在上一篇文章《沉寂多年,无服务器爆发,其硬核是什么?丨 技术前沿》中,我们探讨了无服务器技术的发展,本次我们讨论裸金属(Bare Metal Server)技术。

这是基础云服务的技术之一,也是在这两年忽然热起来,用“大前景、增长迅猛”来形容也不为过。在这个前提下,各大云厂商纷纷推出了自己的裸金属服务器,芯片厂商针对性的推出专属架构,一些应用厂商(主要指数据库)、OpenStack展开相关的项目,一时间风光无限。

如何定义裸金属?为用户带来的价值在哪里?未来将走向何方?本文进行全面的梳理。

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不断发展的市场

裸金属并不是新词。

早在2010年左右,伴随着云计算的成熟,几大云厂商推出类似的概念。例如,Softlayer的 “裸金属云(Bare Metal Cloud)”服务是为客户提供不含Hypervisor的、支持自定义硬件基础架构的产品选择。Rackspace也有相关产品名为“OnMetal”,也是将自定义硬件的选择权交给了用户,随后在2016年的迭代产品中,RackSpace开始采用OCP服务器和OpenStack的Ironic进行管理。

这很像当初IDC的机房托管服务,不过有本质的不同。

到了2017年之后,在云计算市场越来越成熟的时候,BMS忽然热起来,包括百度智能云在内的几大云厂商也都相继推出相关的服务。例如,百度智能云的物理服务器,名称虽然不同,但提供的服务都是类似的。

这个市场之所以大热的原因在于,只是基于虚拟化技术的云计算无法满足所有的应用需求。

来自权威机构的调研数据也证实了这一点。Infoholic发布的调查数据显示,全球裸金属云市场在2016-2022年期间的复合年增长率将达到43.2%,到2022年将超过91亿美元。这是一个不容小觑的市场。

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(图片来源网络)

裸金属是什么?

那么,什么是裸金属服务?如果只是提供硬件环境的话,和租赁、托管有何不同?

从书面含义看,裸金属这个词,初听有些别扭,不好理解。其实要明白裸金属,必须引入两个更通俗易懂的名词,一个是物理服务器,一个是虚拟机,估计就容易理解。

简单说,裸金属是介于物理服务器和虚拟机之间的一种形态,是兼具双方优点的一类产品。

至于具体定义,业界有个不成文的描述。裸金属服务器(Bare Metal Server)类似云上的专属物理服务器,在满足核心应用场景对高性能及稳定性需求的同时,还兼备云计算的弹性、灵活性。

理解到这里,基本就能知道裸金属不是托管服务,更适合云服务的一些特殊的场景,例如HPC、容器、注重安全性能的应用、大数据分析以及传统在本地环境运行的应用等。

各个厂商大概会从以下几点列出两者的差异性:计算、网络、存储、管控、安全、可定制化、性能、专用硬件。

尤其是价格方面,裸金属比云服务器相对便宜,计费方式也有差异性,多采用月租、年租的方式。

各大厂商积极应对趋势

换句话说,裸金属就是将云服务映射到一个专用的物理服务器,这样就能两者兼顾,尤其是对最传统的应用而言,具有优势。再加上隔离特性和直接访问的特性,安全性和性能都会更优异。

在百度智能云的物理服务器中,首先就提出了计算的优势:

  • 可提供多种高配置品牌服务器,性能卓越。
  • 经过严格的技术选型及性能测试,确保服务器的性能和质量可控。
  • 可配备高性能SSD、双万兆网卡,为客户特殊场景打造专属服务器配置。

这基本涵盖了裸金属服务器的几大特性。另外,我们从其他厂商的描述中,也能看出差异性。例如,以下是两个厂商官方页面的描述。

▷ A厂商:在云环境中提供了高性能的物理裸机,同时提供完全的设备管理权限和全生命周期的运维管理服务。用户可以像申请云资源一样快速灵活的申请并管理这些物理机,也可以基于物理服务器与云服务器构建内网混合云。

▷ B厂商:一种包年包月的裸金属云服务,为用户提供云端独享的高性能、无虚拟化的、安全隔离的物理服务器集群。使用该服务,用户只需根据业务特性弹性伸缩物理服务器数量,获取物理服务器的时间将被缩短至分钟级。

英特尔在一篇文章中则认为,就“裸金属即服务”而言,“裸”要求它本身可以提供物理机级别的性能和安全隔离。“即服务”则意味着它还能实现物理机体验、以及基于云的资源管理和调配能力的高度融合。云服务提供商可在它上面,为企业用户提供在公有云基础设施上构建私有云或专属云的服务,来运行那些数据密集型和对数据安全和隐私要求较高的应用。

何种应用场景需要裸金属服务

那么,为什么在2017年左右会重新火起来?原因在于,用户需求是多种多样的,云计算满足不了所有用户的需求,需要裸金属这样的产品。

▷ 试举几个应用场景:

一、用物理机才有安全感或者说还接受不了云计算的。部分企业,尤其是大型企业,对于将私有数据中心迁移到公有云有些许担忧。目前,这样的用户还不在少数。这类企业多集中在传统的建筑、制造行业,业态复杂,业务众多。

二、性能要求高的。如果用户的应用程序对性能要求敏感,云计算就有些捉襟见肘了,这类应用还不少,而且多数是企业最核心的应用,像HPC、大数据是典型的应用。

三、监管要求比较高的。像银行、证券、保险等强监管要求的行业,部分应用对数据安全、用户隔离的针对性要求比较高,云计算难以满足。

四、专有云迁移上云。典型如Openstack on public cloud、VMware on public cloud、clear container on public cloud、runV on public cloud,裸金属是唯一选择。因为诸如intel VT-x和VT-d等技术,虚拟机无法提供,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,而物理机天然具备这些处理器特性。

这样的应用场景还有很多,而且随着云计算普及程度的逐步提高,解决不了的问题也会越来越多,这些都需要其它技术来解决,裸金属就是其中最重要的一种补充技术。所以,裸金属的火其实是用户需求在推动。

总结起来,有两个重要的应用场景是裸金属的用武之地。

一、像上面描述的那些更加重视性能与安全隔离等的企业用户。现今各大云服务商关于裸金属云服务器产品的介绍文字里,“关键应用”、“高强度工作负载”、”卓越的性能”、“原生的、一致的体验”、“安全隔离”这些都是高频词汇。对应的几个主要应用场景:

1、计算、网络、存储性能要求高的应用。

2、尚未实现虚拟化的应用。

3、数据敏感的应用。

4、主机托管迁移。

二、容器。容器是这几年非常火爆的一项技术,业界甚至一度认为容器将取代虚拟化,当然实际情况并没有那么极端,长远看二者是相互补充的关系,就像裸金属和云计算会长期共存一样。对于构建容器环境来说,虚拟化这层有些多余,裸金属是更好的选择。

来自Twitter的OCI(开放容器标准)执行董事Chris Aniszczyk 就曾说过,“如果比较那些来自CNCF和OCI的使容器更加标准化的项目,你会发现它们确实更容易在裸金属上运行。我认为一段时间后你将看到更多的使用裸金属的容器,因为相比一个非常复杂的OpenStack环境,它确实更容易在裸金属环境中创建。”

不足之处是灵活性和可选择性

尽管裸金属在很多场景比云计算更加适用,但不得不说现阶段的裸金属还没有达到较为理想的状态,最大的问题就是灵活性不足。

就云计算而言,客户可选的实例种类非常多,每家云服务商少说几十种,多的上百种。相较而言,裸金属这块虽然也发展了很多年,但欠缺还是比较多。

目前,业界的主流服务商一般提供两种选项:

  • 固定的配置模型。提供大数据、视频、游戏等不同应用场景的主流硬件配置,供用户直接选择。
  • 用户自定义类型。

但显然,用户的自定义类型会非常多,这对服务商有极高的要求。这也可以理解为什么至今各大主流服务商还没有完全开放裸金属服务,基本都处于测试或者预览、有限预览阶段,因为还没有很好的方式做到快速交付用户需要的产品。

当然,裸金属的落地推进工作并非没有进展,业界都在努力。

比如,Intel的RSD架构也瞄准了裸金属云的场景,在Ubuntu的云服务品牌MaaS(Metal-as-a-Service)中,就刚刚将Intel RSD的API集成到其OpenStack发行版中。同时,OpenStack社区也把裸金属单独分离出来,命名为Ironic来继续发展。这个项目是从Icehouse版开始进入项目孵化,并在Juno版与Nova进行集成。在Kilo版开始正式的集成到OpenStack项目中来,通过Nova调用Ironic的API来实现对物理机资源的管理和控制。

也许,再等一段时间,裸金属会更为成熟。

未来前景:可能与容器平起平坐?

毫无疑问,裸金属能够满足用户的实际需求,因此前景会越来越好。Gartner曾在2015年9月发布过一个咨询报告,标题是《Market Trends: The Rise of Bare-Metal Cloud and Containers》,认为未来的云计算基础设施,可能是裸金属+容器的趋势。

简单的说,未来的市场会向两级分化:

  • 互联网开发者的市场,追求速度、灵活性和可移植性——选择容器。
  • 企业应用市场,仍然希望使用可靠、安全的环境——选择裸金属。

这是对裸金属莫大的肯定。仔细看,这其实是用户的场景走向两端,追求短平快的互联网业务,以及稳重、老成的传统业务。

关于容器,我们可以看到几乎所有的主流公有云服务提供商都成为了CNCF的顶级会员,当越来越多的应用基于容器开发和部署时,使用物理服务器的倾向会变大。

至于裸金属这块,一方面会随着容器技术的持续走强而走高,另一方面硬件迎来新的发展阶段,GPU、FPGA、ASIC各种计算技术百花齐放,传统虚拟化技术发展相对滞后,裸金属迎来更好的市场机遇。

所以,通过这篇文章可以判断:多种不同类型计算资源并存,应该是公有云今后很长一段时间的常态。裸金属是其中重要的组成部分。虽然说,今天的裸金属还没有到达爆发期(因为还有一些问题没有得到很好的解决),但是爆发已是指日可待,它将会为用户上云,数字化转型带来更多选择、更多价值。

融合百度智能云现有物理服务器及云服务器优势(高性能+极致操作体验)的弹性裸金属服务器即将发布,全方位覆盖用户场景,提供优质服务,请敬期待。