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裸金屬:裸金屬服務器的計算資源,如何才能實現(xiàn)自動化管理?

發(fā)布日期:2020-02-29 18:49 | 文章來源:YINGSOO

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裸金屬

  近年來,裸金屬服務器在云計算市場被大量提及,應對用戶對高性能、硬隔離、資源獨享、便捷管理、快速響應等更高的要求,裸金屬服務器悄然成為云市場的一大增長點。談及裸金屬服務器的核心優(yōu)勢,行業(yè)人士認為,主要在于裸金屬服務器的無損性能與自動化管理兩方面。

  無損性能很好理解,裸金屬服務器仍然會用到物理機,而物理機的性能保障都是有目共睹的。那在管理方面呢?裸金屬服務器如何才能實現(xiàn)自動化管理?為此,我們基于近日在中國idc產(chǎn)業(yè)ceo高峰論壇上,“微微云”透露的旗下dooros云操作系統(tǒng),對裸金屬服務器的自動化管理問題進行了深入剖析。

  目前,openstack在虛擬化管理方面已經(jīng)比較成熟,但在物理機方面,一直沒有很好的解決方案。在這樣的背景下,ironic(bare- metal provisioning)誕生了,它能夠解決物理機的添加、刪除、電源管理和安裝部署等大部分問題。

  ironic是openstack項目中用來提供物理機管理的模塊,依托pXe(preboot execution environment)、ipmi(intelligent platform management interface)等技術實現(xiàn)批量部署和系統(tǒng)控制。此外,ironic也提供一系列常用的驅動,同時提供插件的機制讓廠商可以開發(fā)自己的driver,這讓它支持幾乎所有的硬件。

  通過ironic組件,openstack對物理機的部署,可以和虛擬機部署一樣簡單。實際上,裸金屬服務器的虛擬機和物理級部署原理,在nova看來是大徑相同的,只是底層驅動的區(qū)別。虛擬機的底層驅動采用了libvirt的虛擬化技術,而物理機是采用ironic技術,ironic可以看成一組 Hypervisor Api的集合,其功能與libvirt相似。

  眾所周知,openstack 是一款開源的擴展平臺,用于構建公有云或私有云。其多數(shù)時候是被作為 iaas(基礎設施即服務),由諸如計算(nova)、網(wǎng)絡(neutron)、存儲(cinder)及其它項目所組成。ironic作為openstack中的一個獨立模塊,它可以與keystone、nova、neutron、image以及swift進行交互。

  云計算的發(fā)展推動了openstack的進化,為能夠全面支持虛擬化,目前openstack 支持了多種 Hypervisor,例如原生KVm、Xen、QemU、Hyper-V、Vmware、LXc等。openstack提供的項目讓 iaas成為了可能,讓用戶能夠自助部署配置虛擬機,即讓用戶能夠在界面或命令行自己創(chuàng)建服務器。

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  在 openstack 中部署裸機就意味著用戶可以直接操作硬件設施、部署應用負載(鏡像)到真正的物理機器,而不是運行在 hypervisor 之上的虛擬機中。openstack的部署能力已然非常強大了,但ironic的加持,對openstack的部署能力又進一步注入了強心劑。

  從ironic的架構來看,和其他openstack組件一樣,ironic也對外提供一個標準的restful接口ironic-Api。ironic涵蓋了4個主要組件,即:ironic- Api、ironic-conductor、nova-compute-ironic和ironic-provision。

  ironic- Api用于提供北向接口;

  ironic-conductor主要接受ironic- Api下發(fā)的命令,實現(xiàn)具體的操作和處理工作;

  nova-compute-ironic可對接ironic driver,進行物理機的發(fā)放等生命周期管理;

  ironic-provision是ironic tftp服務,為物理機安裝部署過程提供tftp服務。

  為了能像虛擬機一樣部署物理機,ironic需要能夠上報物理機的資源,用以支持操作系統(tǒng)的自動安裝和物理機電源狀態(tài)管理等情況。ironic-discovered即可實現(xiàn)物理機資源的上報工作,使得管理員在注冊物理機時,只需提供物理機bmc的ip地址,ironic數(shù)據(jù)庫就能獲得物理機的相關信息,與此同時nova的compute_nodes表中也擁有物理機相關資源信息。

  而接下來,通過pXe技術將物理機安裝上操作系統(tǒng),再通過ipmi技術即可實現(xiàn)物理機的電源狀態(tài)管理。說到這里,也簡單普及一下物理機部署所涉及到的主要技術——pXe和ipmi:

  preboot execution environment (pXe)

  pXe 是目前主流的無盤啟動技術,它可以使計算機通過網(wǎng)絡而不是從本地硬盤、光驅等設備啟動。利用 pXe 進行系統(tǒng)安裝需要被安裝的主機上有 pXe 支持的網(wǎng)卡,不過現(xiàn)在的網(wǎng)卡一般都內嵌支持 pXe 的 Rom 芯片。當計算機引導時,bios 首先會 把 pXe client 調入內存中執(zhí)行,pXe client 被載入內存后,它便同時具有 dHcp client 和 tFtp client 的功能,dHcp client 會向 dHcp server 請求 ip 分配給將要安裝系統(tǒng)的主機,然后由 pXe client 將放置在遠端的文件通過 tFtp 下載到本地運行。

  intelligent platform management interface (ipmi)

  ipmi智能平臺管理接口,是一種開放標準的硬件管理接口規(guī)格,使用嵌入式管理子系統(tǒng)進行通信而不依賴主機操作系統(tǒng),這使得在操作系統(tǒng)不響應或未加載的情況下其仍然可以進行開關機、信息提取等操作。ironic 正是利用此技術可以遠程的對物理機進行上下電及其他操作,而不是依賴物理開關或者操作系統(tǒng)。

  此外,包括dHcp(dynamic Host configuration protocol)、network bootstrap program (nbp)、trivial File transfer protocol (tFtp)等在內的技術,也是裸金屬服務器中物理機部署所會用到的主要技術。

  不難想象,ironic(bare- metal provisioning)的誕生,對物理機的部署及管理問題產(chǎn)生了里程碑式的意義,而對于裸金屬服務器來說,依托openstack ironic實現(xiàn)的自動化管理功能,讓用戶很方便的對指定的一臺或多臺物理機,執(zhí)行諸如同時部署大規(guī)模物理機群集、硬件基礎設施資源的快速交付等一系列操作。

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