裸金属(Ironic)云基础架构的应用场景和趋势解析.docx

? ? ? ? ? ? ? ? 裸金属(Ironic): 一种云基础架构、应用场景和趋势解析 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 如今Openstack在虚拟化管理部分已经很成熟了，通过Nova我们可以创建虚拟机、枚举虚拟设备、管理电源状态、安装操作系统等。但是有时候虚拟机无法满足要求，比如以下几种情况需要直使用物理机:? 高性能的计算集群。 计算任务需要访问无法虚拟化的硬件设备。 数据库主机(有些数据库在hypervisor中运行效率很差)。 单租户、专用硬件、安全性、可靠性和其他控制要求。 快速部署云基础设施。 ? ? ? 但是在Ironic (Bare Metal Provisioning)诞生之前，物理机管理上一直没有成熟的解决方案。它可以解决物理机的添加，删除，电源管理和安装部署。Ironic提供了一系列常用的驱动，同时提供了插件的机制让厂商可以开发自己的Driver，这让它支持几乎所有的硬件。 ? ? ? ? 另外，在不同行业，基础设施虚拟化技术只是一个云计算要求。但事实上，Bare Metal和虚拟化基础设施非常适合构建云。两种类型的基础设施都可以满足云计算的特征，包括资源池、计量消费、自助服务、和弹性。那么，真正的问题是如何虚拟化和裸机云是不同的。 ? ? ? 新兴的Bare Metal为云市场提供了一种方法来补充或替代与专用服务器虚拟化的云服务环境。换句话说，这是一个云服务映射到一个专用的物理服务器。业务可以访问和利用最原生的特性平台，包括访问内存和存储子系统。 ? ? ? Bare Metal适合的应用主是对性能延迟和密集I/O敏感的业务，工作负载等大数据系统、备份和恢复服务等。 ? ? ? 但是，没有什么技术是完美的。不同的应用程序对云基础设施会有不同要求。有些应用程序仅仅适合运行在本地环境，不想和其他人共享。云服务提供商是为了满足不同客户的需求，为用户提供多种方案，帮助用户解决IT问题。 今天我们要讨论的就是Bare Metal，云计算的另一种基础架构。 ? ? ? Bare Metal是直接将物理主机通过API云化，让用户可以自助式租用。目前，主要采用Openstack的Ironic服务进行部署。 ? ? ? 在概念上，部署物理机跟部署虚拟机对Nova来说是一样，都是Nova通过创建虚拟机的方式来触发，只是底层Nova-Scheduler和Nova-Compute的驱动不一样。虚拟机的底层驱动采用的Libvirt的虚拟化技术，而物理机是采用Ironic技术，Ironic可以看成一组 Hypervisor API的集合，其功能与Libvirt类似。 ? ? ? Ironic技术架构和原理解释，请参考笔者历史发文“详解OpenStack Ironic管理物理计算资源”。 ? ? ? Bare Metal的概念最早出现在Nova里，物理机和虚拟机管理有很多地方非常相似，比如物理机和虚拟机都需要开机、关机，安装部署，添加和删除，为了避免重复造轮子，他们在Nova中实现了一个物理机的Driver，这样把物理机管理做为计算 资源管理的一个子集了。 ? ? ? 后来发现这样做有些问题。 ? ? ? 早期Bare Metal作为一个Driver，有着自己的数据库，同一个项目中有两套数据库并不合适。在部署和管理Bare Metal的过程中，有很多需要存储的信息是和部署管理虚拟机是不同的。 ? ? ? 更重要的是Bare Metal需要一些比较特殊的行为，比如Discovery，Hardware RAID Configuration，Firmware Updates，Burn-in等这些操作不适合放在Nova里面。比较好的办法是当这些操作完成以后向Nova去注册，作为Nova中的可用的资源并通过Nova Boot去调用这些资源。 ? ? ? 经过很多次讨论，开始社区把Bare Metal分离出来了，命名为Ironic，从Icehouse版开始进入项目孵化，并在Juno版与Nova进行集成。在Kilo版开始正式的集成到OpenStack项目中来，通过Nova调用Ironic的API来实现对物理机资源的管理和控制。 ? ? ? 传统的Hypervisor一般包括创建虚拟机、枚举虚拟设备、管理电源、加载操作系统等功能，与之对应，Ironic可以集成多个厂商驱动并提供一套Hypervisor API帮助物理机实现类似操作，所以，Ironic可以看成提供给Nova的一个Hypervisor驱动。 ? ? ? ? 在架构上对比发现，Bare Metal相对于Virtual 架构具有很多优势，如Consistent Performance (规避虚拟内存和vCPU的Ove