabkommen mit Australien [SR 0.672.915.81], dem Vereinigten Königreich von Grossbritannien und Nordirland [SR 0.672.936.712], der Republik von Kasachstan [SR 0.672.947.01] und der Republik Türkei [SR 0.672.976.31], die nicht auf dem neuen Art. 7 OECD-MA beruhen, aber keine zu Art. 7 Abs. 4 aOECD-MA analoge Bestimmung enthalten).
3.6. Angesichts der Defizite der quotenmässigen Methoden gehen die tendenziell jüngere Lehre und die ESTV davon aus, dass für die Gewinnabgrenzung nach Art. 52 DBG die international vorherrschende objektmässige bzw. direkte Methode anzuwenden ist (AGNER/JUNG/ STEINMANN, Kommentar zum Gesetz über die direkte Bundessteuer, 1995, N. 5 ff. zu Art. 52 DBG; BAUMHOFF/LEITNER/DIGERONIMO, Betriebsstättengewinnermittlung im internationalen Vergleich - Deutschland, Österreich, Schweiz, IWB Nr. 10/2010, S. 1440; ESTV, Kreisschreiben Nr. 8 vom 18. Dezember 2011 "Internationale Steuerausscheidung von Principal-Gesellschaften", Ziff. 4.1; PETER LOCHER, Kommentar zum DBG, II. Teil, 2004, N. 27 ff. zu Art. 52 DBG ["direkte Methode gemäss DBG"]; OESTERHELT/SCHREIBER, in: Kommentar zum Schweizerischen Steuerrecht, DBG, 3. Aufl. 2017, N. 16 zu Art. 52 DBG; PASCHOUD/ GANI, in: Commentaire Romand, LIFD, 2. Aufl. 2017, N. 41 zu Art. 52 DBG). Nach der objektmässigen Methode sind die Ergebnisse der Betriebsstätten separat und nicht als Quote des Gesamtergebnisses des Unternehmens zu ermitteln. Diese Autoren begründen ihre Auffassung unter anderem damit, dass die in Art. 52 Abs. 3 2. Satz und 3. Satz DBG vorgesehene provisorische Übernahme von Verlusten aus ausländischen Betriebsstätten nur bei Ausscheidung mittels objektmässig-direkter Methode ohne Weiteres möglich sei, da nur diese die Ermittlung und Verlegung von Betriebsstättenverlusten erlaube. Die quotenmässigen Methoden müssten hingegen zumindest modifiziert werden, um hiermit kompatibel zu sein.
3.7. Ob die quotenmässig-indirekten Methoden im internationalen Verhältnis überhaupt noch Anwendung finden können, kann im vorliegenden Fall dahingestellt bleiben. Wie die vorstehenden Erwägungen nämlich gezeigt haben, hat das Bundesgericht zur Abgrenzung der Betriebsstättengewinne von internationalen Luftfahrtunternehmen im Rahmen von Art. 127 Abs. 3 BV bzw. Art. 46 Abs. 2 aBV noch gar keine Grundsätze entwickelt (vgl. oben E. 3.4). Die Situation solcher Unternehmen unterscheidet sich erheblich von interkantonalen Eisenbahn- und Schifffahrtunternehmen, erfolgt die Wertschöpfung im internationalen Luftverkehr doch weitgehend nicht nur fernab der festen Geschäftseinrichtungen des Unternehmens, sondern zu einem wesentlichen Teil noch nicht einmal auf dem Staatsgebiet der Betriebsstättenstaaten. Mit den übrigen Arten von Unternehmen, für die das Bundesgericht Grundsätze zur Gewinn- bzw. Quotenermittlung aufgestellt hat, lassen sich internationale Luftfahrtunternehmen noch weniger vergleichen. Da die Voraussetzungen der quotenmässig-direkten Methode nicht erfüllt sind, müsste das Bundesgericht im interkantonalen Verhältnis die hergebrachten quotenmässig-indirekten Methoden um eine solche für internationale Luftfahrtunternehmen ergänzen bzw. bestimmen, auf welche Hilfsfaktoren in einem solchen Fall abzustellen wäre. Im internationalen Verhältnis bedeutet diese Lücke in den Grundsätzen des Bundesrechts über das Verbot der interkantonalen Doppelbesteuerung schlichtweg, dass die Verweisung darauf in Art. 52 Abs. 3 1. Satz DBG ins Leere führt. Es liegt mit anderen Worten eine echte Gesetzeslücke vor (BGE 144 II 281 E. 4.5.1 S. 291 f.; 143 IV 49 E. 1.4.2 S. 54 f.; 141 V 481 E. 3.1 S. 485). Das Gericht hat dabei nach der Regel zu entscheiden, die es als Gesetzgeber aufstellen würde (Art. 1 Abs. 2 ZGB analog; vgl. BGE 141 IV 298 E. 1.5.4 S. 303).
3.8. Es drängt sich auf, diese Lücke mittels Rückgriff auf die international vorherrschende Abgrenzungsmethodik zu füllen, wie sie im Musterabkommen der OECD und den Doppelbesteuerungsabkommen der Schweiz zum Ausdruck kommt. Die international vorherrschende Abgrenzungsmethodik verkörpert den Konsens der Sitz- und Quellenstaaten über die Verteilung des Steuersubstrats. Die Gefahr von Doppelbesteuerungen und doppelten Nichtbesteuerungen dürfte deshalb geringer ausfallen als bei den quotenmässigen Methoden des interkantonalen Steuerrechts und anderen rein unilateral konzipierten Methoden (vgl. JACQUES SASSEVILLE, in: Danon und andere [Hrsg.], Modèle de Convention fiscale OCDE concernant le revenu et la fortune, Commentaire, 2014, N. 126 zu Art. 7 OECD-MA; DANIEL DE VRIES REILINGH, Le droit fiscal intercantonal et le droit fiscal international de la Suisse, 2011, N. 272).
3.9. Somit ist die Abgrenzung der Gewinne von internationalen Luftfahrtunternehmen zwingend nach der objektmässigen Methode vorzunehmen. Diese verlangt im Übrigen nicht, dass neben dem Ergebnis der ausländischen Betriebsstätte auch das Ergebnis des Sitzes bzw. der Sitz-Betriebsstätte separat ermittelt werden müsste (vgl. Kommentar der OECD, N. 28 zu Art. 7 OECD-MA). Das ergibt sich bereits daraus, dass die Steuerpflicht der juristischen Person aufgrund persönlicher Zugehörigkeit nach Art. 52 Abs. 1 DBG unbeschränkt ist und gar nicht vom Bestand einer hiesigen Betriebsstätte abhängt. Vielmehr ist das separat ermittelte Betriebsstättenergebnis vom Gesamtgewinn der juristischen Person abzuziehen, sodass sich der in der Schweiz als Sitzstaat steuerbare Gewinn als Residualgrösse präsentiert (so auch die Auffassung der Vertreter der ESTV, wiedergegeben in: BAUMHOFF/LEITNER/DIGERONIMO, Betriebsstättengewinnermittlung im internationalen Vergleich - Deutschland, Österreich, Schweiz, IWB Nr. 10/2010, S. 1440 und PETER LOCHER, Kommentar zum DBG, II. Teil, 2004, N. 30 zu Art. 52 DBG).
3.10. Hieraus folgt allerdings noch nicht, wie die separaten Ergebnisse der ausländischen Betriebsstätten der Steuerpflichtigen konkret zu ermitteln sind. Auch insofern ist wiederum Rückgriff auf die international vorherrschende Abgrenzungsmethodik zu nehmen.
3.10.1. Die OECD hat zur Ermittlung der Ergebnisse ausländischer Betriebsstätten - und insbesondere zur Ermittlung unternehmensinterner, steuerrelevanter Vorgänge - ein zweistufiges Verfahren basierend auf dem Drittvergleichsgrundsatz entwickelt (sog. Authorised OECD Approach; vgl. OECD, Report on the Attribution of Profits to Permanent Establishments, 17. Juli 2008, § 10). Ob dieses Verfahren trotz gewisser Kritik in der Literatur (vgl. XAVER DITZ, in: Schönfeld/Ditz [Hrsg.], DBA, 2013, N. 38 ff. zu Art. 7 (2010) OECD-MA; WASSERMEYER UND ANDERE, in: Franz Wassermeyer [Hrsg.], DBA, 124. EL Oktober 2013, N. 585 ff. zu Art. 7 OECD-MA) für die meisten Unternehmensarten als internationaler Standard zu betrachten ist, braucht vorliegend nicht entschieden zu werden. Denn jedenfalls ist klar, welche Methodik international für die Ermittlung der Betriebsstättengewinne wie jene der Steuerpflichtigen angewendet wird. Zwischen den Industriestaaten besteht nämlich seit Jahrzehnten Konsens, dass die Gewinne aus dem Betrieb von Schiffen und Luftfahrzeugen im internationalen Verkehr nicht auf die unter Umständen äusserst zahlreichen Betriebsstätten aufzuteilen, sondern einheitlich einem einzelnen Staat bzw. einer einzelnen Betriebsstätte zur Besteuerung zuzuweisen sind (vgl. historische Nachweise bei GUGLIELMO MAISTO, The History of Article 8 of the OECD Model Treaty on Taxation, INTERTAX 31/2003, S. 232 ff.). Dieser Konsens basiert auf der Einsicht, dass internationale Schiff- und Flugreisen bzw. Gütertransporte der See- und Luftfahrt regelmässig Berührungspunkte zu einer Vielzahl von Staaten aufweisen und deshalb keine sachgerechte Aufteilung des Steuersubstrats zulassen (vgl. ISABELLE RICHELLE, in: Danon und andere [Hrsg.], Modèle de Convention fiscale OCDE concernant le revenu et la fortune, Commentaire, 2014, N. 4 zu Art. 8 OECD-MA; ALEXANDER HEMMELRATH, in: Vogel/Lehner, DBA, 6. Aufl. 2015, N. 4 zu Art. 8 OECD-MA; XAVIER OBERSON, Précis de droit fiscal international, 4. Aufl. 2014, S. 156 f. N. 492). Jedenfalls soweit der internationale Flugverkehr betroffen ist, teilen auch die Schwellen- und Entwicklungsländer diese Auffassung (vgl. Art. 8 (Alternative B) des UNO-Musterabkommens [UNO-MA]; Kommentar der UNO, N. 9 und N. 12 zu Art. 8 UNO-MA).
3.10.2. In der aktuellen Fassung weist das OECD-MA das alleinige Besteuerungsrecht dem Ansässigkeitsstaat der Person zu, die das Luftfahrtunternehmen betreibt (Art. 8 Abs. 1 i.V.m. Art. 3 Abs. 1 lit. d OECD-MA i.d.F. vom 21. November 2017). Frühere Fassungen gaben dem Staat den Vorzug, in dem sich der Ort der tatsächlichen Geschäftsleitung befand. In den schweizerischen Doppelbesteuerungsabkommen finden sich beide Ansätze (vgl. Übersicht bei GRÜNINGER/ COLPI, in: Kommentar zum Schweizerischen Steuerrecht, Internationales Steuerrecht, 2015, N. 33 ff. zu Art. 8 OECD-MA; vgl. aber jeweils Art. 8 Abs. 2 der Abkommen mit Australien [SR 0.672.915.81] und den Philippinen [SR 0.672.964.51], wonach dem Betriebsstättenstaat des Luftfahrtunternehmens unter bestimmten Umständen ein gewisses Restbesteuerungsrecht verbleibt). Neben diesen umfassenden Doppelbesteuerungsabkommen hat die Schweiz zahlreiche Abkommen, Brief- und Notenwechsel abgeschlossen, welche nur die Doppelbesteuerung von Gewinnen aus der Schiff- und Luftfahrt oder nur aus der Luftfahrt betreffen. Auch diese völkerrechtlichen Verträge weisen das Besteuerungsrecht einheitlich dem Ansässigkeits- bzw. dem Staat der tatsächlichen Geschäftsleitung zu. Eine Aufteilung des Steuersubstrats von Fluggesellschaften auf ihre Betriebsstätten findet nach dem OECD-MA und den Doppelbesteuerungsabkommen nur statt, soweit die Gewinne nicht direkt mit dem Betrieb von Schiffen bzw. Luftfahrzeugen im internationalen Verkehr zusammenhängen und auch nicht als blosse Hilfstätigkeit erscheinen (Kommentar der OECD, N. 4 zu Art. 8 OECD-MA).
3.11. Was die Steuerpflichtige demgegenüber zugunsten einer quotenmässigen Gewinnausscheidung auf ihre ausländischen Betriebsstätten vorbringt, verfängt nicht.
3.11.1. Sie beruft sich insbesondere auf die Richtlinien für die Besteuerung der Gewinne aus dem internationalen Luftverkehr des internationalen Dachverbands der Fluggesellschaften (IATA, Guidelines for Taxation of International Air Transport Profits, <https://www.iata.org/ policy/Pages/taxation.aspx>, unter "Our Positions" [besucht am 4. April 2019]). Die darin entwickelten Formeln zur Freistellung gewisser Gewinne bzw. zur Besteuerung eines "Nettogewinns" beziehen sich auf den Fall, dass Betriebsstättenstaaten auf die Besteuerung insistieren und deshalb eine Doppelbesteuerung stattfindet oder zumindest droht. Sie richten sich überdies nicht an die Ansässigkeits-, sondern an die Betriebsstättenstaaten (vgl. IATA, Guidelines for Taxation of International Air Transport Profits, Ziff. 4.1 und Ziff. 9). Gegenüber ihrem Ansässigkeitsstaat kann die Steuerpflichtige hieraus also von vornherein nichts zu ihren Gunsten ableiten. Dies gilt umso mehr, als die Steuerpflichtige vom dichten schweizerischen Netz an Doppelbesteuerungsabkommen profitiert, welches sie an fast allen Destinationen, die sie anfliegt, vor Gewinnbesteuerung bewahrt und somit in der Regel bereits die virtuelle Doppelbesteuerung ausschliesst.
3.11.2. Ebenso unbehelflich ist der rechtsvergleichende Hinweis der Steuerpflichtigen auf die Gewinnausscheidung, wie sie angeblich von den deutschen Steuerbehörden für ihre Muttergesellschaft vorgenommen wird. Diese Ausscheidung scheint sich nämlich nur auf die deutsche Gewerbesteuer zu beziehen, die von den deutschen Gemeinden erhoben wird. Sie dürfte eine Konsequenz des Territorialitätsprinzips sein, auf dem diese Steuer beruht (§ 1 und § 2 Abs. 1 des deutschen Gewerbesteuergesetzes vom 1. Dezember 1936; SCHAUMBURG/VON FREEDEN, in: Harald Schaumburg [Hrsg.], Internationales Steuerrecht, 4. Aufl. 2017, N. 9.1; ROMAN SEER, in: Tipke/Lang, Steuerrecht, 23. Aufl. 2018, N. 88 zu § 1; vgl. auch HARTMUT WOLTER, in: Siegfried Grotherr [Hrsg.], Handbuch der internationalen Steuerplanung, 3. Aufl. 2011, S. 1359). Mit der direkten Bundessteuer besser vergleichbar ist hingegen die deutsche Körperschaftssteuer. Wie die direkte Bundessteuer folgt sie für gebietsansässige Körperschaften dem Welteinkommens- bzw. Universalitätsprinzip (vgl. JOHANNA HEY, in: Tipke/Lang, Steuerrecht, 23. Aufl. 2018, N. 31 zu § 11; SCHAUMBURG/VON FREEDEN, in: Harald Schaumburg [Hrsg.], Internationales Steuerrecht, 4. Aufl. 2017, N. 7.8; zur direkten Bundessteuer vgl. PETER ATHANAS, Aussensteuerliche Bestimmungen in DBG und StHG, in: Athanas/Höhn [Hrsg.], Das neue Bundesrecht über die direkten Steuern, 1993, S. 431; MARKUS REICH, Steuerrecht, 2. Aufl. 2012, N. 7 zu § 19; JEAN-MARC RIVIER, Droit fiscal suisse, 2. Aufl. 1998, S. 310). Es bestehen nun aber keine Anzeichen dafür, dass Deutschland für die Körperschaftssteuer einen Teil der Gewinne der Muttergesellschaft der Steuerpflichtigen auf ausländische Betriebsstätten ausscheiden würde (vgl. § 1 und § 8 Abs. 1 des deutschen Körperschaftssteuergesetzes i.V.m. § 2 Abs. 1 des deutschen Einkommenssteuergesetzes).
3.12. Nach dem Gesagten sind die Gewinne, welche die Steuerpflichtige aus dem Betrieb von Flugzeugen im internationalen Verkehr, aus damit direkt verbundenen Tätigkeiten und aus Hilfstätigkeiten erzielt, nach Art. 52 Abs. 1 und Abs. 3 DBG nicht auf ausländische Betriebsstätten abzugrenzen. Sie bleiben der direkten Bundessteuer unterworfen. Das Urteil der Vorinstanz verletzt in diesem Punkt Bundesrecht. Ob hiervon abzuweichen wäre, wenn und soweit die Steuerpflichtige in Bezug auf einzelne Betriebsstättenstaaten eine Doppelbesteuerung erleidet oder ihr eine solche droht, kann vorliegend offenbleiben. Die Steuerpflichtige hat eine aktuelle oder virtuelle Besteuerung in einem Betriebsstättenstaat nämlich weder behauptet noch bewiesen. Somit ist die Beschwerde des Steueramts des Kantons Zürich betreffend die direkte Bundessteuer gutzuheissen, jene der Steuerpflichtigen in diesem Punkt hingegen abzuweisen.
III. Staats- und Gemeindesteuern
4.
Die Steuerpflichtige macht vor Bundesgericht nicht mehr geltend, dass das Ruling der Steuerverwaltung des Kantons Basel-Stadt auch für die Staats- und Gemeindesteuern des Kantons Zürich bindende Wirkung entfaltet hätte. Hingegen halten sie und das Steueramt des Kantons Zürich wiederum und mit derselben Argumentation wie für die direkten Bundessteuer dafür, dass die internationale Gewinnausscheidung der Vorinstanz unzutreffend sei.
4.1. Das StHG äussert sich nicht ausdrücklich zum Umfang der Steuerpflicht juristischer Personen. Immerhin unterscheidet es zwischen einer Steuerpflicht aufgrund persönlicher Zugehörigkeit (Art. 20 StHG) und einer Steuerpflicht aufgrund wirtschaftlicher Zugehörigkeit (Art. 21 StHG). Den Materialien ist zu entnehmen, dass die Steuerpflicht bei persönlicher Zugehörigkeit unbeschränkt und bei wirtschaftlicher Zugehörigkeit beschränkt sein soll (Botschaft StHG/DBG, BBl 1983 III 107). Diese Dichotomie war und ist ein Grundpfeiler des Systems des schweizerischen Steuerrechts (vgl. ZUPPINGER UND ANDERE, Steuerharmonisierung, 1984, S. 18 ff. mit Hinweisen). Sie entspricht im Übrigen auch der Regelung des DBG (vgl. Art. 50 f. DBG). Folglich gibt bereits das StHG den Kantonen vor, dass mit der persönlichen Zugehörigkeit eine unbeschränkte Steuerpflicht und mit der wirtschaftlichen Zugehörigkeit eine beschränkte Steuerpflicht einhergeht (BGE 142 II 446 E. 2.1 S. 448; JACQUES-ANDRÉ REYMOND, L'assujettissement des personnes morales, ASA 61 S. 346; JEAN-MARC RIVIER, L'assujettissement à l'impôt des personnes physiques, ASA 61 S. 283).
4.2. Fraglich ist jedoch, ob erstens die Steuerpflicht persönlich zugehöriger juristischer Personen nicht nur unbeschränkt, sondern mangels einer mit Art. 52 DBG vergleichbaren Bestimmung im StHG von Harmonisierungsrechts wegen zwingend unbegrenzt ist und somit - unter Vorbehalt des internationalen und interkantonalen Doppelbesteuerungsrechts - auch gebietsfremde Grundstücke und Betriebsstätten mitumfasst (so etwa PETER ATHANAS, Aussensteuerliche Bestimmungen im DBG und StHG, in: Höhn/Athanas [Hrsg.], Das neue Bundesrecht über die direkten Steuern, 1993, S. 431 und S. 433), zweitens den Kantonen bei der Abgrenzung Gestaltungsspielraum verbleibt (so etwa OESTERHELT/SCHREIBER, in: Kommentar zum Schweizerischen Steuerrecht, StHG, 3. Aufl. 2017, N. 4 f. zu Art. 20 StHG; JACQUES-ANDRÉ REYMOND, L'assujettissement des personnes morales, ASA 61 S. 348 f.) oder drittens die kantonale unbeschränkte Steuerpflicht von juristischen Personen zwar abzugrenzen ist, diese Abgrenzung aber im Sinne der vertikalen Harmonisierung analog der Regelung des DBG zu erfolgen hat.
4.2.1. In Bezug auf die analoge Fragestellung bei natürlichen Personen hat das Bundesgericht entschieden, dass eine kantonale Abgrenzungsvorschrift jedenfalls dann mit dem StHG vereinbar ist, wenn sie die Regelung des DBG repliziert und damit der vertikalen Harmonisierung der kantonalen Einkommenssteuer mit der direkten Bundessteuer dient. Da die betreffende Bestimmung des Genfer Steuerrechts mit Art. 6 DBG übereinstimmte, brauchte das Bundesgericht nicht zu entscheiden, ob das StHG eine Abgrenzung analog der Regelung des DBG zwingend vorschreibt. Allerdings wies es ausdrücklich darauf hin, dass das Schweigen des StHG jedenfalls nicht zwangsläufig einen Gestaltungsspielraum für die Kantone bedeutet, zumal es sich beim Umfang der Steuerpflicht um eine Materie handelt, deren Harmonisierung verfassungsmässig vorgeschrieben ist (Art. 129 Abs. 2 BV; BGE 140 II 141 E. 8 S. 155 ff.; vgl. auch BGE 140 II 157 E. 5.1 S. 159).
4.2.2. Diese Überlegungen können für den vorliegenden Fall und die Abgrenzung der Steuerpflicht von unbeschränkt steuerpflichtigen juristischen Personen übernommen werden. Sie sind dahingehend zu ergänzen, dass das Harmonisierungsrecht zumindest insoweit eine DBG-konforme Auslegung des kantonalen Rechts vorschreibt, als eine kantonale Abgrenzungsvorschrift die Regelung von Art. 52 Abs. 1 und 3 DBG repliziert (vgl. zur DBG-konformen Auslegung kantonaler Steuervorschriften, wenn das StHG schweigt BGE 138 II 545 E. 3.1 S. 548 f.). Inwieweit den Kantonen noch ein Spielraum verbleibt für den Erlass von Abgrenzungsvorschriften, die von den Regelungen des DBG abweichen, und ob sie auch gänzlich auf eigene Abgrenzungsvorschriften verzichten und die Gewinne unbeschränkt steuerpflichtiger juristischer Personen alleine nach Massgabe des internationalen und interkantonalen Doppelbesteuerungsrechts abgrenzen dürfen, kann hingegen analog BGE 140 II 141 offenbleiben (vgl. BGE 140 II 141 E. 8 S. 156 f.).
4.2.3. Das Steuergesetz des Kantons Zürich vom 8. Juni 1997 (StG/ ZH; LS 631.1) regelt den Umfang der Steuerpflicht von persönlich zugehörigen juristischen Personen in § 57 Abs. 1 und Abs. 3 StG/ZH. Abgesehen von der provisorischen Übernahme von Verlusten, welche Art. 52 Abs. 3 DBG anordnet, in § 57 Abs. 3 StG/ZH hingegen fehlt, entspricht die kantonale Regelung der Regelung auf Bundesstufe. Soweit vorliegend relevant ist § 57 StG/ZH nach dem Gesagten gleich auszulegen wie die Parallelbestimmung des Bundesrechts.
Dieser Ansicht war allem Anschein nach auch die Vorinstanz, hat sie doch in ihrem Urteil nicht zwischen der Rechtslage nach Bundesrecht und jener nach kantonalem Recht unterschieden. Nachdem die Vorinstanz das Bundesrecht aber falsch angewendet hat, erweist sich ihr Urteil notwendigerweise auch für die kantonale Gewinnsteuer als unzutreffend. Auch auf kantonaler Stufe hätte die Vorinstanz die Gewinne der ausländischen Betriebsstätten deshalb nach Massgabe der international vorherrschenden Methodik abgrenzen müssen.
4.3. Somit ergibt sich, dass die Gewinne, welche die Steuerpflichtige im Steuerjahr 2011 aus dem Betrieb von Flugzeugen im internationalen Verkehr und aus damit direkt verbundenen Tätigkeiten sowie Hilfstätigkeiten erzielt hat, auch auf kantonaler Stufe nicht ins Ausland ausgeschieden werden dürfen. Die Beschwerde des Steueramts betreffend die Staats- und Gemeindesteuern ist insoweit gutzuheissen.
5.
Im Rahmen der Abgrenzung der Kapitalsteuerpflicht hat die Vorinstanz die Flugzeuge teilweise an das Ausland ausgeschieden. Das Steueramt des Kantons Zürich ist der Ansicht, dass die Flugzeuge der Steuerpflichtigen für die Kapitalsteuer vollumfänglich der Schweiz zuzuweisen seien, wie dies bereits das Steuerrekursgericht entschieden hatte. Die Steuerpflichtige verlangt in diesem Punkt Bestätigung des vorinstanzlichen Urteils.
5.1. Auch für die Kapitalsteuer enthält das StHG dem Wortlaut nach keine Abgrenzungsvorschrift. Da der Bund keine Kapitalsteuer erhebt, lässt sich die Abgrenzung von Steuerfaktoren bei der Kapitalsteuer ausserdem kaum mit der vertikalen Harmonisierung des schweizerischen Systems der direkten Steuern rechtfertigen. Ungeachtet der Frage, ob den Kantonen in dieser Frage Gestaltungsspielraum verbleibt oder ihnen die Abgrenzung der unbeschränkten Kapitalsteuerpflicht im internationalen Verhältnis von Harmonisierungsrechts wegen untersagt ist, wäre das vorinstanzliche Urteil aber jedenfalls dann vom Bundesgericht aufzuheben, wenn sich die konkrete Abgrenzungsvorschrift oder ihre Anwendung durch die Vorinstanz als willkürlich erwiese und die streitbetroffenen Kapitalsteuerfaktoren bei einer nicht willkürlichen Abgrenzung dem Kanton zur Besteuerung verblieben wären.
5.1.1. Ein Erlass ist willkürlich, wenn er sich nicht auf ernsthafte sachliche Gründe stützt oder sinn- und zwecklos ist (BGE 129 I 1 E. 3 S. 3). Ein Entscheid ist willkürlich, wenn er in der Begründung und im Ergebnis offensichtlich unhaltbar ist, mit der tatsächlichen Situation in klarem Widerspruch steht, eine Norm oder einen unumstrittenen Rechtsgrundsatz krass verletzt oder in stossender Weise dem Gerechtigkeitsgedanken zuwiderläuft (BGE 141 I 235 E. 7.1 S. 240; 141 I 49 E. 3.4 S. 53; 140 III 16 E. 2.1 S. 18 f.).
5.1.2. Die Abgrenzung der Kapitalsteuerpflicht richtet sich im Kanton Zürich nach derselben Bestimmung wie jene der Gewinnsteuerpflicht (§ 57 StG/ZH). Sie verweist zur Abgrenzung der Steuerpflicht von unbeschränkt steuerpflichtigen juristischen Personen auf die Grundsätze des Bundesrechts über das Verbot der interkantonalen Doppelbesteuerung. Diese Vorschrift und die Verweisung auf das interkantonale Doppelbesteuerungsrecht können für sich genommen nicht als willkürlich bezeichnet werden, obgleich sich die Bestimmung im konkreten Fall wie ihr bundesrechtliches Pendant als lückenhaft erweist (vgl. oben E. 3.4 und 4.2.3).
5.1.3. Aus dem Urteil der Vorinstanz wird nicht klar, ob sich ihre Ausführungen zur Kapitalausscheidung nur auf die Ermittlung des Hilfsfaktors Kapital für die Gewinnausscheidung oder auch auf die Kapitalsteuer beziehen. Sie hätte sich jedenfalls auch in Bezug auf die Kapitalsteuer mit der Frage auseinandersetzen müssen, zumal die Steuerpflichtige die Festsetzung der Kapitalsteuerfaktoren unter teilweiser Ausscheidung der Flugzeuge beantragt hatte. Geht man davon aus, dass sich die Ausführungen der Vorinstanz auch auf die Kapitalsteuer beziehen, hat die Vorinstanz die Flugzeuge für die Ermittlung der Kapitalsteuerfaktoren zu 20% den ausländischen Betriebsstätten zugewiesen. Sie stützte sich dabei auf die Aufteilung des fliegenden Personals, welche sie bei der Quotenermittlung für die Gewinnausscheidung vorgenommen hatte. Zusammen mit der Steuerpflichtigen war die Vorinstanz diesbezüglich zum Schluss gekommen, dass die Flugzeit jeweils hälftig den ausländischen Betriebsstätten zuzurechnen sei, sodass das fliegende Personal 20% seiner Arbeitszeit im Ausland verbracht habe.
5.1.4. Selbst nach der für interkantonale Schifffahrt- und Eisenbahnunternehmen entwickelten Frequenzmethode (vgl. dazu BGE 92 I 264 E. 2.a S. 267 f.; 46 I 25 E. 4 S. 32; 41 I 423 E. 3.b S. 437), auf die sich die Vorinstanz ansatzweise beruft und welche das Bundesgericht für die kapital- bzw. vermögenssteuerliche Zuweisung der Schiffe von interkantonalen Schifffahrtunternehmen für massgebend erklärt hat (BGE 41 I 423 E. 3.a S. 436; nicht aber für die Zuweisung des Rollmaterials von Eisenbahnunternehmen: BGE 46 I 25 E. 4 S. 32), käme eine Ausscheidung von Kapitalsteuerfaktoren nur insoweit in Frage, als sich der Personenverkehr und der Gepäck- und Güterumsatz tatsächlich auf dem Staatsgebiet des betreffenden Gemeinwesens abgespielt hat. Andernfalls fehlt es nämlich bereits an der örtlichen und wirtschaftlichen Beziehung der betreffenden Aktiven zum Betriebsstättenstaat, die Voraussetzung für jede Zurechnung von Kapitalsteuerfaktoren ist (BGE 50 I 178 S. 179).
5.1.5. Abgesehen vom Flugverkehr mit den unmittelbaren Nachbarländern der Schweiz ist es nun aber offensichtlich, dass die Flugzeuge und das fliegende Personal den überwiegenden Teil der Flugzeit nicht im bzw. über dem Gebiet des Betriebsstättenstaates als Anflug- oder Abflugland, sondern in bzw. über Drittstaatengebiet, internationalen Gewässern und schweizerischem Staatsgebiet verbringen. Damit fehlt für den überwiegenden Teil der Flugzeit aber jede örtliche und wirtschaftliche Beziehung zur Betriebsstätte. Eine hälftige Zuweisung der Flugzeit an die Betriebsstättenstaaten ist deshalb unhaltbar. Die auf dieser Basis vorgenommene Kapitalausscheidung der Vorinstanz erweist sich bereits aus diesem Grund als willkürlich.
5.1.6. Soweit die Kantone trotz fehlender Abgrenzungsregelung im StHG überhaupt Kapital auf ausländische Betriebsstätten ausscheiden dürfen, wäre es sachgerecht gewesen, die Flugzeuge als eigentliche Betriebs- und Produktionsfaktoren nach demselben Grundsatz auf die ausländischen Betriebsstätten auszuscheiden, wie er für die Gewinnsteuer Anwendung findet (vgl. BGE 41 I 423 E. 3.a S. 436). Dies hätte dazu geführt, dass die Flugzeuge der Steuerpflichtigen zu keinem Teil auf die ausländischen Betriebsstätten ausgeschieden worden, sondern vollumfänglich der Kapitalsteuer unterworfen geblieben wären. Dasselbe Resultat ergäbe sich, wenn den Kantonen die Kapitalausscheidung im internationalen Verhältnis von Harmonisierungsrechts wegen untersagt und nur bei entsprechenden Doppelbesteuerungsabkommen Kapital an ausländische Betriebsstätten auszuscheiden wäre (vgl. diesbezüglich Art. 22 Abs. 3 OECD-MA und die Doppelbesteuerungsabkommen der Schweiz). Damit kann offenbleiben, ob den Kantonen bezüglich des Umfangs der Kapitalsteuerpflicht überhaupt ein Gestaltungsspielraum verbleibt.
5.2. Soweit die Vorinstanz die Flugzeuge für die Kapitalsteuer den ausländischen Betriebsstätten zugewiesen hat, erweist sich ihr Urteil als willkürlich. Richtigerweise sind die Flugzeuge der Steuerpflichtigen für die Bemessung der Kapitalsteuer der Schweiz zuzuweisen. Folglich ist die Beschwerde des Steueramts auch in diesem Punkt gutzuheissen.
IV. Kosten und Entschädigung
6.
6.1. Die Beschwerden des Steueramts des Kantons Zürich erweisen sich nach dem Gesagten als begründet. Das Urteil der Vorinstanz ist aufzuheben und der Entscheid des Steuerrekursgerichts vom 18. Dezember 2015 ist hinsichtlich der Staats- und Gemeindesteuern antragsgemäss zu bestätigen. Nach dem Gesagten wären die Steuerfaktoren der Steuerpflichtigen betreffend Staats- und Gemeindesteuern eigentlich noch höher zu veranlagen gewesen, als dies das Steuerrekursgericht entschieden hatte. Dem Bundesgericht ist es jedoch verwehrt, dem Steueramt des Kantons Zürich mehr zuzusprechen, als es beantragt hat (Art. 107 Abs. 1 BGG).
6.2. Die Beschwerde der Steuerpflichtigen betreffend die direkte Bundessteuer erweist sich als teilweise begründet. Ihre Beschwerde betreffend Staats- und Gemeindesteuern ist hingegen abzuweisen. Die beiden Verfahren betreffend die direkte Bundessteuer (2C_152/2017 und 2C_179/2017) sind zur Bestimmung der Steuerfaktoren im Sinne der Erwägungen an das Steueramt des Kantons Zürich zurückzuweisen.
6.3. Die Kosten des bundesgerichtlichen Verfahrens sind nach Massgabe des Unterliegerprinzips zu verteilen (Art. 66 Abs. 1 BGG). Die Steuerpflichtige obsiegt überwiegend im Verfahren 2C_179/2017; im Übrigen unterliegt sie. Angesichts der Streitwerte der Verfahren und des jeweiligen Grads des Obsiegens rechtfertigt es sich, der Steuerpflichtigen die bundesgerichtlichen Kosten zu drei Vierteln und dem Steueramt des Kantons Zürich, das Vermögensinteressen verfolgt (Art. 66 Abs. 4 BGG), zu einem Viertel aufzuerlegen. Der Steuerpflichtigen ist überdies eine reduzierte Parteientschädigung zuzusprechen (Art. 68 Abs. 1 und Abs. 2 BGG). Das Steueramt des Kantons Zürich obsiegt in seinem amtlichen Wirkungskreis und hat keinen Anspruch auf Parteientschädigung (Art. 68 Abs. 3 BGG).
6.4. Da das Bundesgericht die Kosten trotz abweichenden Verfahrensausgangs insgesamt nach einem ähnlichen Schlüssel verlegt wie die Vorinstanz, rechtfertigt es sich nicht, die Kosten- und Entschädigungsfolgen des kantonalen Verfahrens neu zu verlegen.
Demnach erkennt das Bundesgericht:
1.
Die Verfahren 2C_151/2017, 2C_152/2017, 2C_178/2017 und 2C_179/2017 werden vereinigt.
2.
Die Beschwerde des Steueramts des Kantons Zürich betreffend die direkte Bundessteuer 2011 (Verfahren 2C_152/2017) wird gutgeheissen. Die Beschwerde der Swiss International Air Lines AG betreffend die direkte Bundessteuer 2011 (Verfahren 2C_179/2017) wird teilweise gutgeheissen. Das Urteil des Verwaltungsgerichts des Kantons Zürich, 2. Abteilung, vom 21. Dezember 2016 wird aufgehoben und das Verfahren zur Veranlagung im Sinne der Erwägungen an das Steueramt des Kantons Zürich zurückgewiesen.
3.
Die Beschwerde des Steueramts des Kantons Zürich betreffend die Staats- und Gemeindesteuern 2011 (Verfahren 2C_151/2017) wird gutgeheissen. Die Beschwerde der Swiss International Air Lines AG betreffend die Staats- und Gemeindesteuer (Verfahren 2C_178/2017) wird abgewiesen. Das Urteil des Verwaltungsgerichts des Kantons Zürich, 2. Abteilung, vom 21. Dezember 2016 wird aufgehoben und der Entscheid des Steuerrekursgerichts des Kantons Zürich vom 18. Dezember 2015 für die Staats- und Gemeindesteuern bestätigt.
4.
Die Kosten des bundesgerichtlichen Verfahrens von Fr. 100'000.-- werden im Umfang von Fr. 75'000.-- der Swiss International Air Lines AG und im Umfang von Fr. 25'000.-- dem Kanton Zürich auferlegt.
5.
Der Kanton Zürich hat der Swiss International Air Lines AG für das bundesgerichtliche Verfahren eine reduzierte Parteientschädigung von Fr. 40'000.-- auszurichten.
6.
Dieses Urteil wird den Verfahrensbeteiligten, dem Verwaltungsgericht des Kantons Zürich, 2. Abteilung, und der Eidgenössischen Steuerverwaltung schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 16. Dezember 2019
Im Namen der II. öffentlich-rechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Seiler
Der Gerichtsschreiber: Seiler