裸金屬雲，也叫裸機雲，顧名思義就是同時擁有裸機的性能和雲的彈性。在公有雲出現之前，裸機雲的前生是物理服務器托管。隨着雲概念的興起，2010年和2012年 ，Softlayer和Rackspace相繼推出“裸金屬雲”服務，支持自定義硬件基礎，讓托管服務器有了“雲”的雛形。
裸金屬雲
擁有物理機同樣的性能和安全
擁有雲主機同樣的靈活和彈性
取得了性能和靈活性很好的平衡
一、研究機構對裸金屬雲發展趨勢的看法
根據研究機構Infoholic的研究數據，全球裸金屬雲市場在2016-2022年期間的復合年增長率將達到43.2％，到2022年將達到91.530億美元。
對高性能計算的持續需求，對延遲敏感和數據密集型操作的可靠負載平衡的需求是引發市場增長的因素。
根據研究機構grandview的研究報告，2016年全球裸機雲市場規模估值為13.2690億美元，預計未來八年將大幅增長。對增強性能，簡化數據操作和數據安全性的需求增加將導致在不久的將來，在各種垂直行業中更多地采用裸機雲。目前，由於大量數據的增長和對有效存儲需求的增加，全球裸機雲市場由電信和IT推動。
二、完善的裸金屬雲產品需要形成三個閉環
1. 技術閉環
裸金屬雲技術層面要解決兩個問題，第一是物理服務器的自動化管理，第二是管理功能封裝成API，方便管理平台和用戶調用。
從專注裸金屬雲的PACKET公司流露出的一張技術架構圖上，可以清晰的看到裸金屬使用的技術和解決方案。
從PACKET的架構圖看，PACKET的裸金屬雲服務主要分為以下幾個模塊：
- Magnum IP模塊的功能是多租戶的IP地址管理，IPAM是IP Address Management的縮寫。
- PB&J模塊的功能是電源和啟動管理。
- Tinkerbell模塊的作用是iPXE服務器和鏡像管理。
- Soren模塊的功能是流量管理和分析。
- Narwhal模塊的功能是物理交換機和SDN的管理。
- SOS模塊的功能是串口和遠程登錄的管理。
另外，在網上找到了CRAY的一個分享，對OpenStack Ironic項目的流程畫的非常清晰，也分享下。Ironic項目是OpenStack裸金屬管理項目，最近隨着裸金屬雲的潮流，發展也很快。
這里特別說明下一項關鍵技術iPXE，iPXE是預引導執行環境（PXE）客戶端固件和引導程序的開源實現，可用於啟用沒有內置PXE支持的計算機從網絡引導。雖然標准化PXE客戶端使用TFTP傳輸數據，但非標准化iPXE客戶端固件增加了通過其他協議檢索數據的功能，包括HTTP，iSCSI，以太網ATA（AoE）和以太網光纖通道（FCoE）。
為什么在有的雲廠商裸金屬雲服務介紹上，能看到分鍾級的裸金屬服務器交付，就是使用了iPXE的技術，服務器啟動，通過iPXE引導已經制作好的iSCSI系統鏡像，這樣就免去了安裝操作系統的過程，並且服務器也不需要系統硬盤，節省了成本。並且這樣更為靈活，通過這樣的技術，可以實現用戶根據需要制定自己的系統鏡像，而且方便鏡像虛實轉換，鏡像即可以用於啟動雲主機，也可以啟動物理機！
2.網絡閉環
網絡方面，裸金屬雲需要和雲服務商已有的雲主機、雲存儲等雲產品打通，能夠和雲主機一樣的配置ACL、VPC、負載均衡等網絡功能。
另外，非常重要的是要能做的雲網融合，這一點對企業用戶來說非常重要。因為使用裸金屬雲的幾乎都是企業用戶，企業用戶會把自己重要的業務放到裸金屬雲上。這類企業往往需要雲和自己的生產環境打通，需要和雲專線直連，並且有網絡質量和穩定性的保障。比如一個典型的場景就是，企業將HANA數據庫放到裸金屬上，然后通過專線直連生產環境，這樣即利用了裸金屬性能的特性，對企業來說，也得到了靈活可靠的基礎設施。
3.雲產品閉環
對於雲廠商商來說，裸金屬產品需要內嵌到自己的產品體系，形成閉環，和已有的產品打通，也要和已有的API兼容。這一點非常好理解，形成產品體系對用戶更有粘性。
三、裸金屬雲對用戶有很大吸引力
裸金屬雲有以下特點：
- 極強的計算性能，具有和普通物理機一樣的計算性能；
- 安全隔離，物理隔離，資源獨占；
- 快速交付，物理機資源標准化和池化，隨取隨用；
- 和雲產品連通，如果需要可以和雲主機、雲存儲、雲數據庫打通，方便業務使用。
對用戶來說，使用裸金屬雲對應用兼容非常好，可以方便的將應用遷移到雲端，就像在本地使用一樣，用戶甚至不用改變現有的工作流程，而且等於把復雜的基礎架構的維護外包給雲供應商。用戶甚至可以使用裸金屬雲的API，進一步獲得使用雲的便捷性。
裸金屬雲解決了性能問題，獨享主機，不再和其他客戶共享CPU、內存等資源，用戶甚至可以充分挖掘硬件的性能，比如使用DPDK提高網絡訪問速度。
使用裸金屬雲對用戶來說，也更安全，可以做到物理隔離。
裸金屬雲的適合以下場景：
- 性能要求高的業務，比如大型在線游戲；
- 核心數據庫，比如SAP，HANA等；
- 大數據分析，對海量數據進行采集和挖掘；
- 在裸金屬上搭建自己的虛擬化、私有雲或者容器雲。
四、雲廠商紛紛推出裸金屬雲產品
Bare Metal Cloud（裸金屬雲）在業內悄然興起，無論是行業領先的AWS和微軟、阿里、Zenlayer、騰訊雲, 還是偏傳統的華為, Oracle和IBM，都相繼推出了自己的裸機雲產品。
1. AWS和微軟
AWS和微軟在裸金屬方面主要的應用就是VMware on AWS 和VMware on Azure，這個確實解決了許多用戶的痛點。對於熟悉VMware產品的用戶可以很快上手，方便統一納管自己已有的資源，又能充分利用AWS和微軟在全球的數據中心資源。
在使用方面，裸金屬的申請和使用，和普通雲主機的流程基本是一樣的。
2.阿里雲
阿里雲的裸金屬產品，命名為神龍雲服務器。神龍雲服務器宣稱能與阿里雲產品家族中的其他計算產品無縫對接。可以自由地在普通ECS實例以及神龍雲服務器實例間變配，其實用到的技術原理已經在前面介紹，難度並不大。
但是神龍服務器的加密特點值得關注，神龍雲服務器采用了芯片級可信執行環境(Intel SGX)，確保加密數據只能在安全可信的環境中計算。這個加密是硬件級別的加密，其信任根是基於處理器芯片，而不是基於底層軟件保護，可靠性比較高。
3.Zenlayer
Zenlayer的特點是在海外資源分布廣泛，在全球有25個PoP節點。在裸金屬雲上切入時間比較早，技術積累豐富，產品成熟。更懂國內用戶，服務和用戶口碑不錯。是企業出海，在海外選擇裸金屬雲很好的選擇。
4.騰訊雲
騰訊號稱是中國最大的服務器用戶，有一百多萬台服務器，在服務器管理方面經驗豐富。騰訊雲裸金屬產品命名為黑石。
在騰訊雲的產品文檔中，列出黑石服務器和普通雲服務器的網絡性能對比，可以看出裸金屬性能確實比普通雲主機性強悍很多。雖然沒有看到其他廠商的數據，但是相信不會差太遠。
黑石的特點是支持異構平台，同時支持X86、ARM和POWERr平台。支持ARM對於一些移動應用非常方便，POWER上一向都是重型應用，很適合裸金屬的方式。
5.華為雲
華為雲在裸金屬產品上天然的優勢是自家就有服務器、網絡等硬件產品，可以自產自銷，這在成本、管理、靈活性方面給華為雲帶來很大的優勢。從華為雲的宣傳資料看，計算產品線也非常豐富。
和其他雲服務商比較，華為雲在雲網融合方面還需要加強。
6.甲骨文（Oracle）
甲骨文將裸金屬雲提升到戰略高度，因為裸金屬和甲骨文的產品契合度很高。雲計算時代的到來，一開始對甲骨文的沖擊很大，但是甲骨文轉型很快，也提供了自己的雲服務。從甲骨文官方的資料看，裸金屬已經深刻的融入到甲骨文雲中。
甲骨文的應用都很重，對性能要求很高，甲骨文的用戶對可靠性要求非常高，但是對性能不敏感。裸金屬雲剛好滿足了這一場景需求，這也是為什么甲骨文力推裸金屬雲的原因。
7.IBM雲
IBM雲的前身是Softlayer，不同於其他雲廠商，其他雲廠商是先有了雲主機產品，然后有了裸金屬產品，IBM雲是先有了裸金屬雲產品，然后才有了雲主機產品。所以IBM裸金屬雲產品成熟度比較高，也積累了一定的用戶。
但是隨着其他雲廠商都有了裸金屬產品，IBM雲在這方面的優勢正在喪失，預計這方面的市場份額也會降低。
8.Packet
Packet是一家專注裸金屬雲的公司，起步比較早，技術積累較多，從Packet的資料看，在裸金屬雲的產品開發方面，Packet全部采用的是CI/CD流水線方式，實現了全自動的軟件管理硬件。
同樣的，隨着主流雲廠商的覺醒，不斷的完善產品和搶占份額，對Packet的壓力也會很大。
9.其他雲廠商
目前，裸金屬產品已經是標配，主流的雲廠商都有了自己的產品，如何在競爭中勝出，形成自己的裸金屬生態是關鍵。裸金屬生態包含以下幾個方面：
- 下游硬件廠商的配合（這方面華為雲有天然優勢）；
- 和自己其他雲產品的融合，形成粘性；
- 和應用廠商產品的融合，比如SAP、HANA這樣的可靠性、性能要求高的產品（這方面甲骨文有一定優勢）；
- 雲網融合（這方面Zenlayer比較有優勢）。
10.開源產品
開源產品主要是OpenStack的Ironic項目，隨着裸金屬雲的興起，Ironic項目的熱度也在升級。但是Ironic的成熟度還不是很高，和各個硬件廠商的適配也是一個頭痛的問題。另外，Ironic許多功能的實現要借助OpenStack其他組件，OpenStack本身比較復雜，這也增加了Ironic的使用難度。預計Ironic還有一個比較長的完善過程，另外，開源軟件和商業的重型軟件結合也是一個難題。
總結：裸金屬雲是雲計算的一個演進方向
隨着雲計算行業的不斷深入發展，服務對象和市場環境也在變化，從最早的以小微企業為主，逐漸轉向中大型企業，客戶需求也相應變化：
- 對性能的高要求
- 對安全的高要求
- 高性能計算和超大吞吐量的需求
- 數據容量大和快速交付需求
裸金屬雲可以像雲主機一樣的使用，又有物理機的性能，非常適合對高性能、大吞吐、數據大容量、安全性要求高、又要快速交付的場景。