裸金属服务器为什么越来越火？

顾名思义，裸金属意味着没有软件，只有CPU、内存和存储。客户可以通过硬件之上的操作系统提供所有软件。这意味着专用CPU、能够完全访问硬件、可自由地运行定制操作系统。

据2018年度市场和市场报告，裸金属云市场预计将从2018年的17.518亿美元增长到2021年的47亿美元，年复合增长率大约为40.1%。

这之所以仍然是一个小市场，原因之一是大供应商还没有真正接受它。亚马逊现在才刚刚开始涉足单一配置这种应用。值得注意的是，微软确实提供了裸金属的VMware环境，但并没有经过VMware的许可，也没有与之建立合作关系。谷歌则没有明显的裸金属产品。

IBM是提供这类产品的最大的云提供商，于2013年收购了数据中心提供商SoftLayer，通过该公司提供产品。其他支持裸金属的大厂商主要有Oracle和Rackspace，而最近中国的巨头阿里巴巴宣布了裸金属支持计划。其他的，主要是二级和地区提供商。

但是，IDC的公有云基础设施即服务研究主管Deepak Mohan认为，这种情况很快就会发生变化。

他说：“这就像一股裸金属新浪潮进入了市场。我认为到今年年底，所有企业都会有裸金属产品。”

本地与裸金属

裸金属吸引了那些希望从数据中心迁出本地应用程序的客户。

IBM和Oracle是裸金属产品的两大支持者，这并非巧合。他们是世界上最大的两家企业软件公司，感受到了云带来的压力。一个原因是，他们的许可不允许他们的软件运行在多租户环境中，在这种环境下，未获得许可的客户的工作负载与获得许可的客户的IBM和Oracle工作负载位于同一服务器上。

使用裸金属，企业可以把IBM DB2或者Oracle 12迁移到IBM或者Oracle云上，不需要进行修改，并在IBM或者Oracle服务器而不是自己的服务器上运行这些大型数据库，或者其他企业应用程序。

解决云性能问题

除了应用程序迁移之外，裸金属产品还有三个大卖点：性能、硬件访问和定制。在虚拟环境中，企业与其他客户共享CPU和内存空间，不同的应用实例会有不同的性能表现。

由于存在噪声干扰现象，因此，性能可能会是问题。当客户启动公有云中的虚拟机时，他们并不知道其他客户也可能在同一硬件上运行什么样的工作负载，这些负载会争夺CPU周期和内存。

这种不确定性导致了一种非常有趣的做法，一些亚马逊EC2客户会批量启动一百个或者多个虚拟机，用相同的工作负载测试它们，然后杀死那些执行不好的实例。性能可能每天变化5%到20%，而裸金属服务解决了这个问题。

专用硬件

裸金属的第二个卖点是对硬件的访问。虚拟化环境限制了对NIC等硬件的访问。但是，客户可能希望访问NIC，例如，使用DPDK（一组用于快速数据包处理的库）来加速某些数据包。在虚拟化环境中，如果有这类的访问，会是非常受限的，而且是虚拟化的。

定制选择

最后，裸金属允许运行定制环境。而在EC2或者谷歌计算引擎中，能够使用的不过是Linux的资源，没有进行定制修改的选择。

弹性裸金属的八大特征

在这里我们定义的“弹性裸金属服务器”是一个“新物种”，它强调的是“弹性”，也就是通过技术创新，使得传统裸金属服务能够做到和虚拟机一致的使用体验和业务敏捷。

所以，“弹性裸金属服务器”应该具备如下八个关键特征：

特征一：分钟级交付

云服务快速弹性伸缩，是IaaS云服务的核心特征。一般来说，虚拟机服务可以做到分钟级业务弹性伸缩。

2017年10月鹿晗关晓彤恋情引发微博瘫痪，此类业务特征是：业务流量瞬时暴涨，需要后台必须具备分钟级业务弹性伸缩能力。此种情况下，弹性裸金属服务器必须能够在分钟级别快速交付，才能应对突如其来的瞬时暴涨业务流量。

特征二：兼容VPC/SLB/RDS等云平台全业务

对于已经上云的客户来说，涉及到保护当前投资等考虑，完全兼容现有云平台业务至关重要。以VPC网络为例，弹性裸金属服务器必须和虚拟机保持100%一致的虚拟化网络接入能力和安全隔离能力。

特征三：兼容虚拟机镜像系统

兼容虚拟机镜像，可以使得弹性物理机和虚拟机之间平缓迁移，提供业务部署弹性。

特征四：云盘启动和数据云盘动态热插拔

云盘启动是弹性物理机的核心特征。如果无法支持云盘启动，则必须依赖传统PXE装机。PXE装机则无法做到分钟级别业务交付，控制台镜像密码修复等关键功能。

数据云盘动态热插拔，是弹性存储服务关键特征，保证客户对存储性能和容量需求能够pay-as-you-go

特征五：和虚拟机一致的VNC、web控制台、openAPI用户体验

保持和虚拟机web H5 VNC，web控制台等方面一致的用户体验，能够极大降低用户的学习成本。保持和虚拟机一致的openAPI接口，才能够保护客户既有资源管理系统的投资。

特征六：宕机迁移恢复

宕机自动迁移恢复，可以极大降低IaaS基础设施故障恢复时间。当虚拟机或者弹性物理机出现软硬件故障时，运维管控系统能够自动迁移实例，最小化降低客户业务中断。

而宕机迁移实现则依赖弹性物理机本地“无状态”，其实现依赖于BIOS配置可迁移、云盘启动、数据云盘等关键技术。

特征七：免人肉自动化运维

传统物理机的部署一般需要3个工作日，此种模式进行极致优化，也需要至少4小时的交付时长。而免人肉自动化运维是IaaS云服务的核心特征。

特征八：物理机的完整特性和性能、以及高隔离性和高安全性

虚拟机同样具备上述七大特征，而弹性裸金属服务器在兼具上述七大优势的同时，必须虚拟机不具备的核心竞争力。

物理机的完整处理器特性：

诸如intel VT-x和VT-d等技术，虚拟机无法提供；而物理机天然具备这些处理器特性。缺乏VT-x等技术支持，在虚拟机中进行嵌套虚拟化，性能完全无法接受。所以对于专有云上公有云部署等场景，典型如Openstack on public cloud, VMware on public cloud, clear container on public cloud, runV on public cloud，弹性物理机是唯一选择。

intel vTune支持，性能调优和profiling依赖于intel vTune等技术时，弹性物理机则是唯一选择

类似于skylake AVX512等新导入处理器指令特性，弹性物理机无需等待Hypervisor适配，则可以第一时间获得，并且由于没有Hypervisor软件适配的复杂性，其功能稳定性天然得到了保证

物理机无损的高性能

虚拟化技术必然带来性能开销，而物理机不存在CPU和内存虚拟化开销，此方面有明确优势。

物理机的高隔离性

物理机在CPU、内存、IO等资源方面完全隔离，真正意义上做到资源零争抢

物理机的高安全性

物理机是真正意义上用户独占，诸如hypervisor逃逸，CPU微架构侧信道攻击等问题天然免疫。

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