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【產(chǎn)品場(chǎng)景】彈性裸金屬服務(wù)器服務(wù)于市場(chǎng)的技術(shù)概要分析

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摘要：考慮多個(gè)運(yùn)行在一臺(tái)物理服務(wù)器之上內(nèi)存帶寬等和內(nèi)存子系統(tǒng)資源通過(guò)虛擬化技術(shù)抽象和切分，同時(shí)提供給多個(gè)使用。上述和內(nèi)存帶寬在間的資源爭(zhēng)搶很難根本解決。而彈性裸金屬服務(wù)器在支持原生和網(wǎng)絡(luò)方面，具有天然優(yōu)勢(shì)。

摘要： 彈性裸金屬服務(wù)器服務(wù)于市場(chǎng)的技術(shù)概要分析

混合云和第三方虛擬化軟件部署
伴隨著公有云的高速發(fā)展，混合云打通客戶線下專(zhuān)有云和線上公有云資源的需求日趨強(qiáng)烈。Open stack和VMware等IaaS stack在公有云部署，同時(shí)管理客戶線上和線下IaaS資源。
可以看到，VMware cloud on AWS就屬于此種混合云業(yè)務(wù)應(yīng)用場(chǎng)景

而Open stack和VMware cloud等IaaS stack在公有云部署，最為關(guān)鍵就是要求公有云暴露CPU虛擬化能力，否則在普通虛擬機(jī)中部署嵌套虛擬化技術(shù)，性能完全無(wú)法接受。
具體到intel X86 CPU體系，則要求公有云平臺(tái)把計(jì)算資源的完整虛擬化特性（intel VT-x和VT-d等硬件虛擬化技術(shù)）對(duì)外提供，使得VMware ESXi, KVM, XEN, Hyper-V等虛擬化平臺(tái)和技術(shù)能夠平滑上云

高隔離容器部署
容器技術(shù)具備輕量敏捷等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，正在成為Devops主流技術(shù)。相對(duì)于公有云VM部署容器，使用彈性裸金屬服務(wù)器部署容器具備零虛擬化開(kāi)銷(xiāo)等性能優(yōu)勢(shì)。

同時(shí)我們注意到clear container, RunV，以及Kata container等具備高隔離安全特性的新型容器技術(shù)，依賴CPU完整虛擬化特性(比如intel VT-x)。此種高隔離高安全容器技術(shù)只可能部署在彈性裸金屬服務(wù)器

高質(zhì)量計(jì)算服務(wù)
所謂高質(zhì)量計(jì)算服務(wù)，是指零資源爭(zhēng)搶、零虛擬化開(kāi)銷(xiāo)，和高隔離安全
1) 零資源爭(zhēng)搶
虛擬化技術(shù)在提高數(shù)據(jù)中心資源利用率同時(shí)，也引入資源爭(zhēng)搶等業(yè)務(wù)難題?？紤]多個(gè)VM運(yùn)行在一臺(tái)物理服務(wù)器之上：CPU core、L1/L2/LLC cache、內(nèi)存帶寬等CPU和內(nèi)存子系統(tǒng)資源通過(guò)虛擬化技術(shù)抽象和切分，同時(shí)提供給多個(gè)VM使用。上述CPU和內(nèi)存帶寬在VM間的資源爭(zhēng)搶很難根本解決。
2) 零虛擬化開(kāi)銷(xiāo)
虛擬化技術(shù)必然帶來(lái)性能開(kāi)銷(xiāo)，而彈性裸金屬服務(wù)器不存在CPU和內(nèi)存虛擬化開(kāi)銷(xiāo)
3) 高隔離安全
彈性裸金屬服務(wù)器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(wèn)題天然免疫

高速低時(shí)延RDMA網(wǎng)絡(luò)支持
RDMA網(wǎng)絡(luò)在超低時(shí)延和減輕CPU負(fù)載等方面優(yōu)勢(shì)明顯，但是在網(wǎng)絡(luò)虛擬化支持方面的短板明顯；而公有云網(wǎng)絡(luò)部署的關(guān)鍵是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)虛擬化達(dá)到網(wǎng)絡(luò)資源的租戶隔離。而彈性裸金屬服務(wù)器在支持原生ROCE和IB RDMA網(wǎng)絡(luò)方面，具有天然優(yōu)勢(shì)。
因此可以看到各家云廠商均以裸金屬服務(wù)器支持RDMA網(wǎng)絡(luò)，以此部署HPC和異構(gòu)計(jì)算的高速低時(shí)延互聯(lián)需求

RISC ISA CPU支持
傳統(tǒng)來(lái)講，intel x86體系結(jié)構(gòu)對(duì)CPU虛擬化技術(shù)等軟硬件支持最為完善，加之intel XEON x86處理器在服務(wù)器市場(chǎng)的壟斷市場(chǎng)地位，主流公有云IaaS虛擬化技術(shù)均基于intel XEON x86。
但是必須看到對(duì)于特定細(xì)分市場(chǎng)，RSIC CPU仍然具備相當(dāng)優(yōu)勢(shì)。比如Power ISA CPU在金融保險(xiǎn)等市場(chǎng)的優(yōu)勢(shì)地位，以及ARMv8 ISA在新興服務(wù)器市場(chǎng)嶄露頭角。如何支持Power和ARMv8等RISC服務(wù)器，是公有云廠商必須回答的問(wèn)題
彈性裸金屬服務(wù)器無(wú)需CPU和內(nèi)存虛擬化技術(shù)的特別適配，能夠使得Power和ARMv8等處理器快速公有云上線部署

GPU性能無(wú)損支持
諸如Nvidia 1080Ti等GPU，其對(duì)虛擬化技術(shù)支持有限，通過(guò)虛擬機(jī)方式輸出GPU計(jì)算性能，會(huì)有嚴(yán)重性能下降；而彈性裸金屬服務(wù)器可做到GPU性能無(wú)損輸出

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