裸金属服务器业务(BMS)的现状调研1:AWS Nitro System

大约从2017年开始,裸金属服务器业务就逐步成为业界热点之一,裸金属服务器业务从表面上看,和传统的IDC业务有很大的相似之处,即都是出租物理机、带宽和相关的资源,但是存在一个很大的差异就是,裸金属业务是一种可以被管理的线上业务,而IDC业务则是线下开通的业务,貌似相似的表面之下,技术含量有很大的差异。目前主流的云计算服务商,包括AWS、Azure、阿里、腾讯、华为、IBM、Oracle、Packet等8个企业,都有裸金属业务。但是这些单位的裸金属业务还是有些不一样的,有篇文章《裸金属:技术演进及主流厂商策略分析》介绍了一些大体情况,还是比较通俗易懂的。文章《阿里云弹性裸金属服务器-神龙架构(X-Dragon)揭秘》介绍了阿里云的神龙裸金属架构,算是相对清晰的一篇文章。

系列文章如下:

第一篇:裸金属服务器业务(BMS)的现状调研1:AWS Nitro System

第二篇:裸金属服务器业务(BMS)的现状调研2:Aliyun X-Dragon System

第三篇:裸金属服务器业务(BMS)的现状调研3:Tencent Cloud Physical Machine

连载中…

为啥非要裸金属呢,唯一的原因就是降低VM的性能损耗,所有号称性能损耗小的VM技术,实际上还是有5-15%甚至更高的损耗,这种损耗在VM规格增大的时候,也会增大。裸金属的优点就是降低损耗,同时裸金属也带来一个额外的好处就是可以做更大规格的虚拟机。第二个额外的好处是裸金属可以支持将异构的VM技术,例如VMware迁移到公有云上,也包括各种新型的Linux、容器迁移到公有云上,例如VMware SDDC on AWS。粗略地想想,要做到VMware Over BMS,预计还是要改造VMware来适配的。

一、使用专门的硬件和Hypervisor

所有的裸金属服务中,AWS和阿里的比较像:均采用了专有的硬件和配套的Hypervisor,GuestOS依然运行在Hypervisor上,但是GuestOS可以直接访问存储(如NVMe)和网络(如25Gbps)等硬件,就好像访问本地设备一样。

1、AWS 裸金属服务。

AWS的BMS采用了Nitro系统,Nitro系统包含了轻量级的Hypervisor(KVM-based),Nitro卡(计算、存储、网络、安全、管理能力)和AWS安全芯片(集成到主板)。下面的图写的比较清楚,用户申请的EC2实例运行在Nitro Hypervisor上,通过Nitro卡访问各种硬件资源,用AWS用户的话说,已经很接近硬件的能力了,当然我们知道还不是…

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NetFlix的技术人员Brendan Gregg研究并对比了AWS的各种虚拟化方案和各个维度,其中可以看到AWS一直在努力提升系统的性能,关注点从CPU-NW-本地IO-网络IO-中断和时钟,采用的技术是PV、PVHVM、SR-IOV、Nitro Hypervisor、Nitro Card等,大体思路是从纯软到软件辅助、外设虚拟化和硬件辅助,距离最终的bare metal还有一些距离但是据说虚拟化的损耗已经相当低(从2x-10x慢于物理机、10-50%性能损失、到0.1-1.5%的性能损失)。看到一个公有云运营商有如此明确的规划和执行能力,在短短几年内就实现了巨大的飞跃,令人钦佩!Brendan Gregg的文章也提到AWS的“Nitro Hypervisor”和“Nitro System”不是一个玩意,后者就是本文一直提到的Nitro Card。

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I3、C5和Metal都是AWS推出的优化VM,其中I3使用了NVMe接口的本地存储,EBS和VPC用SR-IOV复用,但是依然是Xen系列;C5使用Nitro Hypervisor,不用本地存储;Metal和C5都不再经过前面的各种系统驱动,直接访问硬件(其实还是经过的),Metal支持本地存储,使用了前面各种技术。估计AWS 2019年会进一步提升性能,估计会继续定制化硬件来提升。眼花缭乱的各种规格,其实是各种技术的组合,有各自的应用场景!

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让我们看看AWS的Metal的价格,metal实例目前只能看到i3实例(美国Region有),虽然也有高内存的实例u系列,但是那是给HANA专用的,价格必然高的没边。其他实例,例如c5系列,使用了Nitro相关的技术,但还称不上Metal,为啥称不上呢?我理解是没有使用Nitro卡:-)

目前由于AWS的产品有很多存量产品,单就i3来说,和i3.metal价格类似的就有8x和16x两种大规格的Xen实例,其中配置相对低的16x价格和metal价格一样,估计有希望用户迁移到metal的用意。

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裸金属服务器业务(BMS)的现状调研1:AWS Nitro System》有2个想法

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