近年來(lái)，裸金屬服務(wù)器在云計(jì)算市場(chǎng)被大量提及，應(yīng)對(duì)用戶對(duì)高性能、硬隔離、資源獨(dú)享、便捷管理、快速響應(yīng)等更高的要求，裸金屬服務(wù)器悄然成為云市場(chǎng)的一大增長(zhǎng)點(diǎn)。談及裸金屬服務(wù)器的核心優(yōu)勢(shì)，行業(yè)人士認(rèn)為，主要在于裸金屬服務(wù)器的無(wú)損性能與自動(dòng)化管理兩方面。

無(wú)損性能很好理解，裸金屬服務(wù)器仍然會(huì)用到物理機(jī)，而物理機(jī)的性能保障都是有目共睹的。那在管理方面呢？裸金屬服務(wù)器如何才能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理？為此，我們基于近日在中國(guó)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(duì)裸金屬服務(wù)器的自動(dòng)化管理問(wèn)題進(jìn)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(jī)方面，一直沒(méi)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(jī)的添加、刪除、電源管理和安裝部署等大部分問(wèn)題。

Ironic是OpenStack項(xiàng)目中用來(lái)提供物理機(jī)管理的模塊，依托PXE（Preboot Execution Environment）、IPMI（Intelligent Platform Management Interface）等技術(shù)實(shí)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(qū)動(dòng)，同時(shí)提供插件的機(jī)制讓廠商可以開(kāi)發(fā)自己的driver，這讓它支持幾乎所有的硬件。

通過(guò)Ironic組件，OpenStack對(duì)物理機(jī)的部署，可以和虛擬機(jī)部署一樣簡(jiǎn)單。實(shí)際上，裸金屬服務(wù)器的虛擬機(jī)和物理級(jí)部署原理，在nova看來(lái)是大徑相同的，只是底層驅(qū)動(dòng)的區(qū)別。虛擬機(jī)的底層驅(qū)動(dòng)采用了libvirt的虛擬化技術(shù)，而物理機(jī)是采用Ironic技術(shù)，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(kāi)源的擴(kuò)展平臺(tái)，用于構(gòu)建公有云或私有云。其多數(shù)時(shí)候是被作為 IaaS（基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)），由諸如計(jì)算（Nova）、網(wǎng)絡(luò)（Neutron）、存儲(chǔ)（Cinder）及其它項(xiàng)目所組成。Ironic作為OpenStack中的一個(gè)獨(dú)立模塊，它可以與keystone、nova、neutron、image以及swift進(jìn)行交互。

云計(jì)算的發(fā)展推動(dòng)了OpenStack的進(jìn)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(xiàng)目讓 IaaS成為了可能，讓用戶能夠自助部署配置虛擬機(jī)，即讓用戶能夠在界面或命令行自己創(chuàng)建服務(wù)器。

在 OpenStack 中部署裸機(jī)就意味著用戶可以直接操作硬件設(shè)施、部署應(yīng)用負(fù)載（鏡像）到真正的物理機(jī)器，而不是運(yùn)行在 hypervisor 之上的虛擬機(jī)中。OpenStack的部署能力已然非常強(qiáng)大了，但I(xiàn)ronic的加持，對(duì)OpenStack的部署能力又進(jìn)一步注入了強(qiáng)心劑。

從Ironic的架構(gòu)來(lái)看，和其他OpenStack組件一樣，Ironic也對(duì)外提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的restful接口Ironic-API。Ironic涵蓋了4個(gè)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(shí)現(xiàn)具體的操作和處理工作；

nova-compute-Ironic可對(duì)接Ironic driver，進(jìn)行物理機(jī)的發(fā)放等生命周期管理；

Ironic-provision是Ironic tftp服務(wù)，為物理機(jī)安裝部署過(guò)程提供tftp服務(wù)。

為了能像虛擬機(jī)一樣部署物理機(jī)，Ironic需要能夠上報(bào)物理機(jī)的資源，用以支持操作系統(tǒng)的自動(dòng)安裝和物理機(jī)電源狀態(tài)管理等情況。Ironic-discovered即可實(shí)現(xiàn)物理機(jī)資源的上報(bào)工作，使得管理員在注冊(cè)物理機(jī)時(shí)，只需提供物理機(jī)BMC的IP地址，Ironic數(shù)據(jù)庫(kù)就能獲得物理機(jī)的相關(guān)信息，與此同時(shí)nova的compute_nodes表中也擁有物理機(jī)相關(guān)資源信息。

而接下來(lái)，通過(guò)PXE技術(shù)將物理機(jī)安裝上操作系統(tǒng)，再通過(guò)IPMI技術(shù)即可實(shí)現(xiàn)物理機(jī)的電源狀態(tài)管理。說(shuō)到這里，也簡(jiǎn)單普及一下物理機(jī)部署所涉及到的主要技術(shù)——PXE和IPMI：

Preboot Execution Environment （PXE）

PXE 是目前主流的無(wú)盤(pán)啟動(dòng)技術(shù)，它可以使計(jì)算機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)而不是從本地硬盤(pán)、光驅(qū)等設(shè)備啟動(dòng)。利用 PXE 進(jìn)行系統(tǒng)安裝需要被安裝的主機(jī)上有 PXE 支持的網(wǎng)卡，不過(guò)現(xiàn)在的網(wǎng)卡一般都內(nèi)嵌支持 PXE 的 ROM 芯片。當(dāng)計(jì)算機(jī)引導(dǎo)時(shí)，BIOS 首先會(huì) 把 PXE Client 調(diào)入內(nèi)存中執(zhí)行，PXE Client 被載入內(nèi)存后，它便同時(shí)具有 DHCP client 和 TFTP Client 的功能，DHCP client 會(huì)向 DHCP server 請(qǐng)求 ip 分配給將要安裝系統(tǒng)的主機(jī)，然后由 PXE Client 將放置在遠(yuǎn)端的文件通過(guò) TFTP 下載到本地運(yùn)行。

Intelligent Platform Management Interface （IPMI）

IPMI智能平臺(tái)管理接口，是一種開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)的硬件管理接口規(guī)格，使用嵌入式管理子系統(tǒng)進(jìn)行通信而不依賴主機(jī)操作系統(tǒng)，這使得在操作系統(tǒng)不響應(yīng)或未加載的情況下其仍然可以進(jìn)行開(kāi)關(guān)機(jī)、信息提取等操作。Ironic 正是利用此技術(shù)可以遠(yuǎn)程的對(duì)物理機(jī)進(jìn)行上下電及其他操作，而不是依賴物理開(kāi)關(guān)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(nèi)的技術(shù)，也是裸金屬服務(wù)器中物理機(jī)部署所會(huì)用到的主要技術(shù)。

不難想象，Ironic（Bare- Metal Provisioning）的誕生，對(duì)物理機(jī)的部署及管理問(wèn)題產(chǎn)生了里程碑式的意義，而對(duì)于裸金屬服務(wù)器來(lái)說(shuō)，依托OpenStack Ironic實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)化管理功能，讓用戶很方便的對(duì)指定的一臺(tái)或多臺(tái)物理機(jī)，執(zhí)行諸如同時(shí)部署大規(guī)模物理機(jī)群集、硬件基礎(chǔ)設(shè)施資源的快速交付等一系列操作。

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