本文由“
中移IT先锋队
”授权发表，原作者：
中国移动研究院技术经理 唐华斌
时间一晃进入2018年，距离Amazon AWS最早的云计算产品都已经过去”一轮“了，那时候估计没有人料想到云计算能有如此的成功。如果要说这一成功依赖于哪些技术的话，虚拟化一定位居前列。毕竟，AWS EC2建立了云服务基于虚拟化技术实现资源动态共享、弹性扩展的事实标准，OpenStack、NFV等产业也都围绕虚拟化技术发展壮大。
不过笔者最近突然发现，不知道什么时候开始，Bare Metal（裸金属）悄悄在云计算行业中流行起来，特别是随着2017年第四季度阿里云、AWS等相继发布相关产品，一时间如果没有Bare Metal，你都不好意思说自己是主流云服务商了。
这究竟是怎么一回事情呢？这个裸金属和物理机是同一个东西嘛？它为什么会出现，又将向何处去？带着这些疑问，笔者查阅信息、请教专家，发现裸金属中其实还是有不少门道的。
裸金属的“复兴”之路
我们知道，在公有云之前早就存在一个IT应用、特别是互联网应用托管（hosting）的巨大市场，这类托管服务广泛采用专用的物理服务器（dedicated hosting 后者 managed hosting），相比那时的共享Web主机（shared hosting）技术，用户能够更灵活的选择硬件、操作系统等。
随着"云计算"这一概念的流行，其中个一部分托管服务商也改头换面成为云服务商，其中比较有代表性的是Softlayer。早在2010年，Softlayer就推出了“裸金属云（bare metal cloud）”服务，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。到2013年被IBM收购的时候，Softlayer成为“世界上最大的IaaS私有云”服务提供商。
Rackspace紧随其后，于2012年推出名为"OnMetal"的裸金属云服务。作为全球影响力最大的开源硬件组织OCP和开源云计算软件组织OpenStack的创始公司，2016年上线的OnMetal v2开始采用OCP服务器和OpenStack的Ironic进行管理，使其更加名正言顺的称为云服务。
进入2016年以后，随着各大云计算巨头的纷纷加入，Bare Metal开始越来越多的出现在云计算的发布会和新闻里：
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2017年7月12日，IBM宣布其云平台推出基于Intel新一代至强可扩展处理器的Bare Metal 服务器。同时可选的裸金属服务器还包括GPU和POWER8。
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2017年9月6日，以成为“五朵云”之一为目标的华为，在HUAWEI CONNECT 2017 大会展示了计算服务的全系列产品，”全面开启虚机到裸金属云时代"。
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2017年10月12日，阿里云在杭州云栖大会上发布”神龙云服务器“（X-dragon Cloud Server），称其为自研新一代软硬融合的虚拟化计算架构，兼具物理机的极致性能和云服务器的弹性。
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2017年11月22日，微软宣布Azure云服务提供裸金属服务器的“有限预览”。
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2017年11月28日，Amazon在2017年AWS Re:Invent年度大会上，宣布即将提供EC2 Bare Metal 实例。
除此以外，百度云、金山云、天翼云、青云等国内公有云玩家，也都于2016-2017年间，各自推出了自己的物理服务器云产品。
为什么裸金属又得到重视？
裸金属服务器之所以再度流行，与整个云计算行业在不断发展过程中，所带来的客户需求与市场变化、以及技术变化有很大的关系。大致说来有如下几个主要原因：
1、争夺更加重视性能与安全隔离等的企业用户
随手打开任意一个云服务商的产品说明页面，关于裸金属云服务器产品的介绍文字里，一般少不了”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”……等等说法，可见裸金属云服务器首要瞄准的就是企业应用和企业用户。
在公有云刚刚兴起的时候，以AWS为代表的公有云服务商和以IBM为代表的私有云服务商还是完全不同的两个阵营，前者以互联网和中小企业客户为主，后者以大型企业、政府客户为主。较早提供裸金属云的SoftLayer就明确表示：“很多用户喜欢裸金属云，给他们原生性能来运行大数据或者大型数据库……我们并不是要抢夺亚马逊的用户，但是我们挑选的是那些有性能问题的用户，他们需要高速磁盘I/O和高速网络。”
然而这种相安无事并没有保持太久，随着公有云软硬件性能的提升、企业所需的数据库解决方案等逐步丰富、安全性和可用性得到验证，
公有云服务商都纷纷转向利润更高的企业私有云或混合云市场，这应该是大量裸金属云主机出现的最重要原因。
2、支持第三方虚拟化软件平台和混合云
AWS在发布其i3.metal实例的时候，实际上是与VMware Cloud on AWS的混合云方案一起推出的，因为AWS的一些客户仍然希望使用VMware，而在Xen或者KVM虚拟机上运行VMware的“嵌套虚拟化”虽然理论上技术可行，但性能显然无法接受。因此AWS为用户提供了支持裸金属直接访问的新的实例。
无独有偶，差不多同期推出的Azure裸金属服务器，也明确说明其目的就是为了将VMware虚拟化栈迁移到Azure中。
阿里云虽然没有明确提VMware等第三方云平台，但也明确支持
“
Any Stack on Alibaba Cloud”
，神龙云服务器“具备再次虚拟化的能力，线下的专有云均可无缝平移到阿里云上，而不用担心嵌套虚拟化带来的性能开销”。
在腾讯云“黑石”服务器的固定配置中，也有一项“虚拟化”场景，帮助客户构建Openstack虚拟化私有云平台。
3、异构计算
与虚拟化云主机几乎都基于x86架构不同，裸金属服务器在平台架构方面似乎要丰富许多。
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IBM自家的裸金属服务器，自然少不了POWER处理器，而OpenPOWER同样出现再腾讯云”黑石“服务器的可选机型中；
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阿里云”神龙“、腾讯云”黑石“均提供ARM服务器机型配置；
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在无处不AI的今天，云服务商自然不会放过GPU、FPGA等服务器产品。不过除了Oracle、IBM等少数几家以外，GPU或FPGA服务器属于虚拟机和裸金属之外的单独分类，也许是因为更多以机器学习平台而不是资源的方式提供服务？
4、容器应用的兴起
要说近两年云计算在技术上的最大发展，可以说就是容器技术的兴起。对于希望用容器来运行其应用的用户来说，虚拟机在某些情况下成为多余，而物理服务器就是自然而然的选择了。例如阿里云神龙服务器就说明了其应用场景之一就是“具有高管理自动化能力的容器类客户”。
AWS发布裸金属服务器i3时，同样也表明容器是其重要应用场景。这一点也得到容器热衷者的支持，他们认为这有助于2018年成为“容器之年”。在近期的一篇文章中，来自Twitter的OCI（开放容器标准）执行董事Chris Aniszczyk 说，“如果你看下那些来自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。”
都是裸金属，有没有不同？
虽然云服务商纷纷推出裸金属云服务器的产品，但稍微分析一下，可以发现他们之间从技术实现、产品定位以及重视程度等方面还是有区别的。
技术实现
首先，从技术上来看，裸金属服务器可以大致分为两类：
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第一类没有什么可多说的，就是原来的物理服务器租赁。与通用的云主机相比，没有Hypervisor、没有VM、也没有多租户共享。IBM、Oracle、腾讯“黑石”等都属于此类；
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第二类就稍微复杂一些，可以看作一种介于传统虚拟机与物理机之间的“新”形态，其代表就是阿里云的“神龙"服务器和AWS的裸金属服务器。下面就第二类技术稍微多展开一些。
说来惭愧，阿里在发布神龙服务器的时候，我其实也是在杭州云栖大会会场的，但这种”既不是虚拟机产品，也不是物理机产品，而是一个兼具虚拟机和物理机优势的新物种“，让人真是很懵逼。其实不光是我，当时我看到几个群里也有不少人问”神龙服务器到底是个什么鬼“……
终于，在业界大拿@狒哥（经常飞拉斯维加斯的就是不一样）的指引下重新学习了一下AWS的Nitro架构，又从阿里云的介绍中找到了一些蛛丝马迹，现在看来，神龙应该是采用了与Nitro类似的思路和技术，将轻量级的虚拟化技术与定制硬件芯片结合起来，从而获得更高效的虚拟化性能，并可以直接支持普通虚拟机或嵌套虚拟化。
这样就不难理解其官网上的介绍文字了：”神龙云服务器从原理上来看是基于虚拟化的产品，但是又通过巧妙的设计使计算性能得以完整的保留，而同时又可以获得虚拟机一样在管理上的各种优势“。总体来看，阿里对神龙还是很重视的，甚至把整个神龙计划称之为"下一代云服务器产品"的重要基础。
