顧名思義，裸金屬意味著沒有軟件，只有CPU、內(nèi)存和存儲(chǔ)�？蛻艨梢酝ㄟ^硬件之上的操作系統(tǒng)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(yùn)行定制操作系統(tǒng)。

據(jù)2018年度市場和市場報(bào)告，裸金屬云市場預(yù)計(jì)將從2018年的17.518億美元增長到2021年的47億美元，年復(fù)合增長率大約為40.1%。

這之所以仍然是一個(gè)小市場，原因之一是大供應(yīng)商還沒有真正接受它。亞馬遜現(xiàn)在才剛剛開始涉足單一配置這種應(yīng)用。值得注意的是，微軟確實(shí)提供了裸金屬的VMware環(huán)境，但并沒有經(jīng)過VMware的許可，也沒有與之建立合作關(guān)系。谷歌則沒有明顯的裸金屬產(chǎn)品。

IBM是提供這類產(chǎn)品的最大的云提供商，于2013年收購了數(shù)據(jù)中心提供商SoftLayer，通過該公司提供產(chǎn)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布了裸金屬支持計(jì)劃。其他的，主要是二級(jí)和地區(qū)提供商。

但是，IDC的公有云基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)研究主管Deepak Mohan認(rèn)為，這種情況很快就會(huì)發(fā)生變化。

他說：“這就像一股裸金屬新浪潮進(jìn)入了市場。我認(rèn)為到今年年底，所有企業(yè)都會(huì)有裸金屬產(chǎn)品。”

本地與裸金屬

裸金屬吸引了那些希望從數(shù)據(jù)中心遷出本地應(yīng)用程序的客戶。

IBM和Oracle是裸金屬產(chǎn)品的兩大支持者，這并非巧合。他們是世界上最大的兩家企業(yè)軟件公司，感受到了云帶來的壓力。一個(gè)原因是，他們的許可不允許他們的軟件運(yùn)行在多租戶環(huán)境中，在這種環(huán)境下，未獲得許可的客戶的工作負(fù)載與獲得許可的客戶的IBM和Oracle工作負(fù)載位于同一服務(wù)器上。

使用裸金屬，企業(yè)可以把IBM DB2或者Oracle 12遷移到IBM或者Oracle云上，不需要進(jìn)行修改，并在IBM或者Oracle服務(wù)器而不是自己的服務(wù)器上運(yùn)行這些大型數(shù)據(jù)庫，或者其他企業(yè)應(yīng)用程序。

解決云性能問題

除了應(yīng)用程序遷移之外，裸金屬產(chǎn)品還有三個(gè)大賣點(diǎn)：性能、硬件訪問和定制。在虛擬環(huán)境中，企業(yè)與其他客戶共享CPU和內(nèi)存空間，不同的應(yīng)用實(shí)例會(huì)有不同的性能表現(xiàn)。

由于存在噪聲干擾現(xiàn)象，因此，性能可能會(huì)是問題。當(dāng)客戶啟動(dòng)公有云中的虛擬機(jī)時(shí)，他們并不知道其他客戶也可能在同一硬件上運(yùn)行什么樣的工作負(fù)載，這些負(fù)載會(huì)爭奪CPU周期和內(nèi)存。

這種不確定性導(dǎo)致了一種非常有趣的做法，一些亞馬遜EC2客戶會(huì)批量啟動(dòng)一百個(gè)或者多個(gè)虛擬機(jī)，用相同的工作負(fù)載測試它們，然后殺死那些執(zhí)行不好的實(shí)例。性能可能每天變化5%到20%，而裸金屬服務(wù)解決了這個(gè)問題。

專用硬件

裸金屬的第二個(gè)賣點(diǎn)是對(duì)硬件的訪問。虛擬化環(huán)境限制了對(duì)NIC等硬件的訪問。但是，客戶可能希望訪問NIC，例如，使用DPDK（一組用于快速數(shù)據(jù)包處理的庫）來加速某些數(shù)據(jù)包。在虛擬化環(huán)境中，如果有這類的訪問，會(huì)是非常受限的，而且是虛擬化的。

定制選擇

最后，裸金屬允許運(yùn)行定制環(huán)境。而在EC2或者谷歌計(jì)算引擎中，能夠使用的不過是Linux的資源，沒有進(jìn)行定制修改的選擇。

彈性裸金屬的八大特征

在這里我們定義的“彈性裸金屬服務(wù)器”是一個(gè)“新物種”，它強(qiáng)調(diào)的是“彈性”，也就是通過技術(shù)創(chuàng)新，使得傳統(tǒng)裸金屬服務(wù)能夠做到和虛擬機(jī)一致的使用體驗(yàn)和業(yè)務(wù)敏捷。

所以，“彈性裸金屬服務(wù)器”應(yīng)該具備如下八個(gè)關(guān)鍵特征：

特征一：分鐘級(jí)交付

云服務(wù)快速彈性伸縮，是IaaS云服務(wù)的核心特征。一般來說，虛擬機(jī)服務(wù)可以做到分鐘級(jí)業(yè)務(wù)彈性伸縮。

2017年10月鹿晗關(guān)曉彤戀情引發(fā)微博癱瘓，此類業(yè)務(wù)特征是：業(yè)務(wù)流量瞬時(shí)暴漲，需要后臺(tái)必須具備分鐘級(jí)業(yè)務(wù)彈性伸縮能力。此種情況下，彈性裸金屬服務(wù)器必須能夠在分鐘級(jí)別快速交付，才能應(yīng)對(duì)突如其來的瞬時(shí)暴漲業(yè)務(wù)流量。

特征二：兼容VPC/SLB/RDS等云平臺(tái)全業(yè)務(wù)

對(duì)于已經(jīng)上云的客戶來說，涉及到保護(hù)當(dāng)前投資等考慮，完全兼容現(xiàn)有云平臺(tái)業(yè)務(wù)至關(guān)重要。以VPC網(wǎng)絡(luò)為例，彈性裸金屬服務(wù)器必須和虛擬機(jī)保持100%一致的虛擬化網(wǎng)絡(luò)接入能力和安全隔離能力。

特征三：兼容虛擬機(jī)鏡像系統(tǒng)

兼容虛擬機(jī)鏡像，可以使得彈性物理機(jī)和虛擬機(jī)之間平緩遷移，提供業(yè)務(wù)部署彈性。

特征四：云盤啟動(dòng)和數(shù)據(jù)云盤動(dòng)態(tài)熱插拔

云盤啟動(dòng)是彈性物理機(jī)的核心特征。如果無法支持云盤啟動(dòng)，則必須依賴傳統(tǒng)PXE裝機(jī)。PXE裝機(jī)則無法做到分鐘級(jí)別業(yè)務(wù)交付，控制臺(tái)鏡像密碼修復(fù)等關(guān)鍵功能。

數(shù)據(jù)云盤動(dòng)態(tài)熱插拔，是彈性存儲(chǔ)服務(wù)關(guān)鍵特征，保證客戶對(duì)存儲(chǔ)性能和容量需求能夠pay-as-you-go

特征五：和虛擬機(jī)一致的VNC、web控制臺(tái)、openAPI用戶體驗(yàn)

保持和虛擬機(jī)web H5 VNC，web控制臺(tái)等方面一致的用戶體驗(yàn)，能夠極大降低用戶的學(xué)習(xí)成本。保持和虛擬機(jī)一致的openAPI接口，才能夠保護(hù)客戶既有資源管理系統(tǒng)的投資。

特征六：宕機(jī)遷移恢復(fù)

宕機(jī)自動(dòng)遷移恢復(fù)，可以極大降低IaaS基礎(chǔ)設(shè)施故障恢復(fù)時(shí)間。當(dāng)虛擬機(jī)或者彈性物理機(jī)出現(xiàn)軟硬件故障時(shí)，運(yùn)維管控系統(tǒng)能夠自動(dòng)遷移實(shí)例，最小化降低客戶業(yè)務(wù)中斷。

而宕機(jī)遷移實(shí)現(xiàn)則依賴彈性物理機(jī)本地“無狀態(tài)”，其實(shí)現(xiàn)依賴于BIOS配置可遷移、云盤啟動(dòng)、數(shù)據(jù)云盤等關(guān)鍵技術(shù)。

特征七：免人肉自動(dòng)化運(yùn)維

傳統(tǒng)物理機(jī)的部署一般需要3個(gè)工作日，此種模式進(jìn)行極致優(yōu)化，也需要至少4小時(shí)的交付時(shí)長。而免人肉自動(dòng)化運(yùn)維是IaaS云服務(wù)的核心特征。

特征八：物理機(jī)的完整特性和性能、以及高隔離性和高安全性

虛擬機(jī)同樣具備上述七大特征，而彈性裸金屬服務(wù)器在兼具上述七大優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，必須虛擬機(jī)不具備的核心競爭力。

物理機(jī)的完整處理器特性：

諸如intel VT-x和VT-d等技術(shù)，虛擬機(jī)無法提供；而物理機(jī)天然具備這些處理器特性。缺乏VT-x等技術(shù)支持，在虛擬機(jī)中進(jìn)行嵌套虛擬化，性能完全無法接受。所以對(duì)于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(jī)是唯一選擇。

intel vTune支持，性能調(diào)優(yōu)和profiling依賴于intel vTune等技術(shù)時(shí)，彈性物理機(jī)則是唯一選擇

類似于skylake AVX512等新導(dǎo)入處理器指令特性，彈性物理機(jī)無需等待Hypervisor適配，則可以第一時(shí)間獲得，并且由于沒有Hypervisor軟件適配的復(fù)雜性，其功能穩(wěn)定性天然得到了保證

物理機(jī)無損的高性能

虛擬化技術(shù)必然帶來性能開銷，而物理機(jī)不存在CPU和內(nèi)存虛擬化開銷，此方面有明確優(yōu)勢(shì)。

物理機(jī)的高隔離性

物理機(jī)在CPU、內(nèi)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(jī)的高安全性

物理機(jī)是真正意義上用戶獨(dú)占，諸如hypervisor逃逸，CPU微架構(gòu)側(cè)信道攻擊等問題天然免疫。

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