什么是裸金屬


什么是裸金屬

裸金屬,是英文 Bare Metal 的直譯,其實也是可以叫 Bare Machine 的,可能大家覺得 Metal 聽起來更酷一點,所以都愛這么叫。

如果說裸金屬聽起來有點懵逼,那么說裸機大家都很好理解了,就是指沒有操作系統的計算機硬件

大家伙平時在說起服務器(Server)的時候,大多數默認有一個操作系統,比如 “我有一台高性能 Linux 服務器”;還有少部分情況我們指的是品牌或者硬件配置,例如 “公司剛買了一批 Dell 服務器”。為了有所區分,對於后者,我們日常中更常見的說法是機器(Machine)。

Machine 就可以了,為啥要多出一個 Bare ?

根據 wiki 的解釋,裸金屬是指可以不經過操作系統干預的情況下,直接在邏輯硬件上執行指令。

In computer science, bare machine (or bare metal) refers to a computer executing instructions directly on logic hardware without an intervening operating system.

Bare,正是強調了直面硬件,中間並無遮攔,裸裎相見。

為什么裸金屬在雲上流行

大約從 2017 年開始,裸金屬逐漸成為了雲平台的標配,大大小小的雲計算廠商基本都提供了裸金屬服務。

雲廠商的裸金屬服務
雲廠商的裸金屬服務

常見的疑問有兩個:

在虛擬化,容器化的大趨勢下,為什么我們還需要裸金屬?它和主流雲服務器(虛擬機)有何優勢呢?

相較於傳統的 IDC 方式托管物理服務器,雲上的裸金屬又有哪些不同和優勢呢?

事實上就是要理清楚裸金屬虛擬機物理機它們之間的區別和特點。

裸金屬和虛機物理機的關系
裸金屬和虛機物理機的關系

裸金屬的特點和優勢

這里直接借用阿里雲裸金屬產品頁的特性介紹,主要包括 4 個方面:

裸金屬的優勢
裸金屬的優勢

安全方面

裸金屬服務器具有安全物理隔離的特性,裸金屬服務器與其他租戶物理隔離。

對安全性要求比較高的用戶,例如金融類用戶,他們對服務器的安全合規是有硬性要求的,裸金屬服務器具有物理機級別的隔離。

性能方面

裸金屬資源完全獨占,完全沒有性能損耗,能夠勝任高 IO 應用、高性能計算等業務,例如海量數據采集和挖掘,高性能數據庫,大型在線游戲等。

特別的,裸金屬服務器還可以支持虛擬化,用戶可以在裸金屬上搭建自己的虛擬化平台,打造獨占的私有雲或容器雲,實現「在公有雲上搭建專有雲」這樣靈活的架構。

彈性和自動化

除了裸金屬的固有特性,裸金屬雲完全繼承了虛擬化雲服務器的 特性,例如,快速交付,彈性伸縮等,並且整個過程都是自動化管理。

唯一的差距在於相對於虛機和容器的秒級響應,裸金屬是分鍾級別的響應。

兼容其它雲產品

裸金屬作為雲中居民,可以和其它雲產品如雲主機、雲網絡、雲存儲、雲數據庫直接打通,方便業務使用,構建更加靈活的整體架構和方案。

總結

從上面的內容可以看出:

裸金屬的前兩個優勢是相對虛擬機的,相對於虛機,裸金屬體現出了物理機的特性;

后兩個優勢是相對傳統物理機的,相對於物理機,裸金屬又能體現虛擬機彈性的特點。

因此綜合來說,裸金屬汲取了兩家之長,受到重視也就不足為怪了。

裸金屬和容器

裸金屬雖然性能優越又兼具彈性,但是要獨占硬件,而且主流的廠商的銷售方案基本都是包月,沒有像虛機那樣可以按使用量收費,達到按秒計費。所以價格昂貴,不是一般用戶能消費的起。

不過,裸金屬可以以另一種方式為更廣大的用戶提供計算服務,那就是容器。

容器發展之初,正是虛擬機主打的雲計算熱門之時,彼時的常見做法是在虛機上啟動容器。隨着技術的發展,特別是以 Kubernetes 為主的容器編排系統面世之后,人們發現在裸金屬上運行容器更加自然。不僅性能更好,而且不用額外管理復雜的虛機化層。

Gartner 曾在 2015 年 9 月發布過一個咨詢報告,標題是《Market Trends: The Rise of Bare-Metal Cloud and Containers》,認為未來的雲計算基礎設施,可能是裸金屬+容器的趨勢。

這篇報告里預測,未來的市場會向兩級分化:

  • 互聯網開發者的市場,追求速度、敏捷和可移植性 —— 選擇容器。
  • 企業應用市場,仍然希望使用可靠、安全的環境 —— 選擇裸金屬。

於是得出這樣的結論,裸金屬 + 容器才是最好的組合。

今天看來這個預測還是靠譜的,阿里雲和華為雲在今年都發布了裸金屬容器產品,非常值得關注。

裸金屬的技術實現

裸金屬的技術實現通常需要硬件上的配合,目前只有一些頭部大廠有實力做到,例如阿里雲的神龍架構。

沒有足夠研發實力的企業如果想要部署裸金屬雲,或者更加深入的了解一些技術細節,開源 IaaS 項目 OpenStack 當然是最佳選擇。

Ironic 是 OpenStack 中實現裸金屬服務的項目,它從 Icehouse 版本開始孵化,並在 Juno 版與 Nova 進行集成。在 Kilo 版開始正式的集成到 OpenStack 項目中來,通過 Nova 調用 Ironic 的 API 來實現對物理機資源的管理和控制。

隨后的版本演進中,Ironic 逐漸成熟,並越來越凸顯它重要的地位,頻頻出現在版本發布亮點中。

Newton版本的OpenStack
Newton版本的OpenStack

在 Newton 版本的發布標題中,裸金屬第一次站在虛擬化和容器中間出鏡,旨在宣言 OpenStack 是一個一體化的平台。

Rocky版本的OpenStack
Rocky版本的OpenStack

到 Rocky 版本,裸金屬已經作為標題主打,並且用到的說法是 focuses on,其在基礎設施層的重要性和熱度已經不言而喻。

特別有趣的是這個項目名字,讓我不禁猜想,是不是在創立項目之初,大佬們已經預見了今日局面呢?干了這么多年的虛擬化,沒想到最終反過來要去革虛擬化的命。

ironic這個名字真的很贊
ironic這個名字真的很贊

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