'裸金屬服務器為什麼開始流行起來？'

顧名思義，裸金屬意味著沒有軟件，只有CPU、內存和存儲。客戶可以通過硬件之上的操作系統提供所有軟件。這意味著專用CPU、能夠完全訪問硬件、可自由地運行定製操作系統。

據2016年度市場和市場報告，裸金屬雲市場預計將從2016年的8.718億美元增長到2021年的47億美元，年複合增長率大約為40.1%。

這之所以仍然是一個小市場，原因之一是大供應商還沒有真正接受它。亞馬遜現在才剛剛開始涉足單一配置這種應用。值得注意的是，微軟確實提供了裸金屬的VMware環境，但並沒有經過VMware的許可，也沒有與之建立合作關係。谷歌則沒有明顯的裸金屬產品。

IBM是提供這類產品的最大的雲提供商，於2013年收購了數據中心提供商SoftLayer，通過該公司提供產品。其他支持裸金屬的大廠商主要有Oracle和Rackspace，而最近中國的巨頭阿里巴巴宣佈了裸金屬支持計劃。其他的，主要是二級和地區提供商。

但是，IDC的公有云基礎設施即服務研究主管Deepak Mohan認為，這種情況很快就會發生變化。

他說：“這就像一股裸金屬新浪潮進入了市場。我認為到今年年底，所有企業都會有裸金屬產品。”

本地與裸金屬

裸金屬吸引了那些希望從數據中心遷出本地應用程序的客戶。

IBM和Oracle是裸金屬產品的兩大支持者，這並非巧合。他們是世界上最大的兩家企業軟件公司，感受到了雲帶來的壓力。一個原因是，他們的許可不允許他們的軟件運行在多租戶環境中，在這種環境下，未獲得許可的客戶的工作負載與獲得許可的客戶的IBM和Oracle工作負載位於同一服務器上。

使用裸金屬，企業可以把IBM DB2或者Oracle 12遷移到IBM或者Oracle雲上，不需要進行修改，並在IBM或者Oracle服務器而不是自己的服務器上運行這些大型數據庫，或者其他企業應用程序。

解決雲性能問題

除了應用程序遷移之外，裸金屬產品還有三個大賣點：性能、硬件訪問和定製。在虛擬環境中，企業與其他客戶共享CPU和內存空間，不同的應用實例會有不同的性能表現。

由於存在噪聲干擾現象，因此，性能可能會是問題。當客戶啟動公有云中的虛擬機時，他們並不知道其他客戶也可能在同一硬件上運行什麼樣的工作負載，這些負載會爭奪CPU週期和內存。

這種不確定性導致了一種非常有趣的做法，一些亞馬遜EC2客戶會批量啟動一百個或者多個虛擬機，用相同的工作負載測試它們，然後殺死那些執行不好的實例。性能可能每天變化5%到20%，而裸金屬服務解決了這個問題。

專用硬件

裸金屬的第二個賣點是對硬件的訪問。虛擬化環境限制了對NIC等硬件的訪問。但是，客戶可能希望訪問NIC，例如，使用DPDK（一組用於快速數據包處理的庫）來加速某些數據包。在虛擬化環境中，如果有這類的訪問，會是非常受限的，而且是虛擬化的。

定製選擇

最後，裸金屬允許運行定製環境。而在EC2或者谷歌計算引擎中，能夠使用的不過是Linux的資源，沒有進行定製修改的選擇。

彈性裸金屬的八大特徵

在這裡我們定義的“彈性裸金屬服務器”是一個“新物種”，它強調的是“彈性”，也就是通過技術創新，使得傳統裸金屬服務能夠做到和虛擬機一致的使用體驗和業務敏捷。

所以，“彈性裸金屬服務器”應該具備如下八個關鍵特徵：

特徵一：分鐘級交付

雲服務快速彈性伸縮，是IaaS雲服務的核心特徵。一般來說，虛擬機服務可以做到分鐘級業務彈性伸縮。

2017年10月鹿晗關曉彤戀情引發微博癱瘓，此類業務特徵是：業務流量瞬時暴漲，需要後臺必須具備分鐘級業務彈性伸縮能力。此種情況下，彈性裸金屬服務器必須能夠在分鐘級別快速交付，才能應對突如其來的瞬時暴漲業務流量。

特徵二：兼容VPC/SLB/RDS等雲平臺全業務

對於已經上雲的客戶來說，涉及到保護當前投資等考慮，完全兼容現有云平臺業務至關重要。以VPC網絡為例，彈性裸金屬服務器必須和虛擬機保持100%一致的虛擬化網絡接入能力和安全隔離能力。

特徵三：兼容虛擬機鏡像系統

兼容虛擬機鏡像，可以使得彈性物理機和虛擬機之間平緩遷移，提供業務部署彈性。

特徵四：雲盤啟動和數據雲盤動態熱插拔

雲盤啟動是彈性物理機的核心特徵。如果無法支持雲盤啟動，則必須依賴傳統PXE裝機。PXE裝機則無法做到分鐘級別業務交付，控制檯鏡像密碼修復等關鍵功能。

數據雲盤動態熱插拔，是彈性存儲服務關鍵特徵，保證客戶對存儲性能和容量需求能夠pay-as-you-go

特徵五：和虛擬機一致的VNC、web控制檯、openAPI用戶體驗

保持和虛擬機web H5 VNC，web控制檯等方面一致的用戶體驗，能夠極大降低用戶的學習成本。保持和虛擬機一致的openAPI接口，才能夠保護客戶既有資源管理系統的投資。

特徵六：宕機遷移恢復

宕機自動遷移恢復，可以極大降低IaaS基礎設施故障恢復時間。當虛擬機或者彈性物理機出現軟硬件故障時，運維管控系統能夠自動遷移實例，最小化降低客戶業務中斷。

而宕機遷移實現則依賴彈性物理機本地“無狀態”，其實現依賴於BIOS配置可遷移、雲盤啟動、數據雲盤等關鍵技術。

特徵七：免人肉自動化運維

傳統物理機的部署一般需要3個工作日，此種模式進行極致優化，也需要至少4小時的交付時長。而免人肉自動化運維是IaaS雲服務的核心特徵。

特徵八：物理機的完整特性和性能、以及高隔離性和高安全性

虛擬機同樣具備上述七大特徵，而彈性裸金屬服務器在兼具上述七大優勢的同時，必須虛擬機不具備的核心競爭力。

物理機的完整處理器特性：

諸如intel VT-x和VT-d等技術，虛擬機無法提供；而物理機天然具備這些處理器特性。缺乏VT-x等技術支持，在虛擬機中進行嵌套虛擬化，性能完全無法接受。所以對於專有云上公有云部署等場景，典型如Openstack on public cloud, VMware on public cloud, clear container on public cloud, runV on public cloud，彈性物理機是唯一選擇。

intel vTune支持，性能調優和profiling依賴於intel vTune等技術時，彈性物理機則是唯一選擇

類似於skylake AVX512等新導入處理器指令特性，彈性物理機無需等待Hypervisor適配，則可以第一時間獲得，並且由於沒有Hypervisor軟件適配的複雜性，其功能穩定性天然得到了保證

物理機無損的高性能

虛擬化技術必然帶來性能開銷，而物理機不存在CPU和內存虛擬化開銷，此方面有明確優勢。

物理機的高隔離性

物理機在CPU、內存、IO等資源方面完全隔離，真正意義上做到資源零爭搶

物理機的高安全性

物理機是真正意義上用戶獨佔，諸如hypervisor逃逸，CPU微架構側信道攻擊等問題天然免疫。

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